让电脑做实验 美3科学家摘化学诺奖

来源:互联网新闻 时间:2020-05-02 05:59

原标题:让电脑做实验 美3科学家摘化学诺奖

化学家用棍子和小球搭建复杂模型的时代在他们手上终结。由于三位得奖者的努力,今天,计算机程序可以对化学反应详细描述并进行复杂预测。计算机成为化学实验室中不可或缺的实验手段之一,他们所得出的方法既简单又保证了极高的准确性。

――美国媒体CNN

化学实验早已不是试管烧杯,或用塑料小球和小棍建模了。瑞典皇家科学院9日宣布,将今年诺贝尔化学奖授予了三位计算化学领域的美国科学家,他们通过编出计算机程序来模拟复杂的化学反应,很大程度上推进了化学研究。

展示光合作用机制

瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克表示,今年的化学奖是关于把化学实验带入网络空间的研究。三位美国科学家获此殊荣:哈佛大学教授马丁 卡普拉斯,斯坦福大学教授迈克尔 莱维特和南加州大学教授阿里耶 瓦谢勒。

据皇家科学院新闻稿中信息显示,三名获奖者均是双国籍,还分别拥有奥地利、英国和以色列国籍。

声明中称,化学反应以光速发生,在毫秒瞬间,电子从一个原子核跳跃到另一个,传统的化学方式已很难捕捉这个过程,三位获奖科学家则利用计算机模拟展示了化学反应的过程,比如,催化剂对废气的净化,或绿叶中光合作用的发生机制。

瑞典皇家科学院新闻稿中还写道,他们设法将牛顿的经典物理和量子物理联系起来。经典物理的优点是计算简单,可以被应用于很大的分子,弱点是不能提供模拟化学反应的方法。为达到这个目的,化学家必须使用量子物理进行研究,但需要强大计算能力,因此只能在小分子上应用。他们的计算化学方法使化学取得新进展,如可以通过模拟蛋白质来研制新的药物。

获奖感言非常不错

连线获奖者是诺奖的传统节目,获奖的瓦谢勒教授在采访中表示,自己的工作“就像打开一个表,看看里面是怎么运作的一样。我们发展出一个需要电脑的方法,来看看蛋白质的结构,了解它的运作机制,比如酶是怎么消化食物的。你可以用它来设计药物,满足你们的好奇心。”对于获奖后感受,瓦谢勒回答说,“非常不错。”

三位获奖得主中,1930年出生在维也纳的马丁 卡普拉斯最为有名,被公认为该领域的先驱。他还酷爱拍照,他的个人网站上面全是自己的摄影作品。

今年化学奖奖金共800万瑞典克朗(约合120万美元),将由三位获奖者平分。

■ 焦点

双国籍到底算哪国获奖?

化学奖3名获奖者都是双国籍,这在诺奖历史上几率很小。2008年,西方媒体和日本媒体就曾因获奖者国籍问题产生分歧,那一年3名科学家获物理学奖。西方媒体大多以“2名日本科学家、1名美国科学家获物理学奖”为标题,而日本媒体则以“日本科学家获物理学奖”为标题,因为其中一名获奖者是出生在日本的美籍日裔科学家。日本媒体认为,出现这种问题在于对身份认同的“定义不同”,有媒体以科学家出生国来分,也有媒体以所持国籍或长期居留地来定义。

当然,出现了双国籍获奖者时,两国媒体都会抢着说他们是自己国家的人,正如,以色列《国土报》称瓦谢勒为以色列科学家,以色列为他自豪。(韩旭阳)

■ 花絮

不怎么化学的化学奖

今年的化学奖获奖课题是不是让你感觉不那么化学?1901年以来,化学奖已颁发105次,纵观获奖名单,你会发现一个有趣的现象,就是有些年份的获奖项目实在不化学,有时偏生物学,有时偏物理学,甚至有时偏农业科学,这种理综趋势进入21世纪以来更加明显。

在化学奖上,除了纯化学领域获奖最多外,获奖次多的就是偏生物学领域,2008年,美国生物化学家、钱学森堂侄钱永健和其他两位科学家因发现和改造绿色荧光蛋白而获奖。偏物理学领域也曾多次斩获化学奖,例如,1977年该奖项颁给比利时科学家普里高津,表彰其对非平衡态热力学的贡献,听着很物理吧?

也许是化学太容易与其他学科交叉了,1945年该奖项颁给提出饲料储藏方法的芬兰科学家。

■ 点评

卡普拉斯 他学生的学生是著名教授

中科院化学研究所分子反应动力学国家重点实验室主任边文生认为,三位获奖者都是分子动力模拟领域具有代表性、影响力最大的人物。

三人之中,马丁 卡普拉斯则更加是先驱性的人物。边文生说,2008年,他曾在上海举行的一场世界计算化学大会上见过卡普拉斯,卡普拉斯在当年大会上做了主题演讲,下面听报告的很多著名教授都是他的学生,有的是学生的学生,可见他在该领域的影响力。

边文生介绍说,早在上世纪70年代,卡普拉斯就已能对含有几个原子的化学反应做出模拟,此后逐渐做大,可以为含有上千个原子的生物体系做出化学模拟。

边文生还指出,卡普拉斯和另外两位诺奖得主,主要运用的方法是基于牛顿经典力学原理,他们所做的分子动力学模拟,可以用在很多大的体系如蛋白质折叠、酶催化反应等方面。

卡普拉斯所做的计算机程序影响范围非常广,涉及领域很多,目前在生物研究、药物设计等领域都有广泛应用。边文生表示,前两年,卡普拉斯的获奖呼声就已很高。他表示,目前做分子动力学模拟领域的人不是特别多,但整个领域已经很兴旺,卡普拉斯是这个领域的先驱者,其所发展出的方法得到很多应用,解决了很多问题。

莱维特 爱动手的北大兼职教授

获得化学奖的得主之一迈克尔 莱维特是北大定量生物学中心的兼职教授。该中心主任汤超从新京报记者来电中听到莱维特获奖消息后又惊又喜,他表示将祝贺莱维特,即使不得奖,今后也还会邀请他再来北大。

汤超点评说,这三个人都是这个领域的开创者,他们发展了一系列计算方法来研究分子的相互作用,和传统的实验方式不一样。让他惊讶的是这个领域会获奖,“我以为诺贝尔化学奖比较保守,会颁给一些传统的领域,没想到会给计算领域这种比较前沿、新潮的学科,这也算是有创造性了。”

汤超说,莱维特曾经来过北大访问,做过报告,参加国际会议,“他是非常多产的科学家。”给汤超印象最深的是,莱维特时时刻刻都在工作,“他现在还是自己编程,相比之下,有很多科学家都让学生来做编程,而莱维特总是自己做,比较有特色。”

此外,汤超还认为莱维特是非常有创造性的人,“总是给人耳目一新的感觉,总是去做新的东西。”计算机模拟广泛运用在今天的化学领域,已经带来很大价值,特别是在做蛋白质等大分子领域,令其不再受限于实验,计算机在蛋白质研究、制药、生物研究上有着很大的影响,比如,要寻找某种药物,可以通过计算的方法,寻找药物靶点,以及可能的药物干扰等,已用得非常普遍。

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