Химики создавали модели молекул с помощью пластиковых шариков и палочек. Сегодня моделирование осуществляется на компьютерах.
В 1970-х Мартин Карплюс, Майкл Левитт и Арие Варшел заложили основу для мощных программ, которые используются для понимания и прогнозирования химических процессов. Компьютерные модели, отражающие реальную жизнь, стали решающими для большинства современных достижений химии.
Химические реакции происходят с молниеносной скоростью. За доли миллисекунды электроны перескакивают с одного атомного ядра на другое. Классической химии трудно угнаться; практически невозможно экспериментально отобразить каждый маленький шаг в химическом процессе.
С помощью методов, которым в настоящее время присуждена Нобелевская премия по химии, ученые позволяют компьютерам раскрывать химические процессы, такие как очистка выхлопных газов катализатором или фотосинтез зеленых листьев.Работа Карплуса, Левитта и Варшела является новаторской, поскольку им удалось заставить классическую физику Ньютона работать бок о бок с принципиально иной квантовой физикой. Раньше химикам приходилось использовать либо или.
Сила классической физики заключалась в том, что вычисления были простыми и могли использоваться для моделирования действительно больших молекул. Его слабость заключалась в том, что он не позволял моделировать химические реакции.
Для этого химики должны были использовать квантовую физику. Но такие вычисления требовали огромных вычислительных мощностей и поэтому могли быть выполнены только для небольших молекул.Нобелевские лауреаты этого года по химии взяли лучшее из обоих миров и разработали методы, использующие как классическую, так и квантовую физику.
Например, при моделировании того, как лекарство соединяется со своим целевым белком в организме, компьютер выполняет квантово-теоретические вычисления для тех атомов целевого белка, которые взаимодействуют с лекарством. Остальная часть большого белка моделируется с использованием менее требовательной классической физики.Сегодня компьютер — такой же важный инструмент для химиков, как и пробирка. Моделирование настолько реалистично, что предсказывает результат традиционных экспериментов.
Мартин Карплюс, гражданин США и Австрии. Родился в 1930 году в Вене, Австрия. Кандидат наук. 1953 год — Калифорнийский технологический институт, Калифорния, США.
Профессор Конвеннн, Страсбургский университет, Франция, и профессор химии Теодор Уильям Ричардс, почетный профессор Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс, США. http://chemistry.harvard.edu/people/martin-karplus http://www-isis.u-strasbg.fr/biop/startМайкл Левитт, гражданин США, Великобритании и Израиля. Родился в 1947 году в Претории, ЮАР.
Кандидат наук. 1971 год — Кембриджский университет, Великобритания. Роберт В. и Вивиан К. Кэхилл, профессор исследования рака Медицинской школы Стэнфордского университета, Стэнфорд, Калифорния, США. http://med.stanford.edu/profiles/Michael_LevittАрие Варшел, гражданин США и Израиля.
Родился в 1940 году в кибуце Сде-Нахум, Израиль. Кандидат наук. 1969 год — Институт науки Вейцмана, Реховот, Израиль.
Заслуженный профессор Университета Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, Калифорния, США. http://chem.usc.edu/faculty/Warshel.htmlСумма премии: 8 миллионов шведских крон, которая будет разделена между лауреатами поровну.