حياته المبكرة وتعليمه
ولد مارتن كاربلوس في فيينا، النمسا، في عائلة يهودية. في عام 1938، وبعد ضم النمسا إلى ألمانيا النازية، هاجرت عائلته إلى الولايات المتحدة. نشأ كاربلوس في نيوتن بولاية ماساتشوستس، وتخرج من مدرسة نيوتن الثانوية الجنوبية عام 1947. حصل على درجة البكالوريوس في الآداب من جامعة هارفارد عام 1951، حيث درس الفيزياء. حصل على درجة الدكتوراه في الكيمياء النظرية من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) عام 1953، تحت إشراف لينوس باولينغ. كانت أطروحته حول نظرية الرنين المغناطيسي النووي.
مسيرته الأكاديمية
بعد حصوله على الدكتوراه، عمل كاربلوس كزميل ما بعد الدكتوراه في جامعة أكسفورد من عام 1953 إلى عام 1955، حيث عمل مع تشارلز كولسون. ثم عاد إلى الولايات المتحدة وعمل في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين من عام 1955 إلى عام 1960. في عام 1960، انضم إلى هيئة التدريس بجامعة كولومبيا، حيث بقي حتى عام 1966. في عام 1966، انتقل إلى جامعة هارفارد، حيث أصبح أستاذاً للكيمياء. تقاعد من جامعة هارفارد في عام 2000، لكنه لا يزال نشطًا في البحث والتدريس.
بالإضافة إلى عمله في جامعة هارفارد، شغل كاربلوس مناصب زائرة في عدد من المؤسسات الأخرى، بما في ذلك جامعة أكسفورد وجامعة كامبريدج والمعهد العالي للدراسات العلمية.
أبحاثه
ركزت أبحاث مارتن كاربلوس على تطوير وتطبيق الأساليب النظرية لفهم التفاعلات الكيميائية والعمليات البيولوجية. تشمل مساهماته الرئيسية ما يلي:
- تطوير معادلة كاربلوس: تربط هذه المعادلة زاوية الالتواء بين الذرات بثابت اقتران الدوران المغناطيسي النووي (NMR). كانت هذه المعادلة أساسية في تفسير أطياف الرنين المغناطيسي النووي للجزيئات العضوية والبيولوجية.
- تطوير طرق المحاكاة الجزيئية: كان كاربلوس رائدًا في تطوير طرق المحاكاة الجزيئية، والتي تستخدم الكمبيوتر لنمذجة سلوك الجزيئات. طور هو ومجموعته برنامج CHARMM (الكيمياء الحاسوبية في هارفارد لنمذجة الجزيئات الكبيرة)، وهو أحد أكثر برامج المحاكاة الجزيئية استخدامًا في العالم.
- دراسة الآليات الإنزيمية: استخدم كاربلوس طرق المحاكاة الجزيئية لدراسة الآليات الإنزيمية، وهي العمليات الكيميائية التي تحدث في الإنزيمات. قدم هو ومجموعته رؤى مهمة حول كيفية عمل الإنزيمات لتحفيز التفاعلات الكيميائية.
تشمل مجالات بحثه الأخرى:
- ديناميكيات البروتين
- طي البروتين
- تطوير الأدوية
كان كاربلوس رائداً في استخدام المحاكاة الحاسوبية لفهم العمليات الكيميائية والبيولوجية المعقدة. ساهم عمله بشكل كبير في تطوير الكيمياء الحيوية الهيكلية وعلم الأحياء الحاسوبي.
جائزة نوبل في الكيمياء
حصل مارتن كاربلوس على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2013، بالاشتراك مع مايكل لويت وآرييه وارشيل، “لتطوير نماذج متعددة المقاييس للأنظمة الكيميائية المعقدة”. تم تكريمهم لعملهم الرائد في تطوير طرق المحاكاة الحاسوبية التي تسمح للعلماء بنمذجة التفاعلات الكيميائية المعقدة والعمليات البيولوجية بدقة. لقد أحدثت هذه الطرق ثورة في الكيمياء وفتحت آفاقًا جديدة في مجالات مثل تطوير الأدوية وتصميم المواد.
أوضحت لجنة نوبل أن عمل كاربلوس ولوفيت وورشيل “وضع الأساس للبرامج القوية التي تستخدم لفهم العمليات الكيميائية والتنبؤ بها. لقد جعلت النماذج الحاسوبية شائعة الاستخدام في معظم فروع الكيمياء”.
أشاد المجتمع العلمي على نطاق واسع بمنح جائزة نوبل لكاربلوس ولوفيت وورشيل، واعتبر ذلك اعترافًا بأهمية المحاكاة الحاسوبية في الكيمياء وعلم الأحياء.
الجوائز والتكريمات
بالإضافة إلى جائزة نوبل، حصل كاربلوس على العديد من الجوائز والتكريمات الأخرى، بما في ذلك:
- جائزة وولف في الكيمياء (2013)
- ميدالية الإنجاز مدى الحياة من مجتمع الكيمياء الفيزيائية الأمريكي (2013)
- الميدالية الوطنية للعلوم (2000)
- جائزة ديرك (1988)
- جائزة أوسكار رايلي (1987)
وهو أيضًا عضو في الأكاديمية الوطنية للعلوم والأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم.
إرثه
يُعد مارتن كاربلوس أحد أبرز الكيميائيين النظريين في القرن العشرين. كان لعمله تأثير عميق على فهمنا للتفاعلات الكيميائية والعمليات البيولوجية. لقد ساهم بشكل كبير في تطوير طرق المحاكاة الجزيئية، والتي أصبحت أداة أساسية للبحث في الكيمياء وعلم الأحياء. ألهم كاربلوس أجيالًا من العلماء الشباب ويستمر في المساهمة في هذا المجال حتى اليوم.
إن تأثير كاربلوس يتجاوز الأوساط الأكاديمية. تستخدم طرق المحاكاة الجزيئية التي طورها على نطاق واسع في الصناعة، وخاصة في تطوير الأدوية وتصميم المواد. لقد لعبت هذه الطرق دورًا مهمًا في تطوير علاجات جديدة للأمراض وتحسين أداء المواد.
حياته الشخصية
تزوج مارتن كاربلوس من مارسيلا ليفين عام 1958، ولديهما ثلاثة أطفال: ميشيل وكريستين وأندرياس. توفيت مارسيلا في عام 2017. كاربلوس هو أيضًا مصور فوتوغرافي هاوٍ متحمس، وقد نشر العديد من الكتب التي تعرض صوره.
خاتمة
مارتن كاربلوس عالم كيمياء نظرية بارز، حائز على جائزة نوبل، ساهم بشكل كبير في تطوير طرق المحاكاة الجزيئية وفهم العمليات الكيميائية والبيولوجية. كان لعمله تأثير عميق على الكيمياء وعلم الأحياء والصناعة، ولا يزال يلهم العلماء في جميع أنحاء العالم.