【2013诺贝尔奖】化学奖直播/解读贴

读图模式

我只有一个心愿。
请今年的诺奖别颁给物理学/生物学/数学……可以吗!!!!!
这两天我在办公室都快被黑死了…………
------------------------------------

获奖原因:
“为复杂的化学系统发展了多尺度模型”
得奖者
解读:

Martin Karplus
马丁·卡普拉斯是一位在奥地利出生的美国理论化学家,犹太裔。主要研究是在核磁共振谱学、化学动态学、量子化学和生物大分子的分子动力学模拟方面。提出了有关耦合常数和二面角之间关系的卡普拉斯方程。 卡普拉斯1950年取得哈佛大学的Bachelor of Art,1953年获加州理工学院的博士学位,师从莱纳斯·鲍林(就是那个Pauling!因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖,因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖,成为获得不同诺贝尔奖项的两人之一,另一人为居里夫人)。

[bold]Michael Levitt [/bold]

迈克尔·赖韦特,美国和英国双重国籍。1947年出生于南非的比勒陀利亚,1971年在英国剑桥大学获得博士学位。美国斯坦福医学院癌症研究所Robert W.及Vivian K. Cahill冠名教授

Arieh Warshel
阿列·沃什尔,1940年出生于以色列,美国南加州大学化学及生物化学教授。

------------------------------------------
51楼有个比较详尽但复杂的解释
-----------------------------------------
官方新闻稿
过去,化学家们曾经利用塑料球和小棍来建造分子的模型。而现在,建模则是由计算机完成的。在1970年代,马丁·卡普拉斯、迈克尔·赖韦特和阿列·沃什尔奠定了用于了解和预测化学反应进程的计算机程序的基础。反映真实情况的计算机模型已经成为了现在化学界大多数新进展的关键。

化学反应以光速发生着。在几个毫秒之内,电子从一个原子核跳到另一个。经典化学在前进过程中曾有过很艰难的时期,事实上在化学进程中追踪每一小步反应都十分困难。幸好有了得到本次化学奖的这项研究,科学家得以用计算机揭开化学进程的面纱,例如用催化剂净化烟气,或绿叶中光合作用。

卡普拉斯、赖韦特和沃什尔所做的工作是开拓性的。他们设法将牛顿的经典物理和截然不同的量子物理学联系了起来。之前,化学家不能不选择其中一个方向进行研究。经典物理的优点是计算简单,并且可以被应用于很大的分子。不过,经典物理的弱点在于它没有提供模拟化学反应的方法。为了达到这个目的,化学家必须使用量子物理体系进行研究。不过这样一来,相关计算就需要依赖非常强大的计算能力,因此只能在小分子上应用。

今年诺贝尔化学奖的获得者将两个物理体系的精华结合到了一起,并提取了在经典物理和量子物理领域都适用的研究方法。例如,要模拟对药物在体内如何与靶蛋白进行耦合,计算机会对靶蛋白中能与指定药物相互作用的原子进行量子理论的计算。大蛋白的其余部分则利用相对没那么费力的经典物理方法进行模拟。

时至今日,计算机对化学家的作用已经和试管一样重要。因为计算机对化学反应的模拟能够非常逼真,化学家们已经能够通过计算机预测传统实验的结果。

(马丁·卡普拉斯,美国和奥地利双重国籍。1930年出生于奥地利的维也纳,1953年在美国加州理工学院获得博士学位。法国斯特拉斯堡大学Conventionné冠名教授,美国哈佛大学Theodore William Richards冠名化学教授。
迈克尔·赖韦特,美国和英国双重国籍。1947年出生于南非的比勒陀利亚,1971年在英国剑桥大学获得博士学位。美国斯坦福医学院癌症研究所Robert W.及Vivian K. Cahill冠名教授。
阿列·沃什尔,美国和以色列双重国籍。1940年出生于以色列的sde-nahum集体农庄,1969年在以色列雷荷弗特魏兹曼科学院获得博士学位。美国南加利福尼亚大学杰出教授。)
-----------------------------
诺贝尔化学奖中的几个事实,编译自诺奖官网
1895年11月27日,阿尔弗雷德·诺贝尔签署了最后的遗嘱,将大部分遗产用以成立一系列奖项,即诺贝尔化学奖。正如诺贝尔遗嘱中所说,此奖授予“做出最重要的化学发现或突破的人”。下面,我们来了解1901~2012年期间一些有关诺贝尔化学奖的事实。

  • 自1901年起,共颁发了104个诺贝尔化学奖。 1916, 1917, 1919, 1924, 1933, 1940, 1941 和1942年无奖。在第一次和第二次世界大战期间,诺奖颁奖较少。
  • 63个化学奖只属于一位获奖者;23个化学奖由两人共享;18个化学奖颁给了三位科学奖。
  • 1901~2012年期间,共有163人次、162人获得诺贝尔化学奖——Frederick Sanger一人得了两次化学奖。所有获奖者可见
  • 他们获得化学奖的平均年龄是57岁
  • 最年轻的化学奖得主:Frédéric Joliot,1935年与妻子 Irène Joliot-Curie同捧奖杯,时年35岁。
  • 最老的化学奖得主:John B. Fenn,2002年得奖时已经85岁了。
  • 女性得奖者:162位化学奖得主中,目前只有4位女性。其中两位,MarieCurie与Dorothy Crowfoot Hodgkin,独得奖金。
  • 多次得奖:Linus Pauling是唯一一个自己就得了两次奖的。所有的多次得奖者可见
  • 颁给过世者的化学奖:目前为止,化学奖还没有颁给过当时就死了的人。
  • 得奖的家族:居里家族是最成功的“诺奖家族”:丈夫,妻子,大女儿,大女婿,小女婿。 Marie Curie andPierre Curie were awarded the 1903 Nobel Prize in Physics. Marie Curieherself was awarded the Nobel Prize a second time, receiving the 1911 NobelPrize in Chemistry. Marie and Pierre Curie's eldest daughter, Irène Joliot-Curie, was awarded the 1935 Nobel Prize in Chemistry, together withher husband,Frédéric Joliot. The youngerdaughter, Ève Curie, worked for the UNICEF and was married to Henry R.Labouisse. Heaccepted the NobelPeace Prize on behalf of UNICEF in 1965.
  • 其他家族:父亲Hans vonEuler-Chelpin,1929化学奖,儿子Ulf von Euler 1979医学或生理学Ulf von Euler。父亲Arthur Kornberg1959生理学和儿子Roger D.Kornberg 2006化学奖
  • 被迫拒绝的化学奖:两位获奖者被当局勒令决绝诺贝尔奖。希特勒要求3位德国人拒绝:Richard Kuhn(1938,化学),Adolf Butenandt(1939,化学),Gerhard Domagk(1939,生理学或医学)。三人都在之后得到了证书和奖章,但没有奖金。
  • 化学奖奖章由瑞典雕塑家Erik Lindberg设计。云中升起的女神Isis臂弯中抱着象征丰收的羊角cornucopia。笼罩着她那冷酷而严肃的面容的面纱被Genius of Science掀起。
  • 更多故事可见
  • 每一张证书都是瑞典和挪威最棒的艺术家与书法家创造的独一无二的艺术作品。了解更多有关证书的故事,可见
  • 诺奖得主生日:所有诺奖获奖者中,有两个日期颇为常见:5月21日(7位)和2月28日(8位)。所有获奖者的生日请见http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/lists/birthdays.html可以按日期搜索的


评论 (92) 只看楼主

全部评论

  • 1楼
    2013-10-09 15:27 窗敲雨 药学硕士 只看Ta

    严重同意lz。。
    先来占个座

    [0] |
  • 2楼
    2013-10-09 15:31 默识先生 化学硕士,美食、烹饪爱好者 只看Ta

    举报,有人要投毒!

    [0] |
  • 3楼
    2013-10-09 16:16 花落成蚀 果壳谣言粉碎机编辑 只看Ta


    [0] |
  • 4楼
    2013-10-09 16:19 淡淡神二号 只看Ta

    DNA甲基化方向的能获得不?

    [0] |
  • 5楼
    2013-10-09 16:22 窗敲雨 药学硕士 只看Ta
    引用@默识先生 的话:举报,有人要投毒!

    = =|||

    [0] |
  • 6楼
    2013-10-09 16:23 采訪本兒 只看Ta

    话说甲基化不是生理学或医学奖的预测热门咩。。。

    [0] |
  • 7楼
    2013-10-09 16:37 古士山 只看Ta

    甲基化?有可能

    [0] |
  • 8楼
    2013-10-09 16:54 溶液怎么依数 只看Ta

    这年头做化学的不容易啊,一个诺奖还总被抢

    [0] |
  • 9楼
    2013-10-09 17:07 果壳网泛用人形开罐器 只看Ta

    一个生物学家,搞出了一个发现,却没有获得诺贝尔生理学或医学奖的时候,我们可以这么安慰他:没关系,还有机会,过几天冲击一下诺贝尔理综奖吧……

    [0] |
  • 10楼
    2013-10-09 17:07 果壳网泛用人形开罐器 只看Ta

    对了……对搞物理发现的人也能这么安慰他……

    [0] |
  • 11楼
    2013-10-09 17:07 ltcmdr 只看Ta

    63

    Chemistry Prizes have been given to one Laureate only.

    求问是什么意思。。。

    [0] |
  • 12楼
    2013-10-09 17:08 Greeny 果壳视频编辑,实验党 只看Ta

    文科生来看热闹

    [0] |
  • 13楼
  • 14楼
    2013-10-09 17:35 fdsn 只看Ta

    好像要翻墙啊?

    [0] |
  • 15楼
    2013-10-09 17:37 diaoer 只看Ta
    有63个化学奖只属于一位获奖者 (不是一个人拿了63次)
    引用@ltcmdr 的话:


    Chemistry Prizes have been given to one Laureate only.求问是什么意思。。。
    [0] |
  • 16楼
    2013-10-09 17:38 ltcmdr 只看Ta
    引用@diaoer 的话:

    thx!刚刚看到主页君发的资料了:-D

    [0] |
  • 17楼
    2013-10-09 17:43 窗敲雨 药学硕士 只看Ta

    要来啦~~

    [0] |
  • 18楼
    2013-10-09 17:46 花落成蚀 果壳谣言粉碎机编辑 只看Ta

    Martin Karplus (Univ de Strasbourg/Harvard) Michael Levitt (Standford), Arieh Warshel (Univ of Southern Cal)

    [0] |
  • 19楼
    2013-10-09 17:46 yttrium 只看Ta

    结果怎么样?

    [0] |
  • 20楼
    2013-10-09 17:47 Calo 果壳科技编辑 只看Ta


    2013 #NobelPrize in #Chemistry awarded "for the development of multiscale models for complex chemical systems."
    https://twitter.com/Nobelprize_org/status/387876654011269120

    Nobelprize_org‏@Nobelprize_org47秒
    2013 #NobelPrize in #Chemistry:Martin Karplus (Univ de Strasbourg/Harvard) Michael Levitt (Standford), Arieh Warshel (Univ of Southern Cal)
    https://twitter.com/Nobelprize_org/status/387876614958108672
    收起

    [0] |
  • 21楼
    2013-10-09 17:47 花落成蚀 果壳谣言粉碎机编辑 只看Ta


    [0] |
  • 22楼
    2013-10-09 17:47 花落成蚀 果壳谣言粉碎机编辑 只看Ta

    2013 #NobelPrize in #Chemistry awarded "for the development of multiscale models for complex chemical systems."

    [0] |
  • 23楼
    2013-10-09 17:48 Calo 果壳科技编辑 只看Ta


    获奖理由:为复杂的化学系统发展了多尺度模型

    [0] |
  • 24楼
    2013-10-09 17:50 小虫北飞 只看Ta

    多耻度模型!赞!

    [0] |
  • 25楼
    2013-10-09 17:50 薛定谔的猫-Ar 只看Ta

    怎么都没听说过……求解释

    [0] |
  • 26楼
    2013-10-09 17:50 窗敲雨 药学硕士 只看Ta
    引用@小虫北飞 的话:多耻度模型!赞!

    = =

    [0] |
  • 27楼
    2013-10-09 17:51 Steed 专业级业余天文爱好者 只看Ta

    马丁·卡普拉斯,奥地利出生的美国理论化学家,哈佛大学;
    迈克尔·赖韦特,南非出生,美国斯坦福大学;
    阿列·沃什尔,美国南加州大学。

    [0] |
  • 28楼
  • 29楼
    2013-10-09 17:54 古士山 只看Ta

    计算化学方面的?

    [0] |
  • 30楼
    2013-10-09 17:55 Steed 专业级业余天文爱好者 只看Ta



    阿列·沃什尔,1940年出生于以色列,美国南加州大学化学及生物化学教授。

    [0] |
  • 31楼
    2013-10-09 18:03 Steed 专业级业余天文爱好者 只看Ta

    马丁·卡普拉斯,美国和奥地利双重国籍。1930年出生于奥地利的维也纳,1953年在美国加州理工学院获得博士学位。法国斯特拉斯堡大学Conventionné冠名教授,美国哈佛大学Theodore William Richards冠名化学教授。

    [0] |
  • 33楼
    2013-10-09 18:06 myfuther.0 只看Ta

    我这么多年化学白学了,哎

    [0] |
  • 34楼
    2013-10-09 18:06 Steed 专业级业余天文爱好者 只看Ta

    迈克尔·赖韦特,美国和英国双重国籍。1947年出生于南非的比勒陀利亚,1971年在英国剑桥大学获得博士学位。美国斯坦福医学院癌症研究所Robert W.及Vivian K. Cahill冠名教授。

    [0] |
  • 35楼
    2013-10-09 18:08 窗敲雨 药学硕士 只看Ta

    简单地说就是利用计算机建立模型,用来模拟和预测化学反应吧,相当于是进行一种虚拟的试验。

    [0] |
  • 36楼
    2013-10-09 18:08 fdsn 只看Ta

    谁能解释一下?我就听懂了“结合了牛顿苹果和薛定谔的猫”

    [0] |
  • 37楼
    2013-10-09 18:09 lalunasun 化妆品科学控 只看Ta

    化学奖得主之一马丁·卡普拉斯师从于莱纳斯·鲍林。后者曾因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖,因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖,成为获得不同诺贝尔奖项的两人之一(另一人为居里夫人)。 顺带一说,卡普拉斯在哈佛拿过Bachelor of Arts

    [0] |
  • 39楼
    2013-10-09 18:17 窗敲雨 药学硕士 只看Ta

    http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2013/popular-chemistryprize2013.pdf
    通俗材料里面举了一个研究光合作用的例子,说是如果用传统的方法很多化学反应的细节机制就研究不了了,因为这些步骤发生得太快了(毫秒级)。而这种情况你就要向今年诺奖得主的电脑软件求助了。

    [0] |
  • 40楼
    2013-10-09 18:17 Calo 果壳科技编辑 只看Ta

    为了纪念今年这个奖我们今晚一起玩Fold it吧!

    [0] |
  • 41楼
    2013-10-09 18:19 我不叫小辫子 只看Ta

    “化学反应的速度极快无比。只需要零点几个毫秒的时间,电子就能从一个原子核转移到另一个原子核中。经典化学的研究方法几乎不可能追踪化学反应的具体过程。借助于荣获本次诺贝尔化学奖的方法,科学家让计算机模拟出化学反应额整个过程,如催化剂在净化废气方面以及绿叶的光合作用这类化学反应过程。

    Karplus、Levitt和Warshel的工作是突破性的,他们将牛顿的经典物理学的内容应用于量子物理学。以前,化学家们选择使用这两者之一。经典物理学的优点是计算简单,可用于模型非常大的分子。但是它没办法模拟化学反应。因此,化学家只能利用量子物理作为手段研究化学反应。可是用量子物理的方法来计算化学反应过程的方法十分繁复,因而只能应用于小分子。

    今年的诺贝尔化学奖获得者则将经典物理学和量子物理学的内容很好的融合在一起。比如说,模拟药物耦合到体内靶蛋白的过程,使用计算机进行靶蛋白与药物相互作用的理论计算。而高分子量靶蛋白的其他部分则使用了经典物理学来处理。

    如今的计算机的使用对于化学家而言就像是试管一样。

    模拟化学反应过程是如此的准确,以至于他们可以准确的预测传统实验结果。”

    没有校对,勉强尝试翻译了下官网的内容。

    [0] |
  • 42楼
    2013-10-09 18:19 Topp 天文研究生,摄影爱好者 只看Ta

    咳咳,数值模拟……

    我只有一个心愿。
    请今年的诺奖别颁给物理学/生物学/数学……可以吗!!!!!
    这两天我在办公室都快被黑死了…………
    [0] |
  • 43楼
    2013-10-09 18:20 斜月浮云 只看Ta


    我的理解是他们通过建立计算机上的复杂模型使之能方便直接的模拟化学现象。,打通传统力学和量子力学和化学的通道,试计算机和试管一样成为化学基本工具。这是化学界要入侵计算机界的节奏吗?

    引用@fdsn 的话:谁能解释一下?我就听懂了“结合了牛顿苹果和薛定谔的猫”
    [0] |
  • 44楼
    2013-10-09 18:20 窗敲雨 药学硕士 只看Ta

    贴一个这种软件工具的应用吧——计算机辅助药物设计。
    在药物研发的时候,需要寻找到很多种化合物,还要对它们进行一一检验,这里面的试验量会是很大的,而计算机软件可以为各种类型的靶点构建、药物发现、配体辅助设计、筛选、等工作提供帮助。
    http://sklnbd.bjmu.edu.cn/plus/list.php?tid=20

    [0] |
  • 45楼
    2013-10-09 18:26 窗敲雨 药学硕士 只看Ta

    "Theory has become the new experiment." Sven Lidin, Chairman of the Nobel Committee #NobelPrize in #Chemistry

    [0] |
  • 46楼
    2013-10-09 18:30 冰红茶 只看Ta
    引用@我不叫小辫子 的话:

    小辫子你有没有觉得要获诺奖长命百岁是必须的?瞧第一位获奖者已经83了,估计应该没有做实际研究项目了~

    [0] |
  • 47楼
    2013-10-09 18:31 斜月浮云 只看Ta
    引用@冰红茶 的话:小辫子你有没有觉得要获诺奖长命百岁是必须的?瞧第一位获奖者已经83了,估计应该没有做实际研究项目了~


    你发现了得诺奖后成果少的真相。

    [0] |
  • 48楼
    2013-10-09 18:32 DaurianJackdaw 只看Ta

    这贴子是不是该搬到Hello world!去……

    [0] |
  • 49楼
    2013-10-09 18:34 Calo 果壳科技编辑 只看Ta


    http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2013/advanced-chemistryprize2013.pdf
    详细信息戳上面~


    例如,化学家们如果想要弄清楚溶菌酶是怎么切断糖苷链的,他们就得利用量子化学的方法精确模拟发生作用的部分(深色圈圈)发生了什么。而这团溶菌酶的其他部分会怎么样呢?这只要交给经典物理就好——用分子力学或连续介质力学模型来模拟就行。

    [0] |
  • 50楼
    2013-10-09 18:35 kava 只看Ta

    除了物理学家和医生,码农也加入了竞争炸药奖的行列。。。

    [0] |
  • 51楼
    2013-10-09 18:40 Calo 果壳科技编辑 只看Ta


    引用@Calo 的话:为了纪念今年这个奖我们今晚一起玩Fold it吧!


    当然,有时候只有计算机也还是不够呢..于是科学家们也求助于人脑。
    于是就有了我上面说的这玩意儿。

    科学家们一直研究艾滋病的逆转录酶,已有十五年之久,这种蛋白质酶是HIV在活体细胞中繁殖的关键,但在游戏中逆转录酶的结构在十天内玩家们破解。

    用玩的方式为科学家解决科学问题,也许会很有成就感~
    http://fold.it/portal/

    [0] |
  • 52楼
    2013-10-09 18:46 lalunasun 化妆品科学控 只看Ta

    我学计算化学的同学为了给我解释多尺度模拟,特地给我找了篇博士论文:
    多尺度方法作为一种组合不同模型的耦合方法,在解决材料的跨尺度问题上扮演着越来越重要角色。它的主要思想是在模拟体系的核心部分考虑精确的模拟方法,而在外围区域采用粗糙的模拟方法。目前已发展了各种各样的多尺度模拟方法,并且取得了很大进展,但是也出现了许多问题,比如虚假反射、鬼力等,这些问题对进一步实施动力学的多尺度模拟造成了困难。在本论文中,我们建立了一种新的多尺度模拟方法,主要是在连续区域提出了一种基于原子尺度的有限元方法(AFEM)以及耗散虚假反射波的滤波方法,并把此方法推广到了动力学的模拟。 本论文总共分六章。第一章主要介绍了当前发展比较成熟的各种多尺度模拟方法,耦合原理以及应用。第二章分析了动力学多尺度模拟实施困难的原因,其主要来源于不同模型间色散关系不匹配而导致的虚假反射。同时介绍了在耦合模拟时这些虚假反射出现的位置:单元长度增加的边界和不同方法的耦合区域。在最后我们给出了一些目前处理反射波的耗散方法。 在第三章,我们详细地介绍了一维的AFEM模型。基于柯西-玻恩规则,我们理论上得到了AFEM模型的运动方程。通过分析发现,当单元长度与原子距离相等时,AFEM模型将对应于原子模型;而当单元长度趋向于无穷大时,AFEM模型则变为传统的连续模型。因此,AFEM模型跨越了从原子尺度到宏观尺度,展现了从非局域过渡到局域的特性。并由此可知,AFEM能与原子区域的分子动力学(MD)方法自动匹配起来,消除在耦合边界处的反射。而对于单元长度增加而导致的无法避免的虚假反射波,我们采用滤波的原理,设计了一个低通滤波的耗散方法。通过在一维多尺度模型的数值模拟,证实了AFEM模型与原子模型完全耦合,以及由计算得到的反射和透射系数,展示了滤波耗散方法可以吸收掉高频的反射波而不会影响低频波的传播。 第四章中,我们把AFEM模型推广到了二维情形。在引入最近邻和次近邻的简谐原子势后,我们推导出此时二维AFEM的运动方程。其同样展现了二维的AFEM模型能从原子尺度过渡到宏观尺度。由此我们实施了二维多尺度的数值模拟。通过分析整个体系的能量传播,证实了AFEM模型与原子模型是完全匹配的。而对于虚假的反射波,分别计算了纵波、横波的反射和透射系数,证实了滤波耗散方法仍然有效。 在第五章,我们把以上的方法推广到了有限温度的多尺度模拟,用于模拟压痕体系。首先建立整个压痕体系的动力学模拟,在原子区域引入温度控制,而把滤波耗散层插入到过渡区域。通过分析原子及节点的位移分布,表明了整个区域都包含有动力学的行为。然后在此基础上我们模拟了二维压痕体系的温度、半径效应以及速度效应,结果与实验定性地相符。 在最后一章,我们给出了整篇论文的一个内容总结,并对未来多尺度的发展提出了一些建议。




    [0] |

最新帖子

关于我们 加入果壳 媒体报道 帮助中心 果壳活动 家长监控 免责声明 联系我们 移动版 移动应用

©果壳网    京ICP证100430号    京网文[2018] 6282-492号    新出发京零字第朝200003号     京公网安备11010502007133号

违法和不良信息举报邮箱:jubao@guokr.com    举报电话:18612934101    网上有害信息举报专区    儿童色情信息举报专区