Компьютерная химия: прорыв к Нобелевке

9 октября 2013 года Нобелевский комитет присудил премию по химии Мартину Карплусу (Martin Karptus), МайклуЛевитту (Michael Levitt) и Арие Варшелу (Arieh Warshel) за создание многоуровневых моделей сложных химических систем. Публикуем комментарий Александра Немухина, докт. хим. наук, профессора химического факультета МГУ им. Ломоносова, заведующего лабораторией компьютерного моделирования биомолекулярных систем и наноматериалов Института биохимической физики им. Эмануэля РАН. Беседовала Наталия Демина.

— Как бы Вы прокомментировали решение Нобелевского комитета?

— Три лауреата — безусловные авторитеты в области компьютерного моделирования в химии. Основная их заслуга — формулировка оригинальной методологии расчетов свойств больших (сложных) молекул, комбинирующей разные «уровни» их строения — либо ядерно-электронный, требующий применения квантовой теории, либо атомный, молекулярно-механический. Именно поэтому в комментариях Шведской королевской академии наук приведены рисунки с яблоком Ньютона, символом классической механики, и котом Шредингера, символом квантовой механики.

— Что в этих работах больше — химии или компьютерного моделирования? Или это невозможно разделить?

— Применение этой методики, получившей название «квантовая механика — молекулярная механика» (КМ/ММ), немыслимо без использования компьютеров.

— Как осуществляется такое моделирование?

— На персональном компьютере конструируется модель молекулярной системы, например белковой макромолекулы, затем на суперкомпьютере численно решаются уравнения квантовой и классической механики, после чего осмысляются результаты вычислений.

— Что Вы думаете о решениях Нобелевского комитета последнего времени? По каким принципам, на Ваш взгляд, там выбирают кандидатов?

— Этого, по-видимому, мы не узнаем, потому что там происходит столкновение каких-то очень мощных лоббистских групп. В этом году звучало много разных прогнозов, но ни в одном из них не было этих трех имен.

Если посмотреть историю Нобелевских премий по химии, то в 1998 году она столь же неожиданно была присуждена Уолтеру Кону и Джону Поплу (Walter Kohn и John A. Pople) за развитие методов квантовой химии. Премия 2013 года отмечает работы в этом же направлении.

— Будет ли, на Ваш взгляд, развиваться компьютерная химия?

— Благодаря успехам компьютерных технологий моделирование в химии, безусловно, будет давать всё новые и новые результаты. К тому же трудно переоценить значение Нобелевской премии нынешнего года для развития этой области науки.

— Готовят ли у нас в России специалистов по этой теме?

— На химическом факультете МГУ с 2000 года уже было несколько дипломников и кандидатов наук по этой тематике.