曾幾何時,迷你倉科學家要進行化學研究,需用塑膠球和木棒砌出分子模型,但進入電腦時代,無論是藥丸抑或太陽能板的分子反應,都能用程式進行模擬,令化學研究有飛快發展。於1970年代建構這種「多尺度複雜化學系統模型」的先驅—卡普拉斯、萊維特和瓦謝爾等3名美國科學家,昨日憑此貢獻獲得本年度諾貝爾化學獎。 瑞典皇家科學院在聲明中表示,3位得獎者的研究將傳統的化學實驗帶進網絡領域,將瞬間的化學反應,以及複雜電子在毫秒間的快速運動,展示在電腦屏幕上,讓科學家不單能了解化學結構,也能更全面了解並預測化學反應過程。模擬光合作用化學過程 聲明形容,「多尺度複雜化學系統模型」令電腦成為與試管一樣重要的實驗工具,是當今多數化學發現的關鍵。這種工具適用於所有類型的化學研究,包括太陽能板以至藥物研發,例如研究人員能使用電腦計算實驗藥物與身體特定蛋白質會產生的化學反應,亦讓科學家了解汽車催化器淨化廢氣或綠葉光合作用等的化學過程。結合牛頓古典力學及量子力學 3名得主的理論,亦將一直被視為「水火不容」的牛頓古典力學與量子力學成功結合起來。以往科學家在電腦模擬複雜化學過程時,必須在古典力學和量子力學的軟件中做選擇,前者能清楚展示分子結構,但要模擬化學反應,就必須使用後者,因此他們的理論就恍如「在兩個領域之間打開一道大門」。 瑞典烏普薩拉大學有機化學教授赫曼森形容,電腦模型為化學帶來革命。「當你用電腦解答方程式時,你可以取得用其他方法幾乎不可能得到的詳細資料。有了這知識,你能解決問題,確定能源問題、侵蝕和化學反應為何出現。」 得主之一萊維特的夢想,是終有一天,科學家能利用電腦程式,從分子階段完全模擬出一個活生生的有機生物。另一名得主瓦謝爾則形容,他們研究出的電腦程式,就像「看著一隻手錶,然後感慨其運作之精妙。」3人將分享800萬瑞典克朗(約969萬港元)獎金。 ■瑞典皇家科學院網站/路透社/綜合外電消息馬丁.卡普拉斯 桃李滿門 馬劍鵬為門生出生:1930年3月15日 奧地利維也納現職:法國斯特拉斯堡大學及美國哈佛大學教授 83歲的卡普拉斯擁有美國和奧地利雙重國籍,1930年生於奧地利維也納一個猶太家庭。他桃李滿門,自1955年以來已先後於伊利諾伊大學儲存哥倫比亞大學及哈佛大學教導超過200名研究生,知名門生包括華裔結構生物學專家馬劍鵬,後者現於貝勒醫學院和萊斯大學任教。 卡普拉斯8歲時曾因納粹德軍吞併奧地利,與母親和哥哥逃難瑞士,但父親則被關入監牢,後來幸得叔父協助,父親終趕及在他們從法國乘船往美國前團聚。 他戰後入讀哈佛大學,並於23歲獲得加州理工學院博士學位,現為法國斯特拉斯堡大學和美國哈佛大學教授,其兄羅伯特亦是國際知名物理學家。 ■綜合外電消息/諾貝爾獎網站邁克爾.萊維特 獲獎「如喝了3倍濃咖啡」出生:1947年5月9日 南非比勒陀利亞現職:史丹福大學醫學院教授 66歲的萊維特是3位得獎者中最年輕的一位,他表示,是次獲獎很大程度上基於20歲時的研究,「我應該寫了一個很好的程式。」他擁有美國和英國雙重國籍,生於南非比勒陀利亞,24歲時在英國劍橋大學獲得博士學位,現為美國史丹福大學教授。他形容接獲諾貝爾獎委員會的通知時,興奮得像喝了杯「三倍濃縮咖啡」。 萊維特是其中一位進行DNA及蛋白質分子動力模擬、並研發出首個相關應用軟件的研究先驅,在預測高分子結構方式上的研究尤其受注目。他提出利用分子動力模擬和分子模型,準確理解並預測蛋白質和核酸的結構及功能。著名科學家格斯坦和山姆德拉都是他的門生。 ■綜合外電消息/諾貝爾獎網站亞利耶.瓦謝爾 研究意念出於大學時期出生:1940年11月20日 以色列現職:美國南加州大學教授 73歲的瓦謝爾擁有美國和以色列雙重國籍,他表示,今次獲獎的研究,其實始於1962年他仍是一名大學生時的想法,但他當時不知如何將之實現,直到1976年赴美後,想法才化成現實。他稱,研究出的模型有多種用途,「可用來設計藥物,或像我一樣,滿足好奇心。」 瓦謝爾29歲時在以色列魏茲曼科學院獲得博士學位,其研究遍及現代生物物理化學不同範疇,並與團隊創立多個重要的生物分子電腦模型,較注目的包括�促反應的量化理論研究,提出了名為「QM/MM」的方法,結合了量子力學計算和分子力學計算,讓其他科學家應用研究�促反應。 瓦謝爾並與今次另一位得主萊維特共同研發出有關蛋白質摺疊的簡化模型,目前絕大部分蛋白質摺疊研究均採用這模型。 ■綜合外電消息/路透社/諾貝爾獎網站mini storage
- Oct 10 Thu 2013 09:45
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助設計藥物太陽板 化學實驗電腦化 3科學家奪諾獎
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