达索系统BIOVIA Material Studio 25年助力材料科学创新

寂静回声

这是一份来自达索系统BIOVIA品牌首席科学家Stephen TODD的自述：


2000年1月4日，我的人生发生了重大转变。当时我刚完成博士后研究，在英国剑桥的分子模拟公司（Molecular Simulations Inc.）开启了职业生涯的第一份工业界工作。我担任材料科学培训协调员，主要负责公司的 Cerius2 产品（Cerius2 最初运行于 SGI IRIX 工作站，后支持 Linux 和 Windows 系统）。入职当月月底，我就因参加在美国举行的材料科学业务部门会议首次体验了时差，这段经历格外难忘。

在那里，我不断听到关于一款新产品的传闻 —— 一款能在 Windows 系统上运行的材料建模解决方案，同时支持 Windows 和 Linux 服务器。对于习惯在SGI工作站（Silicon Graphics workstations）上运行建模软件的我来说，这听起来简直不可思议。几个月后，我来到佛罗里达，协助在培训用的笔记本电脑上安装Materials Studio 1.0 Beta。记忆深刻的是，培训开始前几小时，我还在用 56K 调制解调器下载软件，为所有电脑打补丁。随后在 2000 年 6 月，Material Studio 1.0 正式发布，装在一个巨大的立方体包装盒里！


尽管在我加入前，这款产品的研发已进行了数年，但发布那一刻无疑意义重大。初代版本聚焦结晶和聚合物工具，包含 Reflex、Discover 和 Amorphous Cell 模块 —— 我居然能在笔记本电脑上优化聚合物！如今看来这或许稀松平常，但在当时，能在 Windows 笔记本上构建聚合物、用高清图像可视化呈现，还能轻松连接其他设备并启动任务，堪称革命性突破。更棒的是，我可以直接将图像复制粘贴到文字处理器或演示工具中！

在接下来的几年里，Material Studio的功能不断拓展，新增了密度泛函理论（DFT）、半经验和介观尺度模块。图标换了新样式，模块浏览器被工具栏取代，但我们始终专注于通过科学赋能客户，助力研发更优质的材料。我的角色也随之转变，先是成为产品专家，编写了第一套Material Studio教程（至今仍引以为傲！），之后又在技术销售岗位工作了几年。

2004年，我回到Material Studio的产品管理岗位，并宣称新推出的 “学习表”（Study Table）文档是建模领域的一次革新 —— 它支持结构的高通量优化，同时Material Studio还新增了定量构效关系（QSAR，即材料领域的机器学习）功能。
在之后的十年里，Material Studio持续发展：新增的 MaterialsScript 进一步支持自动化和定制化；它被纳入 Pipeline Pilot 平台，成为 “Material Studio工具集”（Materials Studio Collection）；通过结合更多的纳米尺度计算技术，众多新模块也相继推出。


2010 年代末，我调任其他岗位，但James WESCOT接手了产品经理的工作，我很高兴看到Material Studio不断拓展。像 FlexTS 这样的工具可用于复杂过渡态搜索，拓展了化学研究的边界；而全新的 MACE 学习势能（MACE Learned Potentials）借助机器学习，能以极低的计算成本实现量子力学模拟的精度。
多年来，Material Studio的核心开发团队虽有变动，但他们将复杂科学融入产品的执着从未改变。虽篇幅有限，无法一一致谢，但近年来，Struan ROBERTSON和Victor MILMAN始终推动着这款卓越产品的发展。

25 年来，Material Studio不断演进，如今在核心模块的基础上，已能支持复杂且经过充分验证的科学自动化流程。我们始终致力于探索下一个重大科学突破，助力客户研发新型可持续材料。迄今为止，我们杰出的客户已发表了超过 58,000 篇相关论文与专利。
感谢所有曾安装和使用过各种版本Material Studio的用户。我满怀期待，希望能够看看未来 25 年材料建模与模拟领域会走向何方。机器学习的作用无疑将愈发重要，而大型语言模型（LLMs）和生成式设计又会带来怎样的变革？未来充满无限可能。