Wetenschappers krijgen Nobelprijs voor scheikundige computerprogramma's

Drie wetenschappers die computerprogramma's ontwikkelden om scheikundige modellen te maken, hebben de Nobelprijs voor de scheikunde gekregen. De programma's konden voor het eerst klassieke fysica met kwantumfysica combineren.

Het werk waarvoor de drie de Nobelprijs kregen, vond grotendeels begin jaren zeventig plaats. De computerprogramma's die zij ontwikkelden maakten het voor het eerst mogelijk om scheikundige modellen te baseren op beide soorten fysica, iets waarvan scheikundigen tot op de dag van vandaag de vruchten plukken, schrijft het comité dat de Nobelprijs heeft toegekend.

Om chemische reacties in kwantumfysica te berekenen, lieten de wetenschappers het computerprogramma alleen het gedrag berekenen van bepaalde atomen in een molecuul, terwijl van andere atomen in hetzelfde molecuul de reactie gezamenlijk kan worden berekend. Zo hadden de computers waarop ze werkten minder tijd nodig voor de berekeningen.

De drie winnaars zijn Martin Karplus (83) uit Oostenrijk, de Zuid-Afrikaan Michael Levitt (66) en Arieh Warshel (72) uit Israël. Het is niet ongewoon dat een Nobelprijs aan drie mensen wordt toegekend. Drie is wel het maximum.

Reacties (20)

[tweegroenethee]

Ik heb altijd geleerd dat kwantumfysica niet te voorspellen is, hoe kan hier dan een accuraat programma voor geschreven worden?

[martijnvanegdom]

Dan hebben ze je iets fout geleerd. De exacte plaats van een deeltje is niet te bepalen, maar wel de kans dat het deeltje ergens aanwezig is of een bepaalde interactie pleegt. En dat zijn gewoon modellen die gebruikt kunnen worden in een programma

[tweegroenethee]

De exacte plaats en momentum is niet te bepalen, wel een schatting. Daarom vraag ik hoe hier een accuraat programma voor geschreven kan worden.
Om chemische reacties in kwantumfysica te berekenen.. Dit is dus een berekening die niet voor 100% klopt?

[martijnvanegdom]

De berekening kloppen wel... Het is een model, dit wat wetenschap doet (o.a.) modellen maken van zaken die we waarnemen in de werkelijkheid. En een model is altijd een vereenvoudiging van de werkelijkheid. Gelukkig zijn de modellen in de natuur en scheikunde vrij accuraat.

[Verwijderd]

Om in praktische toepassingen te berekenen hoe een gas of een vloeistof zich gedraagt hoef je niet de plaats en het moment van elk molecuul exact te weten. Iets dergelijks geldt hier ook.

[DJ Henk]

Om chemische reacties in kwantumfysica te berekenen.. Dit is dus een berekening die niet voor 100% klopt?

De berekening klopt wel voor 100%. Maar je rekent dan ook niet uit wat de exacte plaats en snelheid van elk deeltje is.

In plaats daarvan gaat het over waarschijnlijkheden. En aangezien chemische reacties vaak over heel veel deeltjes gaan, kun je zelfs met een waarschijnlijkheidsverdeling heel nauwkeurig uitkomsten voorspellen.

[M2M]

Er wordt normaliter een 95% betrouwbaarheidsinterval genereert. Dat wordt meestal gebruikt om de vorm van de wat grotere moleculen in kaart te brengen. (denk aan eiwitstructuren e.d.).

De orbitalen waar het dan over gaat kunnen een of meerdere electronen bevatten, maar in principe zijn die orbitalen heel groot. Echter zit zo'n electron dus voor 95% van zijn tijd in een klein stukje.

[Reactie gewijzigd door M2M op 27 juli 2024 14:13]

[Rhemme]

Ik denk dat je een 95% betrouwbaarheidsinterval hier verkeerd interpreteert. Een 95% CI wil niet zeggen dat het elektron 95% van de keren in een klein stukje zit.

De ware waarde (bv lokatie van een electron) zit bij 95% van de studies binnen het 95% CI. Dit omdat je steekproeven neemt, en niet weet of je steekproef representatief is voor de totale verzameling.

[Pantera88]

Het gaat hier vooral om interactie op atomair niveau. Dus denk aan afstanden tussen atomen, bindingssterkte, energieverschilllen in configuraties van moleculen etc. Deze zijn niet te verklaren met Newtoniaanse mechanica, maar prima te voorspellen met quantumchemie.
Dat men de exacte locatie van een electron niet kan voorspellen is niet van belang.

[Reactie gewijzigd door Pantera88 op 27 juli 2024 14:13]

[Ayporos]

En ik heb altijd instinctief besloten de 'onvoorspelbaarheid' van kwantumfysica toe te kennen aan de onmogelijkheid van mensen om iets te voorspellen wegens de onmogelijkheid om iets compleet te isoleren van de buitenwereld (ie alle andere materie en energie in het gehele universum).

Dat wìj niet kunnen waarnemen waarom een deeltje wel of niet vervalt betekent niet dat het vervallen van betreffend deeltje buiten de actie = -reactie wetgeving valt.

In ieders geval dat is mijn filosofie en ik heb dan ook schijt aan de gehele non-deterministische natuurkunde.

[swtimmer]

Hoera! De eerste nobelprijs ooit voor bioinformatica! Eindelijk kunnen biologen er niet meer omheen, ook wij doen echte wetenschap :-)

Trouwens, nog meer impressive, LMB heeft sinds vandaag 10 Nobel prijzen in totaal.

[Reactie gewijzigd door swtimmer op 27 juli 2024 14:13]

[svennd]

Informatica is een afleiding van wiskunde, de moeder van alle wetenschap. Hoe kan je als bioloog dan denken dat het geen wetenschap is ?

[Truss]

relevante XKCD

[Verwijderd]

Terwijl wiskunde weer niets meer is dan toegepaste filosofie.

Edit: Jur was me te snel af.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 27 juli 2024 14:13]

[Jur_]

Wiskunde is niet de moeder van alle wetenschap; dat is filosofie. Historisch gezien zijn daar alle vormen van wetenschap uit voortgekomen.

@Truss hierboven: Hij blijft grappig! Daar gaat het ook over de zogenaamde puurheid van wetenschap, niet welke overkoepelend/moeder zou zijn

[Reactie gewijzigd door Jur_ op 27 juli 2024 14:13]

[Universal Creations]

Wiskunde is een taal. De manier om te communiceren binnen veel natuurwetenschappen, maar ook daarbuiten (economie bijvoorbeeld ook).

Ontopic: niet alleen vroeger was computertijd een beperkende factor, maar nog steeds. Al zijn de moleculen waar aan gerekend wordt veel groter. Zie ook bijvoorbeeld Folding@home, waarbij gerekend wordt aan gigantische moleculen (eiwitten in dit geval).

[florjohn]

Probabilistische fenomenen kan je ook modelleren

[Verwijderd]

Het lijkt mij echt flippen om pas de Nobelprijs te ontvangen als >80 jaar bent.
'Definitely something that's get you laid on a saturday night', maar op die leeftijd hoeft dat niet meer-omdat het niet meer werkt of de viagra hartproblemen veroorzaakt.
Rijk die prijs uit als iemand ca. 35 jaar is, lijkt mij een beter idee.

[Chrotenise]

Je kan pas na een x aantal jaar zeggen hoe succesvol / belangrijk je uitvinding nou werkelijk voor de mensheid was, gebaseerd op feiten. Doe je het direct wanneer ze dingen uitvinden...wordt het een soort miss-verkiezing.

[Verwijderd]

Nog lastiger wordt dat wanneer je dood bent; oh wacht je was al afgelegd
Er zijn echter verschillende wetenschappers die al betrekkelijk jong een uitvinding hebben gedaan, maar waarvan de kinderen (of kleinkinderen - de kinderen zijn ook niet meer zo mobiel) de prijs in ontvangst mogen nemen.