Giải Nobel Hoá học năm 2013 - Khi máy tính thay thế phòng thí nghiệm hóa học

(Thấy bác Lê Trần Hải nói chưa có bài nào viết rõ về giải Nobel Hóa học nên em viết entry này kính bác ạ)

Giải Nobel Hoá học năm 2013 được trao cho ba giáo sư Martin Karplus, Michael Levitt  và Arieh Warshel, vì "sự phát triển các mô hình đa phạm vi cho các hệ thống hoá học phức tạp", đây chính là  sự vinh danh những người tiên phong đã nhìn thấy và phát triển khả năng tuyệt vời của máy tính trong việc nghiên cứu các phản ứng hóa học. Sự kết hợp giữa bộ môn lập trình máy tính và các dữ liệu, kiến thức trong hóa học đã tạo ra công cụ thực hiện được những công việc khó khăn phức tạp không chỉ trong hóa học mà còn giúp ích cho sinh học, y học... Có thể nói bằng sự kết hợp này, máy tính đã thay thế phòng thí nghiệm hóa học trong những nhiệm vụ vô cùng phức tạp.

Hiện giờ thì đã có cả bộ môn sinh học máy tính (Computational Biology) với rất nhiều người nghiên cứu nhưng nếu quay trở lại thời điểm những năm 70 của thế kỷ 20, khi các nhà hóa học còn miệt mài với những chai lọ dung dịch, máy đo trong phòng thí nghiệm, dùng các quả cầu và các đoạn nối bằng nhựa để mô phỏng cấu trúc của phân tử thì chúng ta mới thấy hết công lao của những người tiên phong đã đi theo hướng dùng máy tính thay thế phòng lab. 

Điều quan trọng là hướng đi này đòi hỏi nhà hóa học phải tìm hiểu thêm lĩnh vực lập chương trình cho máy tính, những kiến thức khi đó còn xa lạ với những nhà hóa học cùng thời. Thậm chí nhiều nhà hóa học vẫn nghiên cứu chuyên môn theo cách truyền thống còn tỏ ra lạnh nhạt và không tin tưởng vào việc ứng dụng máy tính vào nghiên cứu phản ứng hóa học. Khi Warshel gửi đi những bài báo về việc này, không một bài báo nào của ông được chấp nhận ngay lần đầu. Với Karplus, đồng nghiệp bảo ông là "lãng phí thời gian".  Những nhà hóa học cùng thời chưa hiểu hết ý nghĩa công việc của các ông trong tương lai, và thời gian đã ủng hộ những người tiên phong. Levitt là một nhà hóa học ham thích máy tính, ông tự nhận mình là computer geek. Thay vì làm thí nghiệm thì ông say sưa bên máy tính ngày qua ngày, không giống một nhà hóa học chút nào. Và bây giờ ba người được giải Nobel.

Có nhiều hệ phản ứng rất phức tạp, hoặc phản ứng xảy ra rất nhanh mà để nghiên cứu chúng thì các phương pháp trong phòng lab cũng chưa thực hiện nổi, nhưng máy tính làm được. Các chương trình mô phỏng phản ứng có thể diễn tả lại các hệ phản ứng xảy ra như thế nào như khi ta xem một bộ phim, bởi vậy mà các giáo sư vừa đoạt giải còn được gọi là những người đưa hóa học vào cyberspace. Thực ra thì có rất nhiều người đã nối tiếp công việc của họ để đưa các ứng dụng máy tính vào Hóa, Sinh nhưng họ là những người đầu tiên lập ra các chương trình mô phỏng để hiểu và dự đoán các quá trình hóa học, bởi vậy mà công đầu dành cho họ.  

Giải Nobel Hóa học lần này đã vinh danh những nhà hóa học đồng thời là những người mở đường cho ngành Computational Biology, cho thấy ranh giới giữa các ngành khoa học trong sự phân loại truyền thống có nguy cơ bị xóa nhòa và trong tất cả các ngành khoa học đều đang có sự đóng góp rất lớn của máy tính. Còn nhiều nhiệm vụ đang thách thức phía trước với môn Sinh học Máy tính và   Martin Karplus, Michael Levitt  và Arieh Warshel mãi mãi là những người đầu tiên được ghi nhận công lao cho ngành nghiên cứu này.