‘Vroeger modelleerde men vaak op intuïtieve gronden, dat vond ik heel onbevredigend’, herinnert Wim Nieuwpoort zich. ‘Ik was een beetje eigenwijs en vond dat eigenlijk geen echte wetenschap.’ Modelleren doe je volgens Nieuwpoort door de oplossingen van basisvergelijkingen als de Schrödinger- of Navier-Stokes-vergelijkingen zo goed mogelijk te benaderen. ‘Ik was daar begin jaren zestig mee bezig, maar liep al gauw tegen de beperkingen van de toenmalige rekenmachines aan.’

‘Ik had indertijd niet gedacht dat dit alles zou voortkomen uit mijn werk.’

Hij heeft hard moeten werken om zijn promotieonderzoek, begonnen in de Verenigde Staten, af te ronden naast zijn gewone werk op het Philips Natlab in Nederland. In die periode kwam Nieuwpoort tot de overtuiging dat het rekenen met computers geweldige nieuwe mogelijkheden bood. ‘Werken met ingewikkelde vergelijkingen en simulaties van hun oplossingen, dat was de toekomst.’

Daarom is Nieuwpoort zich bezig gaan houden met het verbeteren van de rekenmogelijkheden in Nederland. Hij vertelt: ‘De mogelijkheden waren vrij gebrekkig in die tijd, en het was ook duur. Ik had in Amerika gezien hoe het kon en wat daarvoor nodig was. In Nederland heb ik me daarvoor met enig succes ingezet om zo krachtig mogelijke computers te krijgen. Eerst in Groningen zelf, maar ook op nationaal niveau moest er iets voor worden gedaan.’

De derde weg

‘Omstreeks 1966-1967 ben ik vanuit het Philips Natlab begonnen een aantal hoogleraren en onderzoekers van industriële laboratoria, zoals Shell, DSM en Unilever, bij elkaar te krijgen om over de kwantumchemie en het gebruik van computers daarbij te praten. Daardoor aangemoedigd heb ik met professor George Schuit (Shell/TU/e) een voorstel ingediend bij de toenmalige ZWO-stichting (voorloper van NWO, red.) SON om een Werkgemeenschap Quantumtheoretische Chemie op te richten. Dat voorstel werd gehonoreerd en die werkgemeenschap heeft jarenlang gefunctioneerd als centraal punt voor de verdeling van onderzoekssubsidies en de organisatie van wetenschappelijke bijeenkomsten. Ik ben daar twee keer voorzitter van geweest en vanuit die functie ook begonnen met mijn initiatieven om tot een nationaal supercomputercentrum (Stichting Academisch Rekencentrum Amsterdam, SARA, red.) te komen.’

’Naarmate de moleculen groter worden wordt het allemaal een stuk ingewikkelder.’

Dit werd allemaal gedreven door de gedachte aan de zogenaamde ‘derde weg’, vertelt Nieuwpoort. ‘Naast het experimentele en klassiek theoretische onderzoek, hadden we numeriek onderzoek. Ik vond toen al dat ik na moest streven om goede faciliteiten te hebben voor numeriek onderzoek, en dat vind ik nog steeds heel belangrijk. Daar heb ik me jaren mee bezig gehouden naast mijn eigen onderzoek in Groningen met de onmisbare steun van Patrick Aerts, de latere directeur van de NWO-stichting NCF. Ik had indertijd niet gedacht dat dit alles zou voortkomen uit mijn werk aan de chemische binding in enkele metaalcarbonylen, wat ook onderwerp was van mijn promotie. Later bleek dit werk de eerste ab initio berekening aan overgangsmetaalverbindingen te zijn geweest.’

Fysische kennis

Het begrip ‘theoretische chemie’ is overigens door de jaren heen wel wat veranderd, meent Nieuwpoort. ‘Begin vorige eeuw draaide het vooral om het toepassen van thermodynamica en fysische methodes. Later ging het meer om quantummechanica.’ Hij noemt hierbij dat mensen nog wel eens vergeten dat er een tijd was dat men geen idee had waarom atomen aan elkaar gaan zitten en moleculen vormen. ‘Onderzoekers als Pauling en Eyring kregen in de gaten dat de quantummechanica onontbeerlijk was om begrip van de elektronenstructuur van moleculen, en daarmee van de chemische binding, te krijgen’.

Toen er computers verschenen om hieraan te werken, rees ook de vraag of het nog wel theoretische chemie moest heten. Samenvattend stelt Nieuwpoort dat het verzamelbegrip tegenwoordig een combinatie van computationele en theoretische chemie aanduidt. ‘Uiteindelijk draait het eigenlijk allemaal om eenvoudige fysische kennis. Maar naarmate de moleculen groter worden, komen er steeds meer bindingen in beeld en wordt het allemaal een stuk ingewikkelder.’

Een duo-interview met Wim Nieuwpoort en PhD-studente Marjolein de Jager over hun studentetijd en hun vak theoretische chemie lees je hier.