合作的第一步，是20世纪70年代在卡普拉斯位于美国哈佛大学的实验室中迈出的。卡普拉斯的研究小组开发的计算机程序，可以在量子物理学的帮助下模拟化学反应。他还开发了用于核磁共振（NMR）的“卡普拉斯方程”，这种基于分子的量子化学性质的方法是化学家们众所周知的。

　　1970年，在以色列魏茨曼科学研究所获得博士学位的瓦谢勒带着他的经典计算机程序进入了卡普拉斯的实验室。以此为出发点，瓦谢勒和卡普拉斯开始开发一种能够对不同电子执行各种计算的新程序。

　　在大多数分子中，每个电子都围绕一个特定的原子核旋转。但在有些分子内，特定的电子可以在几个原子核之间不受阻碍地移动。这种“自由电子”在视网膜中就可以找到。长期以来，卡普拉斯都对研究视网膜很感兴趣，因为这种分子的量子化学特性会影响到一种特定的生物功能。光线的照射能够让视网膜中的自由电子充满能量，从而改变分子的形态，这是人类产生视觉的第一阶段。

　　卡普拉斯和瓦谢勒从一种结构更为简单的类似分子入手，成功完成了对视网膜的建模。他们开发出一种计算机程序，在执行自由电子计算时引入量子物理学理论，而当执行所有其他电子和原子核计算时，则采用更简单的经典理论。他们在1972年发表了这一研究结果。这是首次成功实现经典物理学和量子物理学在化学方面的合作。该程序是一个开创性的突破，但不足之处在于，它只能处理镜像对称的分子。

　　一个了解生命的通用程序

　　在哈佛工作两年后，阿里耶·瓦谢勒与迈克尔·莱维特聚首。莱维特当时已经在生物分子如DNA、RNA和蛋白质研究领域处于世界领先水平的英国剑桥大学读完了博士生课程。他一直希望能用他的经典计算机程序，更好地了解生物分子的“模样”，但却始终无法克服障碍，只能在观察分子的静止状态。

　　两人设立了一个高目标：开发一个用于研究酶的程序，酶是生物体内管理和简化化学反应的蛋白质，它们几乎控制了生物体内所有的化学反应。

　　为了模拟酶促反应，瓦谢勒和莱维特需要让经典物理学和量子物理学的合作更顺畅。1976年，他们成功开发出第一个酶促反应的计算机模型。这个程序是革命性的，因为它适用于任何种类的分子，帮助对各种分子甚至是真正的大生物分子建模。当模拟化学反应时，尺寸再也不是问题了。

　　他们还进一步节省了计算工作量，让计算机“放弃”分子中的每个他们不感兴趣的单原子分子。研究已经表明，在计算过程中可以合并一些原子。

　　化学界的革命

　　多尺度复杂化学系统模型的出现无疑是化学界的革命。通过该模型，科学家实现了用电脑监控微小而瞬间的化学变化，从而能将催化等过程最优化。例如在模拟药物如何到达体内靶蛋白的实验中，电脑可直接对与药物相互作用的靶蛋白原子执行量子理论计算，精确分析出药物发生作用的全过程。

　　前进的脚步不止于此。莱维特在其著作中描述了他的梦想之一：在分子水平上模拟生物体。这是一个诱人的想法，他们现在拥有多尺度复杂化学系统模型这个强有力的工具。至于能够走多远，带给我们的认知有多深，则要由时间来决定。