שתף קטע נבחר
הכי מטוקבקות
    זירת הקניות
    "שורת קוד אחת במקום נוסחאות ארוכות"
    לרגל טקס חלוקת פרסי הנובל, מספר פרופסור אריה ורשל שהיה שותף לקבל פרס בכימיה, על פריצת הדרך שלו כסטודנט צעיר בתחום שיטיס אותו לקבל את הפרס החשוב

    בעשרה בדצמבר יקבל פרופסור אריה ורשל את פרס נובל לכימיה  יחד עם מרטין קרפלוס ומייקל לוויט, על פיתוח שלהם, שמאפשר לכימאים בכל רחבי העולם לתכנן ולבצע ניסויים ולבחון כל שלב ושלב בתהליכים כימיים מורכבים הסמויים מהעין הבלתי מזוינת.

     

    סגורסגור

    שליחה לחבר

     הקלידו את הקוד המוצג
    תמונה חדשה

    שלח
    הסרטון נשלח לחברך

    סגורסגור

    הטמעת הסרטון באתר שלך

     קוד להטמעה:

      

    החל מחישוב של זרימת מים

    בראיון לקראת הנסיעה לטקס, מספר ורשל כי הכרותו עם המיחשוב החלה בהיותו סטודנט לתואר ראשון בטכניון. באחת מעבודות הקיץ שלו הוא התבקש לסייע לפרופ' רפי מוקדי ושותפו בנימין צור במחלקה להנדסת קרקע (פרופ' מוקדי נהרג מאוחר יותר במלחמת ששת הימים). הם היו מומחים לממברנות חצי חדירות להשקיה.

     

    "הם נתנו לי לחשב ידנית את קבוע הדיפוזיה - כלומר, כמה מהר המים עוברים דרך הממברנה שניסינו לבנות. לקחנו חימר, שמנו על זה משהו שמכסה את החומר ומדדנו בתא לחץ את מהירות הזרימה. היו לי אלפי מספרים ואחרי חיבור במחשבון במשך שמונה שעות יצא מספר שהוא התוצאה. זו הייתה עבודת הקיץ כי טובה שהייתה לי בטכניון, בוודאי לעומת עבודה בפיניציה. באותו זמן התחלתי לדבר עם מומחים למחשבים. באותה תקופה כבר היו מחשבים שקיבלו קלט באמצעות סרט, עלה לי הרעיון שמחשב יוכל לעזור במשימה הזו. חבל רק שהדבר נודע לי אחרי סיום הפרויקט".

     

     (צילום: רויטרס)
    (צילום: רויטרס)

     

    באיזו שפה תכנתת?

    "לא למדתי אף שפה פרט לפורטרן והחבר'ה במרכז המחשבים במכון כולל אמיר פנואלי ז"ל תמיד אמרו שפורטרן זה פאסה. יש PL1 ואחרים. עדיין אני מתכנת בפורטרן גם כאשר עמיתים באים ורוצים לכתוב ב-++C אבל מתרשמים מכך שפורטרן היא שפה טובה ובזכות כך השתמרה"

     

    איך הגעת למכון ויצמן?

    "באותו זמן החליט פרופ' שניאור ליפסון במכון ויצמן כי הוא עובר למחשבים. הוא עבד בצורה אנליטית על תחום המכניקה הסטטיסטית - מעברים בין צורות הסלילים השונות של החלבונים. הוא פיתח נוסחאות לזה בלי מחשב ובשנת 1965 הוא החל לנסות לחשב את המבנה וההתנהגות של מולקולות אורגניות במחשב". פרופ' ורשל מספר כי הגיע לפרופ' ליפסון שהיה אז נשיא המכון, לאחר שקרא במעריב על כך שהוא הגיע מקיבוץ תל-עמל (היום ניר דוד), השוכן כשלושה קילומטרים מקיבוצו של ורשל - שדה נחום, ושכנע אותו לקבלו.

     

    עוד ב"הידען"

      

    "כשבאתי, החלטנו שאנסה למצוא תיאור נכון למולקולות המכונות לקטמים, שהן תרכובות בעלות טבעת מרובעת הכוללת בתוכה קשר פפטידי יחיד, מולקולה קטנה שיש בה אותן כוחות כמו בחלבון" מספר ורשל. תוך כדי עבודתי ראיתי שאי אפשר להשתמש בתיאור המקובל של מולקולות באותה תקופה בתור קשרים וזוויות כי תוכנית המחשב נעשית מסובכת מדי. אם יש לך טבעת כל קשר תלוי בקשרים האחרים, תמיד תהיה טעות. בדיוק היה שם מחשב הגולם והחלטתי לבדוק אם אפשר לחשב את הכוחות רק בהסתכלות על מערכת הצירים הקרטזית (X,Y,Z). ההחלטה התגלתה כטובה, משום שבמקום אלפי שורות קוד מסובכות ניתן להסתפק בשורה אחת. הכל נעשה מאוד פשוט ויכולתי לבדוק את זה בעזרת נגזרת נומרית - לקחתי את האטום והזזתי אותו קצת ימינה וקצת שמאלה ויכולתי לבדוק אם הנוסחאות שבדקתי נכונות. מאוד עזר לזה מחשב הגולם שבזכות חיים פקריס הפיק תוצאות בדיוק של 18 ספרות".

     

    המחשב היה השופט

    "פעם אחת הגשתי הצעת מחקר שבה הראיתי כיצד ניתן לצמצם את הבעיות של ויברציות של מולקולות לכדי שורה אחת במקום ספר שלם. ליפסון לא האמין בזה, אבל המחשב הוא זה ששפט בינינו. בדיוק פרצה מלחמת ששת הימים. היות וחסכתי זמן בזכות הפיתוח הזה, הספקתי לסיים את המאסטר בחצי שנה, ואז הופיע מייק לויט וביחד כתבנו תוכנית שמתבססת על הקואורדינטות הקרטזית שאפשרה לחשב מבנה חלבונים. כל הקשיים שנבעו מכך שהחלבונים מכילים טבעות וקשרים התלויים אחד בשני - נעלמו. מכאן והלאה ניתן היה לשאול את המחשב כל שאלה - להתחיל רק מהנוסחה הראשונה בספר ואת היתר ללמד את המחשב ולא לנסות לכתוב נוסחאות מסובכות שהיו נחוצות כשלא היה מחשב. הניסיון הזה עיצב את המחשבה המדעית שלי".

     

    גם את השותף השלישי לפרס, פרופ' מרטין קרפלוס הוא פגש במכון ויצמן, כשבא לחצי שנת שבתון ולאחר מכן הוא הצטרף לפוסט דוקטורט במעבדתו בהרווארד. גם במחקר המשותף איתו השתמש פרופ' ורשל בתוכנה שכתב, והפעם הוא שכלל אותה כך שניתן יהיה להשתמש בה לתיאור תהליכים דינמיים, המצריכים שימוש במשוואות מהפיסיקה הקוונטית. השאר כמובן כתוב בתולדות פרס נובל.

     

    "כדי למלא את הזמן הפנוי בדרך לפוסט עשיתי כמה עבודות בצד ואחת מהן הייתה בסיס למה שקיבלנו עליה את פרס נובל – שילוב של קוונטים וקלאסיקה. היה לי חבר במכון הביולוגי בנס ציונה, שמו אברהם ברומברג. הוא עבד בכימיה ומדד אפקט איזוטופי של מולקולה עם שלוש טבעות שעושה ריאקציה עם חמצן. כשהוא ניסה להציג את זה בכנסים במכון המומחים בשטח אמרו שלא יכול להיות שיש אפקט כזה גדול של מינהור שגורם לתגובה כל כך מהירה. החלטנו שאני אכתוב תוכנית שתחשב את האפקט של המינהור הקוונטי – המעבר דרך המחסום כדי לבדוק עד כמה הוא חשוב. אז כבר הייתה לי התכנית שיכולה לחשב תנודות של מולקולה אבל את התגובה עם החמצן היה צריך לחשב בהתאם לחוקי מכניקת הקוונטים. לקחתי ספר כימיה ותיכנתתי את התיאור של החלק הקוונטי בשיטת תאוריית הקשר הערכי Valance Bond) – שיטת תיאור ההתנהגות הקוונטית שלינוס פאולינג קידם). הצלחתי לתכנת את הביטוי המסובך המתאר את החלק הקוונטי ולקבל את האפקט העצום שברומברג מדד".

     

    "זה היה למעשה המאמר הראשון שמחבר את תורת הקוונטים והמכניקה הקלאסית. ואז קרפלוס בא למכון לחצי שבתון ונסעתי אליו לפוסט דוק והחלטנו שאולי כדאי להפעיל את שיטת Molecular Orbitals כדי לחשב את התנהגות מולקולת הרטינל (retinal) מולקולה קטנה הנקשרת לחלבון ברשתית העין, המשנה את צורתו בתגובה לאור (במסגרת תהליך הראייה). תמיד היו מאמרים שאמרו שאפשר לקבל קירוב טוב לספקטרום אך לא למבנה לספקטרום ולויברציות ביחד. מאיפה שאני באתי לא היה דבר כזה שאי אפשר". התוכנה הזו, ששימשה אחר כך דורות של סטודנטים לכימיה ללימוד מבנה והתנהגות קוונטית של מולקולות אורגניות, גם הביאה את פרופ' ורשל אל בימת הפרס המכובד ביותר בעולם המדע.

     

    פרופ' ורשל מודה שהתמזל מזלו לפעול בדיוק בתחילת עידן המיחשוב, ולממש את הרעיון שלו לתיאור תהליכים בכימיה אורגנית, בשלב כזה בקריירה שלו כשלא היה תפוס כבר במחקר אחר. לאחר השהות בהרווארד בשנת 1971 שב ורשל למספר שנים למכון, ולאחר שלדבריו, לא ניתנה לו קביעות, עזב לאוניברסיטת דרום קליפורניה בלוס אנג'לס. כמה שנים מאוחר יותר, כשדנו שם בקביעות שלו אמר אחד הממליצים שיש שני מודלים במדע – אחד זה פרופסור מאוד טוב שעשה מה שאחרים עושים יותר טוב מהם ויש את המודל שלו (של ורשל) שעושה את הכל שונה:"הוא אמר שהמודל שלי מביא לנובלים והמודל השני לא. זה היה ב-81'".

     

     

    לפנייה לכתב/ת
     תגובה חדשה
    הצג:
    כל התגובות לכתבה ""שורת קוד אחת במקום נוסחאות ארוכות""
    אזהרה:
    פעולה זו תמחק את התגובה שהתחלת להקליד
    מומלצים