(CEWNVGKV9GVGPUEJCRRGP87$
,CCTICPI
0TCRTKN
Editoriaal _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Sinds vorige editie van de Nieuwsbrief is er niet alleen veel water naar de zee gevloeid maar was de Faculteit Wetenschappen van de VUB betrokken bij een aantal initiatieven waarvan wij hier een kort verslag willen uitbrengen. Zo werd in samenwerking met de Faculteit Toegepaste Wetenschappen van de VUB een contactdag met leraars S.O. ingericht met als centraal thema de onderwijshervormingen in Vlaanderen; werd er deelgenomen aan de Vlaamse Ruimtevaartdagen in Oostende; was er de plechtige opening van het nieuw gebouw voor het Instituut voor Moleculaire Biologie en Biotechnologie op de campus Oefenplein; was er het eredoctoraat dat door de Universiteit van Szeged (Hongarije) werd uitgereikt aan collega Dirk Tourwé. Gezien onderwijs en onderzoek de hoofdactiviteiten van een universiteit uitmaken werd ook plaats gemaakt voor enkele wetenschappelijke relevante bijdragen, onder meer over information management door middel van ontologies, over machine learning en bioinformatica, over de figuur van Henri Poincaré ter gelegenheid van de viering van zijn honderdvijfstigste verjaardag, over onderzoek naar het migratiepatroon van de grote Belgische steden en over het wegsmelten van Centraal-Aziatische gletsjers. Met dit nummer wensen we u niet alleen veel leesplezier toe, maar we hopen ook dat het kan bijdragen tot het motiveren van de oudste humaniorastudenten om een studie in de wetenschappen aan te vatten. Wetenschap bedrijven is leuk en interessant. Een moderne maatschappij kan niet verder zonder de inbreng van wetenschappers. En de kwaliteit van de Faculteit Wetenschappen van de VUB zal bepaald worden door de jongeren die er hun studies komen doen. De redactie
XW2TQH.9[PU8TKLG7PKXGTUKVGKV$TWUUGN2NGKPNCCP$TWUUGN
Infodag VUB ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Op zaterdagen 8 mei en 4 september 2004 telkens van 10 tot 15 uur, worden er infodagen ten behoeve van toekomstige studenten georganiseerd. Naast algemene informatie over de VUB wordt hier ook specifiek gerichte onderwijsvoorlichting gegeven over alle studierichtingen van de Faculteit Wetenschappen (informatica en toegepaste informatica, wiskunde, natuurkunde, scheikunde, biologie, bioingenieur en geografie). Voor de Faculteit Wetenschappen gaan deze infodagen door op de Campus Etterbeek in het Zelfstudiecentrum B, gelegen op de esplanade van gebouwen F en G, rechtover het studentenrestaurant.
Dienstverlening ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
De dienstverlening die door de Faculteit Wetenschappen ter beschikking wordt gesteld van de leraars wetenschappen van het secundair onderwijs ter ondersteuning en illustratie van het onderwijs in de wetenschappen en die uitgebreid aan bod komt in de brochure “Samenwerken aan een leuker onderwijs”, tot stand gekomen in samenwerking met de Faculteit Toegepaste Wetenschappen en de Faculteit Geneeskunde en Farmacie, is nog steeds actueel. Mocht u niet in het bezit zijn van deze brochure of zijn er collegae die ook geïnteresseerd zijn in deze informatie, aarzel dan niet een exemplaar van deze brochure op te vragen bij de Facultaire PR-coördinator : Prof. Paul Coppens Fysische en Colloïd Chemie Faculteit Wetenschappen – VUB Pleinlaan 2 – 1050 Brussel : 02 629 34 30 – Fax : 02 629 33 20 – e-mail :
[email protected] Op dit adres kunnen ook alle verdere inlichtingen aangaande deze dienstverlening bekomen worden.
De VUB op het net ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Algemene informatie : http://www.vub.ac.be/ Informatie Faculteit Wetenschappen : http://www.wetenschappen.be/ 2
Nieuwsbrief Nr 20
Brugcursus wiskunde inclusief test en evaluatie (als alternatief voor het toelatingsexamen) georganiseerd door de Faculteit Toegepaste Wetenschappen 2, 3, 6, 7 en 8 september 2004 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Doel Deze cursus is een voorbereiding op het eerste jaar “bachelor in ingenieurswetenschappen” (burgerlijk ingenieur) en “bachelor in ingenieurswetenschappen : architectuur” (burgerlijk ingenieur-architect). Aan het einde van deze cursus wordt een test voorzien. Deze test laat aan de deelnemers toe, in te schatten, in hoeverre zij op wiskundig niveau voorbereid zijn op het eerste bachelorjaar. Iedere deelnemer ontvangt zijn/haar individueel resultaat, alsook een feedback van het onderwijzend personeel. Studenten die de richting “bachelor in ingenieurswetenschappen : architectuur” willen aanvatten, kunnen verder deelnemen aan een test “architecturale vaardigheden”, eveneens voorzien van de nodige feedback door de professoren en assistenten van de vakgroep architectuur. Wanneer De brugcursus gaat door op 2, 3, 6, 7 en 8 september 2004, telkens van 9u tot 17u en omvat lessen en bijhorende oefeningensessies. Inschrijving Tot 20 augustus 2004 via : http://aivpc41.vub.ac.be/abitur/ Ofwel :
VUB Fac. TW T.a.v. Maria Ghijsels Pleinlaan 2 1050 Brussel
Inschrijvingsgeld 20 euro. Dit bedrag wordt gebruikt om de kosten qua cursusmateriaal en verzekeringen te dekken. Verdere informatie Maria Ghijsels 02 629 28 56
[email protected] Bezoek onze facultaire website : http://wwwtw.vub.ac.be Nieuwsbrief Nr 20
3
Contactdag Onderwijshervormingen in Vlaanderen ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Op 18 februari 2004 werd door de Faculteit Wetenschappen en de Faculteit Toegepaste Wetenschappen van de VUB een contactdag met leraars wetenschappen S.O. georganiseerd. Het centrale thema was “Onderwijshervormingen in Vlaanderen”. Een honderdtal leraars wetenschappen, directeurs, inspecteurs en leden van CLB’s woonden deze dag bij. Na verwelkoming door Prof. Lode Wyns, decaan Faculteit Wetenschappen, werd het woord gevoerd door Prof. Henri Eisendrath, voorzitter Facultaire Onderwijscommissie Wetenschappen, diensthoofd Zelfstudie- en Begeleidingscentrum B, over “Bachelor en master 2004-2005 : wat verandert er ? Situering !”. In deze uiteenzetting werd na een historiek van de Bolognaverklaring, dieper ingegaan op de implicaties van het structuurdecreet met zijn bachelors en masters voor het hoger onderwijs, op de nieuwe concepten en de specifieke terminologie eigen aan deze structuur. Vervolgens werd door Prof. Annick Hubin, voorzitter Facultaire Onderwijscommissie Toegepaste Wetenschappen, de “Ingenieursstudies na de BAMA-hervorming : anders dan vroeger ?” behandeld. Zoals de titel reeds aangeeft werden hier de ingrijpende wijzigingen in de ingenieurs- en ingenieurs-architect opleidingen voorgesteld : het afschaffen van de toelatingsproef en het inrichten aan de VUB van twee Bachelors of Science in Ingenieurswetenschappen, negen Masters of Science in Ingenieurswetenschappen en twee Masters of Science. Prof. Jan Steyaert, voorzitter Vakgroep Toegepaste Biologische Wetenschappen sprak over de “BAMA-programma’s in de Faculteit Wetenschappen : studeerbaarheid en onderzoek” en gaf een gedetailleerd overzicht van de zeven opleidingen (Informatica, Wiskunde, Fysica, Chemie, Biologie, Geografie en Bio-ingenieurswetenschappen) met hun verschillende profileringen, minoren en afstudeerrichtingen. Na de koffiepauze werden de “Bruggen tussen bachelor- en masteropleidingen” toegelicht door Prof. Henri Eisendrath. In deze uiteenzetting werd de overstapmogelijkheid naar andere opleidingen bekeken, waar wel een onderscheid dient gemaakt te worden tussen rechtstreekse bruggen, bruggen op voorwaarde dat een specifieke minor gevolgd werd in de Bacheloropleiding en bruggen na een voorbereidingsprogramma. Vervolgens gaf Prof. Gaston Moens, voorzitter Interfacultair Departement Lerarenopleiding VUB, medewerker van de Cel secundair onderwijs van de Dienst voor Onderwijsontwikkeling, Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Departement Onderwijs, een lezing over “Specifieke eindtermen voor wetenschappen en wiskunde en de aansluiting met de universiteit”. De spreker ging hierbij zeer gedetailleerd in op het begrip en de structuur van de eindtermen en de specifieke eindtermen. Verder werd de doorstroom secundair onderwijs naar universitair onderwijs en de instroom in het universitair onderwijs kritisch besproken. Tenslotte lichtte dhr. Luc Deschouwer, algemeen coördinator van het Interfacultair Departement Lerarenopleiding VUB, de “VUB-initiatieven in verband met nascholing” toe. Naast de “traditionele” nascholingen werd ook aandacht besteed aan het Regionaal ExpertiseNetwerk, aan de stap van onderzoek naar dienstbetoon, alsook aan de samenwerking met de scholen en het samen ontwikkelen van nascholingen. Tevens werd even stilgestaan 4
Nieuwsbrief Nr 20
bij Stimulus, het nieuwe ICT-project voor leerkrachten wetenschappen van de tweede graad. Na het slotwoord door Prof. Rudolph Willem, vice-decaan Faculteit Toegepaste Wetenschappen, werd de contactdag afgesloten met een lunch waarbij nog lang werd nagekaart over de behandelde materie. Op de site http://we.vub.ac.be/algemeen, klik : PR-informatie, klik : Contactdag : Onderwijshervorming in Vlaanderen - 18 februari 2004, vindt u een volledig overzicht van de ppt-presentaties gebruikt tijdens de verschillende uiteenzettingen.
Nieuwsbrief Nr 20
5
Bezoek VUB-campussen ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Doelgroep : (5de) 6de jaars ASO Wenst u met uw 5de en 6de jaarsleerlingen de VUB te bezoeken op onze kosten ? Hier vindt u het dagprogramma dat wij kunnen aanbieden. Uiteraard zijn aanpassingen zowel naar inhoud als naar uurregeling mogelijk. Standaardprogramma/Voorstel programma 09 u 00 09 u 15 09 u 30 10 u 00 10 u 30
12 u 00 13 u 30
15 u 30
16 u 00
onthaal met koffie, koffiekoeken, … welkomstwoord voorstelling Dienst Studieadvies (powerpoint presentatie) : o.a. over studiekeuze voorstelling Sociale Sector VUB (powerpoint presentatie) : sociale voorzieningen op de campus voor studenten o.a. sociale dienst rondleiding op de campus : o.a. kotbezoek, sportcomplex, zelfstudiecentra, bibliotheek, cursusdienst, computerzalen, grote aula, … eventueel naar medische campus Jette indien er leerlingen interesse hebben in de Faculteit Geneeskunde & Farmacie (+ Kinesitherapie) : o.a. rondleiding campus, faculteitsbezoek, snijzaal, labo’s … lunch in het studentenrestaurant facultair programma/faculteitsbezoek (interesses van de leerlingen graag op voorhand doorgeven, zodat we de grootte van de groep per faculteit ongeveer weten) : humane wetenschappen : eventueel uurtje les/hoorcollege volgen exacte en toegepaste wetenschappen : eerder labobezoeken informatief gesprek met assistent of facultair medewerker over studierichtingen van de faculteit een drink in het Kultuurkaffee. Oud-leerlingen van de school worden uitgenodigd om mee iets te komen drinken en voor een informele babbel met de leerlingen. vertrek
Voor alle informatie en/of afspraak kan u terecht bij : Mevrouw Renée Van Durme : VUB Studentenzaken – Informatie/Inschrijvingen Pleinlaan 2 – 1050 Brussel Tel. 02 629 20 10 – Fax : 02 629 36 28 – GSM 0477/46 99 27 E-mail :
[email protected] of Inge Van Mol – tel. 02 629 30 65 – e-mail :
[email protected] 6
Nieuwsbrief Nr 20
Vakgroep Informatica en Toegepaste Informatica Information management door middel van ontologies ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Internet is een wereldomvattend, gedecentraliseerd netwerk van met elkaar verbonden computers : een netwerk van netwerken. Via Internet kun je contact maken met andere individuele Internetgebruikers of met instellingen zoals universiteiten, uitgeverijen, belangenorganisaties, commerciële organisaties, … Internet biedt vele mogelijkheden op het gebied van communicatie en informatie. Iedereen die toegang heeft tot het Internet kan van de volgende diensten gebruik maken : ■ Electronic mail (e-mail) : om post (mail) te verzenden en te ontvangen. Een bijzondere vorm is de discussie- of mailinglijst. Er zijn tienduizenden discussielijsten over uiteenlopende onderwerpen. Je kunt deelnemen door je in te schrijven op een lijst. ■
■
■
■
■
■
■
SMS (= Short Message Service) : om tekstberichten van GSM naar GSM, of van PC naar GSM te versturen. Chatboxen : om live via beeldscherm en toetsenbord gesprekken te voeren. Nieuwsgroepen : om met andere gebruikers te discussiëren of informatie uit te wisselen over een bepaald onderwerp. Telnet of remote login : om op afstand op een andere computer in te loggen. Op die manier kun je bijvoorbeeld zoeken in catalogi van bibliotheken. FTP (= File Transfer Protocol) : om files van een computer op afstand te ontvangen en de files op je eigen computer te bekijken, te bewerken en te bewaren. Video-conferencing : om te vergaderen met meerdere personen die via Internet met elkaar in verbinding staan, gebruikmakend van beeld en geluid. World Wide Web : om documenten op Internet te zoeken en te bekijken.
Het World Wide Web (WWW), is de uitvinding, begin jaren negentig van de twintigste eeuw, van Tim Berners-Lee, werkzaam bij CERN in Genève. Destijds werden er, vooral door universiteiten, steeds meer documenten op Internet geplaatst. Het terugvinden van documenten op Internet leverde echter problemen op. Berners-Lee meende dat het opslaan, raadplegen en vooral het opsporen van
Nieuwsbrief Nr 20
7
wetenschappelijke documenten op Internet veel efficiënter zou kunnen. Dit idee resulteerde uiteindelijk in het WWW. Internet dankt zijn populariteit vooral aan het gebruik van het WWW, welke een multimedia informatiesysteem is waarbij verschillende soorten (teksten, beelden, geluid of software) documenten worden aangeboden via webpagina’s. De toegang tot het Internet wordt georganiseerd en deels gecontroleerd door Internet Service Providers (ISP’s). De talrijke marketingstrategieën (gratis abonnementen, gratis installatie, introductie van breedbandnetwerken) gelanceerd door deze ISP’s en de evolutie van het Internet tot een interactief en sociaal medium, lagen aan de basis van het succes van de grootschalige inburgering van het Internet. Iedereen kreeg de mogelijkheid om informatie beschikbaar te stellen via het WWW, welke resulteerde in een explosie aan informatie. Vaak kan de informatie op een webpagina op uiteenlopende wijzen worden geïnterpreteerd. Het al dan niet correct kunnen interpreteren van deze gegevens is grotendeels afhankelijk van de ervaring, taalkennis, achtergrond, opvoeding, etc ... van een natuurlijk persoon die deze informatie leest, maar ook van de context waarbinnen deze informatie kadert. Bijvoorbeeld, een online sollicitatieformulier van een multinational die vestigingen heeft in Brussel, New York, Parijs en Tokio kan het veld “adres” bevatten. Dit veld kan geïnterpreteerd worden als een indicatie van, ofwel het woonadres van de sollicitant, ofwel het door de sollicitant gewenste werkadres van de onderneming. Door deze ambigue interpretatie van informatie beschikbaar op webpagina’s, wordt het WWW ook wel eens het “eyeball web” genoemd, waarmee wordt aangegeven dat de structurering van informatie uitermate gericht is op natuurlijke personen. Gezien de exponentiële groei aan informatie die beschikbaar wordt gesteld op het WWW, wordt het bijna onmogelijk voor een natuurlijk persoon om alle relevante bronnen te identificeren en geschikte informatie te extraheren. Het Semantic Web, de opvolger van het WWW, heeft als doel al de informatie binnen het WWW meer toegankelijk te maken door gebruik te maken van computerverwerkbare metadata. Bijvoorbeeld, indien men de beschikbare informatie op een webpagina kan aanvullen met semantische of betekenisvolle tags (labels) die door een computer kunnen herkend worden, dan kan een computer, met al zijn rekenkracht, gebruikt worden om alle informatiebronnen af te schuimen op zoek naar relevante informatie. Eén van de technologieën die kunnen aangewend worden voor het modelleren van semantiek is ontology engineering. Het doel van een ontology is het expliciet modelleren van een domein dat gedeeld en aanvaard wordt door verschillende partijen. Deze ontology definieert een gemeenschappelijke terminologie en model dat communicatie toestaat op een semantisch niveau. Eén van de uitdagingen die gesteld worden binnen het Semantic Web is het integreren van informatie afkomstig van verschillende, heterogene online bronnen. Bijvoorbeeld, elk vakgebied binnen de biologie en biotechnologie genereert zijn
8
Nieuwsbrief Nr 20
eigen immense hoeveelheid aan data, die verspreid is over het WWW en opgeslagen wordt in verscheidene formaten. De moeilijkheid is het identificeren van semantisch verwante informatie bevat in bronnen, die elk autonoom werden ontwikkeld. Deze identificatie wordt bemoeilijkt door het gebruik van verschillende jargons, datamodellen en contexten. Als voorbeeld, beschouw de talloze, gangbare definities voor het woord “gen” die in de biotechnologische literatuur gehanteerd worden, namelijk : “de DNA sequentie die noodzakelijk en voldoende is om het volledige complement van een functioneel product afgeleid van een transcriptie-eenheid, uit te drukken”, “een verzameling van elementen van het genoom die een functionele eenheid kunnen produceren”, terwijl overige definities ook rekening houden met belangrijke regulatorische functies van introns (het zogenaamde junk-DNA). Ervaren biotechnologen zijn in staat om de subtiele nuances tussen deze definities te identificeren en erkennen de moeilijkheidsgraad qua intergratie van gegevens opgeleverd door instellingen die deze verscheidene definities in parallel hanteren. De nood aan een geïntegreerde en uniforme toegang tot verschillende informatiebronnen, stimuleerde het onderzoek naar mediators, welke één welbepaalde toepassing zijn van ontologies. Een mediator hanteert een gemeenschappelijke terminologie en model dat de verscheidenheid tussen de onderliggende informatiebronnen weet te overbruggen. Figuur 1 beschrijft een mediatormodel ontwikkeld voor medische/therapeutische doeleinden. Aan deze mediator werden twee bronnen gekoppeld, namelijk : één databank die data bevat betreffende ziektebeelden, en een tweede databank die detectietesten opsomt. Voor iedere informatiebron die aan de mediator gekoppeld wordt, bestaat er een verzameling van articulations, oftewel mappings, tussen de termen van de mediator en de termen van de informatiebron. In dit voorbeeld wordt de mediator term “disease” gekoppeld aan de termen “Disease” in beide informatiebronnen. De mediatortermen “symptom” en “labtest” worden gekoppeld aan de term “Symptoms” in BRON1 en de term “Lab test” in BRON2, respectievelijk. Deze architectuur behoudt de autonomie van de onderliggende informatiebronnen en staat toe dat nieuwe bronnen heel makkelijk kunnen worden toegevoegd. Als voorbeeld, beschouw een mogelijke vraag, gesteld door een huisarts, die door dit systeem kan worden beantwoord : “Gegeven dat een patiënt hoofdpijn heeft, welke labtesten dient men uit te voeren om uitsluitsel te bekomen over zijn ziekte?”. Hoe wordt de informatie, vervat in de informatiebronnen gekoppeld aan een mediator, geraadpleegd ? Alle zoekopdrachten worden steeds gericht tot de mediator en niet tot een individuele informatiebron, aangezien de gebruiker niet weet welke of hoeveel bronnen aan de mediator momenteel gekoppeld zijn. De mediator identificeert alle termen in zijn model die betrekking hebben tot de zoekopdracht. In dit voorbeeld, zijn de termen van de mediator die relevant zijn : “symptom”, “disease” en “labtest”. De onderliggende bronnen die in aanmerking komen om bij te dragen tot het resultaat van de zoekopdracht, zijn deze bronnen die
Nieuwsbrief Nr 20
9
MEDIATOR environment
virus
genotype
... caused by .../... causes ...
cause
symptom
disease ... is related to .../... displays ...
articulation 1
Symptoms fever headache fever headache
Disease tuberculosis diabetes malaria malaria
BRON1
labtest ... detected by .../... detects ...
articulation 2
Disease diabetes tuberculosis malaria
Lab test blood test X-ray blood test
BRON2
Figuur 1: Architectuur van een mediator die gekoppeld wordt aan twee informatiebronnen, in dit geval databanktabellen.
gekoppeld zijn aan de drie eerder geïdentificeerde termen via de articulations, namelijk : “BRON1” en “BRON2”. De initiële zoekopdracht gericht tot de mediator wordt opgedeeld in kleinere subzoekopdrachten gericht tot beide geïdentificeerde informatiebronnen. Deze subzoekopdrachten worden individueel uitgevoerd en hun resultaten moeten door de mediator worden gecombineerd tot een uniform geheel, zodat een éénduidig antwoord wordt gegeven op de initiële vraag. Bijvoorbeeld, de eerste subzoekopdracht die tot “BRON1” kan worden gericht, is : “Geef alle ziekten waarvan hoofdpijn een symptoom is”. Het resultaat 10
Nieuwsbrief Nr 20
van deze subzoekopdracht (= resultaat1) kan worden gebruikt als input voor een tweede subzoekopdracht, ditmaal gericht naar “BRON2” : “Geef alle labtesten voor de ziekten die voorkomen in resultaat1”. Het antwoord op deze vraag wordt overgelaten aan de aandachtige lezer. Het voordeel van deze architectuur is dat men zich slechts tot één aansprekingpunt, namelijk de mediator, moet richten om toegang te hebben tot talrijke informatiebronnen. Onderzoek naar mediatortechnologie en overige toepassingen van ontologies vindt plaats bij STAR Lab : http://www.starlab.vub.ac.be
Machine Learning en Bioinformatica ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1 Inleiding De hedendaagse moleculaire biologie produceert dusdanig grote hoeveelheden data dat de klassieke interpretatie ervan door de mens onmogelijk wordt. Het voorbeeld bij uitstek is uiteraard het bepalen en interpreteren van de genetische sequentie van het menselijk genoom (in eenvoudige woorden vormt een genoom de “blauwdruk” van een organisme). Problematisch is dat de interpretatie van de ruwe sequentie van een genoom te vergelijken is met het lezen van een boek in een deels onbekende taal, met weglating van alle leestekens en spaties. Een belangrijke stap op weg naar de interpretatie van een genoom is het identificeren van de genen in het genoom (genen zijn te vergelijken met zinnen in bovenvermeld boek). De genen in een genoom bepalen welke eiwitten een organisme zal aanmaken, en het geheel van geproduceerde eiwitten (recent het “proteoom” gedoopt) is bepalend voor het gros van de eigenschappen van een organisme (van oogkleur tot vatbaarheid voor hartaandoeningen). Het identificeren van genen in ruwe genomische sequenties is één van de klassieke toepassingen van bioinformatica, een onderzoeksdomein dat de laatste jaren sterk aan belang heeft gewonnen. Het is duidelijk nodig om methoden te ontwikkelen die in staat zijn om biologisch relevante feiten te “leren” uit grote hoeveelheden data. Bioinformatica maakt gebruikt van technieken uit verschillende wetenschappelijke disciplines (vooral computerwetenschappen, moleculaire biologie, kansrekening en wiskunde) om dit probleem aan te pakken. Bioinformatica is dus bij uitstek een multidisciplinaire aangelegenheid, waarin plaats is voor wetenschappers met verschillende achtergronden. Nochtans is het steeds zo dat het oplossen van een biologisch relevant probleem centraal staat. Dit mag niet uit het oog verloren worden, gezien het label “bioinformatica” nogal eens gebruikt wordt om onderzoek dat weinig of niets te maken heeft met het bestuderen van een relevant biologisch probleem wat aantrekkelijker voor te stellen. Een Nieuwsbrief Nr 20
11
sluitende definitie, gebaseerd op de ideeën van Mark Gerstein (Yale University), is : “Bioinformatica behelst het bestuderen van grootschalige problemen in de biologie vanuit moleculair opzicht, en dit gebruik makend van computationele methoden.” Laat ons deze definitie wat nader bekijken. De biologische problemen die bestudeerd worden in het kader van de bioinformatica hebben duidelijk een moleculair karakter, m.a.w. het concept “molecule” (DNA, RNA, eiwitten...) speelt een centrale rol. Biologische problemen waar het concept “molecule” niet centraal staat - zoals bv. het bestuderen van ecosystemen d.m.v. mathematische modellen vallen dus duidelijk buiten het gebied van de bioinformatica. De bestudeerde problemen zijn ook typisch grootschalig, m.a.w. de oplossing van de problemen hangt af van de efficiënte analyse en interpretatie van grote hoeveelheden data, en “grootschalig” betekent in deze context meestal “genomische schaal”. Machine learning methoden zijn van groot belang in de bioinformatica. Het doel van machine learning (een deelgebied van artificiële intelligentie) is het afleiden van informatie uit data op een automatische manier, en dit typisch gebruik makend van probabilistische modellen. Deze methoden zijn van bijzonder nut in gevallen waar er een grote massa data voorhanden is, maar waar theorie (deels) ontbreekt. Dit is precies het geval in de hedendaagse moleculaire biologie en de bioinformatica. In de volgende paragrafen worden een paar belangrijke toepassingen besproken van machine learning methoden in de bioinformatica, en wordt het bioinformatica onderzoek binnen het Computational Modeling Lab (COMO) aan de VUB voorgesteld.
2 Artificiële neurale netwerken Artificiële neurale netwerken (ANNs) werden oorspronkelijk ontwikkeld als model voor de werking van de hersenen. Hoewel ANNs van beperkt nut bleken op dit vlak, werden ze al snel gebruikt voor allerhande problemen inzake classificatieen patroonherkenning. Een ANN is opgebouwd uit een aantal lagen (een inputlaag, een aantal “verborgen” lagen en een outputlaag) die bestaan uit met elkaar verbonden “neuronen” (Figuur 1). Elk paar verbonden neuronen is geassocieerd met een bepaald gewicht, en de waarde van de gewichten wordt “geleerd” op basis van een verzameling voorbeelden. Deze voorbeelden bestaan uit een inputpatroon en een outputpatroon. Na een succesvolle training op basis van de voorbeelden, zal het getrainde ANN het juiste outputpatroon genereren voor een gegeven inputpatroon. ANNs werden met groot succes toegepast op diverse bioinformatica problemen. Een klassiek succesverhaal is de voorspelling van de secundaire structuur van eiwitten. Een eiwit bestaat uit een lineaire keten van aminozuren. Deze keten vouwt zich in de cel op tot een welbepaalde driedimensionele structuur, volledig bepaald door de aminozuursequentie (de volgorde van de aminozuren) van het 12
Nieuwsbrief Nr 20
eiwit. Het voorspellen van de 3D-structuur van een eiwit op basis van zijn aminozuursequentie is één van de centrale problemen in de hedendaagse biologie, en is van zeer groot fundamenteel en medisch belang. ANNs zijn op dit moment de meest efficiënte methode om de secundaire structuur (de locale structuur van een kort stuk van de keten) van een eiwit te voorspellen. De correcte voorspelling van deze secundaire structuur is een belangrijke stap op weg naar de voorspelling van de volledige (globale) 3D-structuur van een eiwit.
input layer
hidden layer
output layer
X1
XN
Figuur 1 : Schema van een ANN (en meer bepaald een “feedforward” ANN). De inputlaag bestaat uit N inputs, er is één verborgen laag met 5 neuronen, en een outputlaag met 2 outputs. De lijnen stellen de verbindingen tussen de neuronen voor. 3 Support Vector Machines Support Vector Machines (SVMs) worden algemeen gebruikt voor classificatieproblemen. Op basis van een verzameling voorbeelden van datapunten die elk behoren tot één van twee mogelijke klassen kunnen SVMs leren om willekeurige datapunten te classificeren. Een SVM zou bv. in principe kunnen Nieuwsbrief Nr 20
13
leren om op basis van schoenmaat, lengte en gewicht een persoon als man of vrouw te classificeren. Het classificatieprobleem kan op eenvoudige wijze uitgebreid worden naar meerdere klassen. De principes achter SVMs zijn vrij complex, maar laat ons proberen om een idee te geven van hoe het werkt. Veronderstel dat je een verzameling van datapunten bezit die elk behoren tot een bepaalde klasse. Een SVM zal proberen een vlak te construeren dat de datapunten die behoren tot verschillende klassen zo goed mogelijk scheidt. Om dit op efficiënte wijze te doen is het vaak nodig om de datapunten zelf eerst te transformeren (vaak naar een ruimte met een hogere dimensie) zodat er een vlak gevonden kan worden dat de datapunten scheidt (Figuur 2). Een Support Vector Machine ontleent zijn naam aan de “support vectors” - de datapunten die dichtst bij het scheidingsvlak liggen - en die een belangrijke rol spelen in het bepalen van het “beste” scheidingsvlak. SVMs kennen verschillende toepassingen in de bioinformatica. Net zoals ANNs worden ze gebruikt voor de voorspelling van de secundaire structuur van eiwitten. Ze worden ook toegepast in de interpretatie van microarray data. Microarrays laten toe om de activiteiten van een (typisch grote) verzameling genen na te gaan in een weefsel. Zo kan bv. het verschil in genactiviteit nagegaan worden tussen normaal en verschillende types tumorweefsel. SVMs kunnen tumorweefsels op basis van deze data dan typeren als kwaad- of goedaardig.
Figuur 2 : Een SVM is gebaseerd op het construeren van een scheidingsvlak dat de datapunten van elkaar scheidt. Het is veelal nodig om de oorspronkelijke datapunten (links) te projecteren naar een hoger dimensionele ruimte (rechts) om een goed scheidingsvlak te vinden. 14
Nieuwsbrief Nr 20
4 Hidden Markov Models en Bayesiaanse Netwerken Hidden Markov Models (HMMs) en Dynamische Bayesiaanse Netwerken (DBNs) zijn sterk verwant met elkaar : een HMM is steeds een DBN, maar niet omgekeerd. Beide zijn bij uitstek geschikt voor het bestuderen van sequentiële data zoals bijvoorbeeld DNA- of eiwitsequenties. Een DBN bestaat uit een aantal “nodes” die elk een variabele voorstellen, en verbindingen tussen nodes, die probabilistische afhankelijkheden voorstellen (Figuur 3 ). Een DBN (en dus ook een HMM) vormt een probabilistisch model van een sequentie, en wordt typisch “getrained” vanaf een verzameling voorbeeld sequenties behorende tot een bepaalde groep (bv. eiwitsequenties die behoren tot een bepaalde eiwitfamilie). Achteraf kan dan de kans geëvalueerd worden dat een nieuwe, onbekende sequentie behoort tot dezelfde familie of niet. DBNs en HMMs worden ook gebruikt om genen in ruwe genomische sequenties op te sporen, en om de structuur van eiwitten te voorspellen.
U1
U2
U3
X1
X2
X3
Y1
Y2
Y3
Figuur 3 : Een voorbeeld van een DBN (een Input-Output HMM). De waarde van node Y (output, bv. secundaire structuur van een eiwit) hangt af van de waarde van nodes X (een “verborgen”, ongeobserveerde node die een bepaalde “staat” voorstelt) en U (input, bv. type aminozuur). Hier wordt een sequentie van lengte 3 voorgesteld. 5 Bioinformatics & Machine Learning @ VUB Op dit moment staat de bioinformatica aan de VUB nog aan het begin. Het Computational Modeling Labo (COMO) heeft al jaren expertise op het gebied van machine learning en focust sinds kort ook op bioinformatica problemen, dit in samenwerking met het Instituut voor Moleculaire Biologie, dat recent naar de VUB campus in Etterbeek verhuisde. Nieuwsbrief Nr 20
15
De problemen die bestudeerd worden zijn o.a. het voorspellen van de secundaire structuur van eiwitten d.m.v. SVMs en het voorspellen van de 3D-structuur van eiwitten d.m.v. DBNs. In het laatste geval worden hiervoor aangepaste algoritmes ontworpen die in staat zijn om met grote hoeveelheden data en complexe netwerken te werken. COMO zal in de loop van dit jaar ook de eerste bioinformaticacursus inrichten aan de VUB (in het kader van Technieken van de artificiële intelligentie II). Onlangs organiseerde COMO een conferentie rond machine learning en bioinformatica getiteld “Machine learning and bioinformatics” met een 5-tal vooraanstaande onderzoekers : Zoubin Ghahramani (Gatsby Computational Neuroscience Unit, University College, London), Anders Krogh (Bioinformatics center, Copenhagen University), Michal Linial (Department of Biological Chemistry, Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem), Stephen Muggleton (Computational Bioinformatics Laboratory, Department of Computing, Imperial College, London) en Jean-Philippe Vert (Centre de Géostatistique, Ecole des Mines de Paris, Fontainebleau). Het programma en de presentaties zijn online beschikbaar via [http://homepages.vub.ac.be/~thamelry/mlb.html]. De behandelde onderwerpen waren o.a. het voorspellen van de secundaire en tertiaire structuur van eiwitten, het identificeren van nieuwe, interessante eiwitfamilies, de automatische classificatie van eiwitstructuren en het interpreteren van microarray data. 6 Besluit Op dit moment spelen machine learning technieken reeds een prominente rol in de bioinformatica, en het is te verwachten dat hun belang nog zal toenemen. Deze technieken worden aangewend om genen op te sporen, tumorweefsels te karakteriseren, de structuur van eiwitten te voorspellen, enz. Hun grote kracht is het feit dat ze leren uit voorbeelden, hetgeen van groot belang is in toepassingen waar de theorie ontbreekt of onvolledig is, hetgeen bij uitstek het geval is in de bioinformatica.
7 Referenties ■ Baldi, P., Brunak, S. (2001) Bioinformatics : The machine learning approach. Tweede editie. MIT Press, USA. ■
■
16
Orengo, CA., Jones, DT., Thornton, JM. (2003), Bioinformatics : Genes, Proteins & Computers. BIOS Scientific Publishers, Oxford, UK. Luscombe, NM., Greenbaum, D., Gerstein, M. What is bioinformatics ? A proposed definition and overview of the field. Method. Inform. Med. (2001), 4, 346-358.
Nieuwsbrief Nr 20
Vakgroep Wiskunde Honderdvijftigste Verjaardag van Henri Poincaré ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Henri Poincaré werd in Nancy geboren op 29 april 1854. Het is tot op enkele dagen na juist honderdvijftig jaar geleden dat één van de grootste wiskundigen het leven zag. Het is wel de moeite waard om zijn werk zeer bondig in herinnering te brengen. Poincaré dacht eerst de loopbaan van ingenieur in te stappen. Daarvoor legde hij in 1874 het toelatingsexamen tot de prestigieuze “Ecole Polytechnique” af, waarvoor hij primus was, en studeerde er twee jaren later af. Hij vond onmiddellijk een job als ingenieur. Toch vond hij vrij vlug zijn ware roeping in de wiskunde en doctoreerde hij in dat vak onder de leiding van Hermite in 1879. Dit was het begin van een academische carrière, die hem tot de top leidde van de wetenschappelijke cursus honorum, tot en met de “Académie des sciences” en de “Académie française”. Eén van de eerbetuigingen, die hem werd toegekend, was het doctoraat honoris causa van de Brusselse universiteit. Het is in het dankwoord gericht aan de academische overheid van de ULB dat hij zijn vermaarde omschrijving gaf van het vrij onderzoek, die tot het erfgoed behoort van de ULB en de VUB. Het is geen toeval dat hij zich op het wijsgerige terrein begaf, omdat één van zijn belangstellingsgebieden de filosofie van de wetenschappen was. Dat gaf hem de gelegenheid de degens te kruisen met niemand anders dan Lenin, die het empirisch criticisme van Poincaré scherp kritiseerde. Henri Poincaré heeft nog andere nauwe betrekkingen met Brussel gehad, namelijk met de Internationale Instituten voor Fysica en Chemie gesticht door Ernest Solvay. Ernest Solvay was in het begin van deze eeuw zeer bekommerd met de ontwikkeling van de wetenschappen. Hij stichtte meerdere instituten met academische inslag, zoals het Solvay Instituut voor Sociologie en de Solvay Handelsschool,
Nieuwsbrief Nr 20
17
twee instituten die nog altijd bloeiend zijn. De Internationale Instituten voor Fysica en Chemie behoren ook tot die categorie. Ernest Solvay stelde zich met die Instituten als doel de uitmuntendste geleerden in een vakgebied voor enkele dagen samen te brengen, opdat ze de gelegenheid zouden hebben over hun vak actief van gedachte te wisselen. De eerste Solvayconferentie over de Fysica ging door in 1911 in de lokalen van het hotel Métropole, toen één van de modernste hotels van Brussel. De vermaardste fysici, zoals Lorentz, Planck, Marie Curie en Einstein, namen er aan deel. Poincaré was er ook en speelde er een cruciale rol. Hij had zich lang geïnteresseerd aan het electromagnetisme van Maxwell en het werk van Lorentz, die een uitweg trachtte te vinden voor de contradictie tussen de Newtoniaanse mechanica en de theorie van Maxwell. Poincaré is de eerste die hier een coherente oplossing aan gaf, hoewel Einstein hier voor beter bekend is met zijn theorie van de speciale relativiteit. Henri Poicaré is in de eerste plaats een eminente wiskundige. Met David Hilbert is hij één van de laatste universele wiskundigen. Hij heeft vele gebieden van de wiskunde bewandeld, verrijkt en zelfs in het leven geroepen. Voortbouwend op de theorie van Riemann van de algebraïsche krommen met complexe coëfficiënten, legde hij de basis van de algebraïsche topologie, die variëteiten globaal bestuderen (waarom is een fles van Klein of een ringvlak verschillend van een sfeer ?). De algebraïsche topologie kende in de loop van de XXe eeux een ongemene bloei en bevruchtte vele aanpalende gebieden. Door hetzelfde werk van Riemann anders te bekijken voerde hij automorfe functies van een complexe veranderlijke in. Dit zijn functies die, zoals de goniometrische of de elliptische functies, invariant zijn voor een groep van transformaties, maar nu op het bovenhalfvlak van het vlak van Gauss van de complexe veranderlijke, of wat op hetzelfde neerkomt op de open schijf met straal 1 van hetzelfde vlak. De veralgemeningen van deze functies tot meerdere complexe veranderlijken speelden een cruciale rol in de theorie van de algebraïsche groepen (waartoe de belg Jacques Tits zeer belangrijke bijdragen bracht) en hun toepassingen in de getallentheorie. Dit zijn twee voorbeelden van nieuwe gebieden die Poincaré in het leven geroepen heeft. Maar zijn bijdragen aan de zuivere wiskunde, die men beter de fundamentele wiskunde zou noemen, zijn nog veel talrijker. In een kort artikel kunnen zij onmogelijk allemaal aan hun trekken komen. Poincaré heeft ook met veel succes de wiskunde gebruikt om vraagstukken uit de wetenschappelijke praktijk in een nieuw daglicht te stellen. Zijn bijdrage tot het electromagnetisme werden reeds hogerop vermeld. Daarnaast heeft hij zich met talrijke andere problemen uit de theoretische natuurkunde, de analytische mechanica en de sterrenkunde bezig gehouden. Hij is lang vermaard geweest met zijn verhandeling in samenwerking met Paul Appell over het drie-lichamenprobleem : hoe kan men de beweging beschrijven van drie lichamen die zich bewegen in hun onderling zwaarteveld zonder enige andere interactie. Het geval van twee lichamen was door Newton opgelost en gaf aanleiding tot de verklaring 18
Nieuwsbrief Nr 20
van de drie wetten van Kepler over de banen van de planeten rond de zon. Maar als men de beweging van de maan correct wou voorstellen, was men verplicht drie lichamen in het verhaal te brengen : de zon, de aarde en de maan. Het is onmogelijk gebleken om dat probleem in gesloten vorm op te lossen. Het werk van Poincaré en Appell geven toch belangrijke inlichtingen, wat de zweedse academie er toe bracht hen de prijs toe te kennen die Koning Oscar II van Zweden voor de oplossing van dat probleem had uitgeroepen. Dit is één voorbeeld van de talrijke verhandelingen van Poincaré waarin hij zijn wiskundige vernuftheid op concrete problemen toepaste. Een verhandeling van Poincaré over de rotatie van een vloeibare kern in een vast omhulsel is nu nog de basis van de studie van het magnetisch veld van de aarde. Hij droeg significant bij tot de theorie van de getijden. Een van de laatste boeken die hij schreef ging over cosmologie, een onderwerp dat ruimer aan bod zal komen in 2005, ter gelegenheid van het jaar van de fysica, dat de drie grondleggende artikels van Einstein verschenen in 2005 wil vieren. Er zijn nog vele andere van die parels in het werk van Poincaré. Op 8 en 9 oktober gaat aan de VUB een colloquium over Poincaré door ingericht door Professor F. Lambert in het raam van de Internationale Instituten voor Fysica en Chemie, waarvan hij recent de adjunct-directeur geworden is. Het zal zeker een gelegenheid zijn om meer te vernemen over die uitzonderlijke wetenschapper.
Nascholing wiskunde 2005 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Met de lente duikt weer de opdracht op om de nascholing wiskunde voor het volgend academiejaar aan de VUB op haar poten te zetten. Hiervoor is uw hulp nodig. Nascholing wiskunde kan op meerdere manieren opgevat worden. Ze zijn allemaal zinvol. Maar ze trekken niet noodzakelijk hetzelfde publiek aan en vragen een ander soort sprekers. Niets belet trouwens meerdere genres aan te bieden. Vanuit de universiteit wenst men de leraars secundair onderwijs in te lichten over moderne ontwikkelingen in de wiskunde, die de traditionele stof van het secundair onderwijs in een beter perspectief stellen. Men kan niet verwachten dat zulke nascholing onmiddellijk in de klas bruikbaar is. Maar toch is er een nut op middellange termijn. Het doel van zulke nascholing is de leraars een perspectief te geven van wat in de wiskunde van belang is. Aldus kunnen zij beter oordelen over de delen van de stof die meer nadruk verdienen en mogelijkerwijze de leerlingen met interessantere oefeningen en toepassingen stimuleren. Nieuwsbrief Nr 20
19
Perspectief op de ontwikkeling van de wiskunde kan komen via haar geschiedenis. Zo is de invoering van de complexe getallen een boeiend verhaal, dat in feite niet met de vergelijking van de tweede graad verbonden is maar wel met die van de derde graad. Een andere nascholing richt zich meer naar wat onmiddellijk in de klas bruikbaar is. Dit vraagt sprekers die met het klasgebeuren en met het leerplan wiskunde goed vertrouwd zijn. Dit laatste aspect is waarschijnlijk gemakkelijker, mits de inspanning te doen om de opeenvolgende aanpassingen van het leerplan te volgen en er zijn er heel wat ! Maar gewoonlijk zal een academicus minder gevoel hebben voor wat er zich in de klas juist afspeelt. Zulk een nascholing gebeurt dus best door leraars uit het secundair onderwijs zelf. Recent zijn er meerdere softwarepakketten ontwikkeld die interessant kunnen zijn voor het onderwijs in de wiskunde. Ze zijn de laatste jaren voor de nascholing de populairste onderwerpen gebleken. Om beter de behoeften van de geïnteresseerden te kennen werd een vragenlijst opgesteld, die binnenkort aan de nascholers per e-mail zal gestuurd worden. Zij die nog bij de oude communicatiemiddelen gebleven zijn kunnen een exemplaar van de vragenlijst krijgen door naar het adres onderaan te schrijven. Een gewone brief of e-mail met uw ideeën is ook welkom. Wat eveneens interessant is, is te weten wie bereid is zelf een exposé (of een deel van een exposé) te geven. Antwoorden en suggesties worden verwacht op
[email protected] of Prof. em. Franz Bingen Vakgroep Wiskunde VUB Pleinlaan, 2 1050 Brussel Fax : 02 629 34 95
20
Nieuwsbrief Nr 20
Vakgroep Natuurkunde De Vlaamse Ruimtevaartdagen in Oostende ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Op vrijdag 20 februari gingen de deuren open van het Congrescentrum in Oostende voor de “Derde Vlaamse Ruimtevaartdagen”. De tentoonstelling draaide daarna gedurende drie dagen op volle toeren. Alles en iedereen die in Vlaanderen iets te maken heeft met Ruimtevaart was erop aanwezig. Tientallen bedrijven toonden met trots hun verwezenlijkingen die telkens het resultaat zijn van hoogtechnologisch precisiewerk. In talrijke bedrijven waren we blij verrast om ex-VUB-studenten terug te vinden, meestal in leidinggevende functies. Stel je even een raket voor zo hoog als een wolkenkrabber. Met een zwaartepunt dat ongeveer op de helft van deze hoogte ligt. Dit is nog altijd erg hoog. Die raket wordt helemaal langs van onder omhooggestuwd. Dit is uiteraard ontzettend laag. De minste zijwind kantelt hierdoor de verticale positie van de raket. Op die manier geraakt ie nooit in zijn juiste baan. Welnu, er zijn bedrijven die zich specialiseren in het maken van correctiemotoren die mega-newtons aan kracht kunnen produceren in picoseconden tijd. En dit alles natuurlijk in de snel variabele richting en zin die door een computer doorlopend wordt gegeven tijdens de allereerste minuten nà de lancering. Hierbij worden geen milliboogseconden aan afwijkingen getolereerd. Het is duidelijk dat de technologie die hiertoe moet beheerst worden zich alleen maar aanleert in hooggeschoolde instellingen. Universiteiten bijvoorbeeld. De VUB, bijvoorbeeld. En zo was er een mooie plaats voorzien voor de RUG. Twee plaatsen verder was de stand van de KUL en de VUB stond er tussenin. Het was (tussen haakjes gezegd) ook een plezier om een beetje verderop een mooie stand te ontwaren van de Vlaamse volkssterrenwachten. De mannen van Mira uit Grimbergen toonden hier drie-dimensionale beelden van de Marslandingen. De stand van de VUB werd keurig aangekleed door Norbert van Yperzeele van de “Dienst Evenementen”. Hiervoor werden – onder andere – posters gebruikt die Bruno de Backker heel mooi en uniform realiseert. Een poster van de VUB herken je nu vanop afstand. Het was ook bijzonder fijn dat de PR-commissies van de Faculteiten Toegepaste Wetenschappen (TW) en Wetenschappen (WE) ook voor dit evenement uiterst solidair aan hetzelfde zeel trokken. Aldus hadden we de twee ppt-presentaties die onze beide Faculteiten promoten (hartelijk dank aan Ludo Holsbeek voor het maken van “ons” gedeelte hierin)
Nieuwsbrief Nr 20
21
samengevoegd tot één presentatie die ongeveer tien minuten duurde en die doorlopend vertoond werd en met aandacht bekeken door vele voorbijgangers. De “Erasmus Hogeschool” verzorgt eveneens onderricht in luchtvaart en ruimtevaart. Omdat de VUB samen met Erasmus een associatie uitmaakt, kregen we gedurende drie dagen ook hun uiterst gewaardeerde medewerking. De mooie Erasmus-poster werd eveneens door Bruno de Backker gerealiseerd.
Toegepaste Wetenschappen Chris Lacor is op de VUB een overtuigd uithangbord voor de studierichting “Lucht- en Ruimtevaart” : een “Master” in TW. Hij coördineerde de bijdragen van TW voor de tentoonstelling in Oostende. Hierin toonde de “Werktuigkunde” een schaalmodel van een vliegtuig dat onderworpen werd aan trillingen. Alnaargelang de frequentie van die trillingen werden resonanties opgewekt in de verschillende vliegtuigonderdelen. Die staande golven in vleugels, roer en romp werden mooi zichtbaar gemaakt met de hulp van een stroboscoop. Met deze kennis kan men dan materialen en vormen ontwikkelen die niet breken onder de werking van natuurlijk voorkomende resonanties. De mannen van de “Materialen en de mechanica van het continuüm” toonden hoe composieten moeten aangemaakt worden. Deze materialen zijn essentieel in de bouw van raketten en satellieten. Onderdelen van de Ariane V (met verwijzing naar SABCA-Limburg, waar nog veel meer te zien was over deze draagraket) waren te zien en te betasten in onze stand. Tenslotte toonde Chris Lacor zelf hoe ze in de onderzoeksgroep “Stromingsmechanica” meer en meer gebruik maken van computermodellen om - bijvoorbeeld turbulentie te beschrijven rond snelbewegende voertuigen zoals raceauto’s en ruimtetuigen.
Wetenschappen Onze faculteit verzamelde drie inzendingen. Philippe Claeys toonde hoe de geologie gebaat is met waarnemingen uit de ruimte. Dagelijks wordt de aarde geraakt door tonnen materiaal uit de ruimte. Dit materiaal bestaat grotendeels uit piepkleine meteorietjes maar het kunnen ook kometen en asteroïden zijn. Het geologisch onderzoek van het impactgebied nabij Chicxulub op het Mexicaanse schiereiland Yuacatan is hierbij veelbetekend. De plaats waar 65 miljoen jaar geleden een asteroïde insloeg die – onder andere – de dinosauriërs uitroeide en zoveel stof deed opwaaien dat de aarde gedurende jaren in het duister werd gehuld kon alleen vanuit de ruimte worden gelokaliseerd. 22
Nieuwsbrief Nr 20
Ingrid Zeegers maakte een uiterst duidelijke poster waarin uitgelegd werd dat het veel gemakkelijker is om gave eiwitten aan te maken in de ruimte waar de zwaartekracht nagenoeg niet werkzaam is dan op aarde waar de zwaartekrachtversnelling ongeveer gelijk is aan 10 m/s2. Door de zwaartekracht treedt er in elke vloeistof sedimentatie en convectie op waardoor de vorming van gave eiwitkristallen bemoeilijkt wordt. Het is mogelijk dat het leven op aarde gemakkelijker ontstond in de ruimte dan op de aarde zelf. Het VUB-experiment werd in de ruimte uitgevoerd door Frank de Winne, toen hij meevloog met de vlucht die vanaf Bajkonyr (47°50’ N; 66°03’ E) werd gelanceerd. De figuur hieronder toont zulk een prachtig eiwitkristal dat in de ruimte werd gevormd.
Kristallen van Triose Phosphaat Isomerase, één van de modeleiwitten die tijdens de “Belgian Taxi Flight” gekristalliseerd werden.
De VUB-astrofysici, bij monde van Walter van Rensbergen, legden uit dat ze nergens zouden staan zonder ruimteonderzoek. Alleen maar gebruik maken van het visuele spectrum maakt de massieve sterren (die vooral in het UV stralen) bijna onzichtbaar. Hetzelfde kan gezegd worden over de Röntgenbronnen die de zoo van sterrenkundige objecten kwamen bevolken dankzij het ruimteonderzoek. De VUBonderzoeksgroep is gespecialiseerd in de structuur en evolutie van sterren, met een speciale aandacht voor massieve sterren en voor dubbelsterren met een massieve primaire componente bij de geboorte. Deze sterren bepalen het spectrum van afgelegen melkwegstelsels waarin men geen afzonderlijke sterren kan zien. De samenstelling van zulk een verafgelegen object wordt dus verraden door het spectrum van de massieve sterren en dubbelsterren die erin zitten. De onderstaande figuur toont het synthetisch spectrum van duizenden bij elkaar opgetelde spectra van massieve sterren. Zulk een resultaat wordt dan vergeleken met de UVwaarnemingen die geleverd worden door het ruimteonderzoek. Er wordt gerekend tot een voldoende overeenkomst wordt bereikt. Nieuwsbrief Nr 20
23
Een UV-spectrum van duizenden sterren bij elkaar opgeteld. Zulk spectrum kan gemaakt worden dankzij de VUB-bibliotheek. Vergelijking met de waarnemingen kan alleen dankzij het ruimteonderzoek. De Franken Frank de Winne en Frank Deboosere leverden beiden prachtig werk om van de “Vlaamse Ruimtevaartdagen” een succes te maken. Weerman Deboosere is een actief amateur-astronoom (Mira te Grimbergen) en maakte van elk weerpraatje op TV1 gebruik om de “Ruimtevaartdagen” onder de aandacht te brengen. Het is duidelijk dat dergelijke reclame onbetaalbaar is. Dankzij de weerman kwamen er dus veel extra bezoekers naar de tentoonstelling en ook naar onze VUB-stand om te zien dat beoefening van wetenschap interessant en plezierig is. Frank de Winne was constant op de tentoonstelling aanwezig en verleende overal hand- en spandiensten. Zo werd er – bijvoorbeeld – een debat gevoerd over het nut van bemande ruimtevaart. Met voorstander Frank de Winne en als tegenstander Christoffel Waelkens (een werkelijk gewaardeerde KUL-collega). Als derde hond die aan het been trok, fungeerde Gerard Bodifee die ooit op de VUB bij Bert de Loore zijn doctoraat maakte in de astrofysica. Sindsdien werd hij eerder filosoof dan wetenschapper, waardoor hij God meent te ontdekken als drijvende kracht achter de “Big Bang”. Op deze manier kunnen de “Vlaamse Ruimtevaartdagen” nog eeuwen doorgaan. Hopelijk kunnen de Faculteiten WE en TW van de VUB hierbij vaste waarden van rationalisme en humanisme blijven aanbrengen.
24
Nieuwsbrief Nr 20
Een unieke reis naar de kern van de materie ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Groepsreis voor jongeren naar het CERN laboratorium te Genève 5de editie!
11-15 juli 2004
Het CERN (Europees Centrum voor deeltjesfysica te Genève) is het grootste laboratorium voor deeltjesfysica ter wereld. Het viert dit jaar zijn vijftigste verjaardag! Men bouwt er nu de grootste versneller ter wereld, de LHC (Large Hadron Collider). Dit centrum biedt aan duizenden fysici de infrastructuur om de samenstelling van de materie te bestuderen tot op het niveau van de quarks. Ook Belgische natuurkundigen nemen deel aan deze CERN experimenten. Het Departement Natuurkunde van de Vrije Universiteit Brussel organiseert van 11 tot 15 juli 2004 opnieuw een groepsreis naar het CERN voor leerlingen uit de derde graad van het SO. Op het programma staan bezoeken aan de controlezalen van de CERN versnellers en aan de meest interessante experimenten, evenals een lezing en een bezoek aan het Microcosm museum. Daarnaast is er ook gedacht aan sport en een bezoek aan Genève. De nodige informatie evenals een inschrijvingsformulier zijn te vinden op de website van de groepsreis : web.iihe.ac.be/pedagogical/infodeeltjes-so/reis_cern_jul04 Men kan ook informatie bekomen via een e-mail of telefoon naar Mevr. B. Kinart
[email protected], 02 629 34 56 Nieuwsbrief Nr 20
25
Vakgroep Scheikunde Toekenning van eredoctoraat (Dr. honoris causa) aan Prof. Dirk Tourwé door de University of Szeged (Hongarije). ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
De Vakgroep Scheikunde is bijzonder fier u te kunnen melden dat op 12 december 2003 een eredoctoraat werd uitgereikt aan Prof. Dirk Tourwé, verantwoordelijke voor de onderzoeksgroep Organische Chemie (ORGC), tijdens een plechtige ceremonie aan de Universiteit van Szeged te Hongarije. De plechtigheid vond plaats in de historische zaal van het rectoraatsgebouw van de universiteit. Deze instelling, één van de grootste van Hongarije, werd recent opgericht door samenvoeging van de vroegere Attila Jozsef en de Albert Szent-Gyorgyi Medical University, die dateren van in 1872. Hier werd door Nobelprijswinnaar (1937) Albert Szent-Gyorgyi aangetoond dat Vitamine C in grote hoeveelheden kon afgezonderd worden uit de welgekende Hongaarse paprika. Prof. Tourwé ontving deze eretitel voor zijn werk in het domein van de peptidomimetica. Dit zijn producten die ontwikkeld werden vanuit oligopeptidestructuren. Kleine peptiden spelen een uiterst belangrijke rol bij de regulering van tal van processen in het menselijke lichaam, zoals regeling van de bloeddruk, celgroei, geheugen, eetlust, pijngevoel, … enz. Zij zijn daarom bij uitstek geschikt om als geneesmiddel dergelijke ontregelde systemen te corrigeren. Jammer genoeg zijn de natuurlijke kleine peptiden weinig geschikt als geneesmiddel : ze worden in het lichaam zeer snel afgebroken zodat ze een levensduur hebben van slechts enkele minuten. Bovendien kunnen ze niet oraal toegediend worden omdat hun stabiliteit in, en hun opname uit het spijsverteringsstelsel te gering is. Het Laboratorium voor Organische Chemie (ORGC) aan de VUB werkt reeds vele jaren aan methoden om deze nadelen te verhelpen door de peptidestructuur te wijzigen : de nieuwe structuren die worden gesynthetiseerd lijken op de oorspronkelijke peptiden, het zijn “peptidomimetica” maar hebben de bovenvermelde nadelen niet. Dit onderzoek kent wereldwijd een grote belangstelling in zowel de academische als in de industriële (farmaceutische) sector. De belangrijke bijdrage van de groep ORGC in dit onderzoeksdomein werd door de Faculteit Wetenschappen, met steun van collega’s van de Faculteiten Geneeskunde en Farmacie aan de Universiteit van Szeged erkend. 26
Nieuwsbrief Nr 20
Er bestaat een jarenlange samenwerking tussen de ORGC-groep en de collega’s van Szeged via uitwisselingsprogramma’s van de EG als TEMPUS, GO EAST/GO WEST en Copernicus. Ook konden verscheidene Hongaarse doctoraatsstudenten via de Bilaterale Wetenschappelijke en Technologische Samenwerkingsprogramma’s van de Vlaamse Gemeenschap gedurende meerdere maanden aan de VUB onderzoekswerk verrichten.
Curriculum vitae Dirk Tourwé Dirk Tourwé volgde middelbare studies aan het Koninklijk Atheneum Brussel in de Moutstraat, en studeerde vervolgens af als Licentiaat Scheikunde aan de VUB in 1969. Hij behaalde een Doctoraat in de Wetenschappen in 1974 met als promotor Prof. G. Van Binst en een Aggregaatsdiploma Hoger Onderwijs in 1979, beiden in het onderzoeksdomein van de verzadigde heterocyclische verbindingen. Zowel de synthese als de conformatiestudie door 1H NMR en de toendertijd nieuwe 13C NMR techniek werden behandeld. Reeds toen waren de toepassingen in de medicinale chemie een belangrijke motivering. Na aanstellingen als werkleider, faculteitsgeaggregeerde en deeltijds docent, nam Dirk Tourwé de leiding van de onderzoeksgroep Organische Chemie (ORGC) over van Prof. G. Van Binst bij diens vertrek in 1994, en werd intussen benoemd tot gewoon hoogleraar. Intussen was het onderzoeksdomein overgeschakeld naar peptidechemie. Dirk Tourwé vervult onderwijsopdrachten voor de studenten chemie en bio-ingenieur, met cursussen fundamentele organische chemie tot gevorderde organische chemie met bijbehorende oefeningen en practica. Ook medicinale chemie en peptidechemie worden gedoceerd. Hij was gastdocent aan de KULeuven en aan de ULB voor een cursus peptidechemie, en gastdocent aan de Université Pierre et Marie Curie te Parijs (2000) en aan de Université Claude Bernard I te Lyon (2001). Dirk Tourwé publiceerde ongeveer 140 wetenschappelijke publicaties in internationale tijdschriften en hield tal van wetenschappelijke mededelingen op congressen. Verder is hij referent van hoogstaande tijdschriften als de Journal of Organic Chemistry, Journal of Medicinal Chemistry, Tetrahedron, Tetrahedron Letters en Bioorganic & Medicinal Chemistry, en fungeert hij frequent als jurylid van doctoraatsthesissen in alle Vlaamse universiteiten.
Nieuwsbrief Nr 20
27
Vakgroep Toegepaste Biologische Wetenschappen VUB opent nieuw gebouw Instituut voor Moleculaire Biologie en Biotechnologie ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Maandag 9 februari huldigde de Vrije Universiteit Brussel, in aanwezigheid van Vlaams Minister Dirk van Mechelen, Voorzitter van het Vlaams Parlement Norbert De Batselier en Minister van Staat, Karel De Gucht plechtig het nieuwe gebouw van het Instituut voor Moleculaire Biologie en Biotechnologie (IMOL) in. Dit instituut was jarenlang gehuisvest op de Campus in Sint-Genesius-Rode maar verhuisde vorig jaar naar een gloednieuw gebouw op de Campus in Etterbeek. De inhuldiging van dit nieuwe gebouw was het sluitstuk van een groter nieuwbouwproject op de VUB-campus waarbij extra ruimte gecreëerd werd voor laboratoria, klaslokalen en administratieve/educatieve diensten. Het IMOL kreeg hiervan 7000 m² ruimte ter beschikking. Omwille van de specifieke vereisten omtrent klimaatregeling, isolatie e.d. bedroeg de kostprijs hiervan ruim 10 miljoen euro. De plechtige opening ging gepaard met een academische zitting, gevolgd door een rondleiding in de nieuwe laboratoria, die in normale omstandigheden niet zomaar toegankelijk zijn voor buitenstaanders. Het Instituut voor Moleculaire Biologie en Biotechnologie brengt wetenschappers samen uit verschillende domeinen van de moleculaire biologie waarbij een dynamisch evenwicht gezocht wordt tussen de fundamentele moleculaire biologie en de toegepaste biotechnologie, zowel op het domein van de micro-organismen als op dat van planten en dieren (inclusief de mens). Het IMOL onderscheidde zich de voorbije decennia met internationaal erkend, hoogstaand wetenschappelijk onderzoek waardoor samenwerking mogelijk werd met toonaangevende bedrijven zoals Solvay, Glaxo Smith Kline en Innogenetics. Sinds 1995 zijn ook een aantal onderzoeksgroepen van het IMOL opgenomen in het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie (VIB). Recente voorbeelden van hoogstaand wetenschappelijk onderzoek zijn onder andere de deelname van IMOL aan ruimte-experimenten in 2002 tijdens de missie van Frank de Winne en de identificatie van een unieke klasse van antilichamen van kamelen die later zou uitgroeien tot een onderzoeksdomein met belangrijke implicaties in de biotechnologie en de medische wetenschappen. Momenteel worden
28
Nieuwsbrief Nr 20
deze antilichamen onder meer toegepast in kankeronderzoek. Rond deze ontwikkeling werd in 2002 het spin-off bedrijf Ablynx opgericht. De Vrije Universiteit Brussel kent al van bij haar ontstaan bloeiende onderwijs- en onderzoeksactiviteiten in de biotechnologie. Vanaf 1971 werd op de Campus in Sint-Genesius-Rode het VUB-instituut voor Moleculaire Biologie opgericht. Doordat op deze campus ook onderzoeksgroepen van de ULB gevestigd waren ontstond een “kritische massa” die het onderzoek vruchtbare impulsen gaf. Deze voor dit land unieke situatie verdween toen de ULB, aangetrokken door Europese subsidies, besloot om haar “Rode” Campus naar Wallonië (Gosselies) te verhuizen. Dit gegeven en de explosieve groei van een aantal VUB-onderzoeksgroepen (met als gevolg plaatsgebrek) gaven aanleiding voor de verhuis naar een nieuwe vestiging op de hoofdcampus van de VUB. Dankzij de overstap naar dit nieuwe gebouw ontstaat een nauwere integratie van de moleculaire biologie en biotechnologie met andere onderzoeksgroepen waaronder biologie, scheikunde en informatica.
Een investering in werk en een duurzame loopbaan ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Toespraak van Prof. Lode Wyns, Decaan Faculteit Wetenschappen ter gelegenheid van de inhuldiging van het nieuwe gebouw IMOL. Werkgelegenheid staat bij eenieder, bij elke partij, bovenaan op de politieke agenda en dat is heel terecht. In dat verband stonden de hoogtechnologische sectoren de voorbije decennia op de voorgrond. Hierin zou de eerste wereld, US, Europa voorop zich kunnen profileren. High-tech bood de garantie. Bij een recente golf van bedrijfssluitingen viel het echter op dat ook die technologiesector geenszins gespaard bleef, haar gewaande immuniteit inderdaad slechts illusie was. De high-tech als de assurantie voor werk kreeg een stevige deuk. Alweer een zeepbel uiteengespat en zoveel vlugger dan velen het zich hadden voorgesteld. Nochtans, dit soort scenario was al sinds lang aangekondigd : de complete uitbesteding van computer beheerde boekhouding en administratie van Swissair naar Bombay, nu reeds meer dan 20 jaar terug was voor mij één van de duidelijke tekens aan de wand. Aldus, gegeven onze loonkost, de sociale “lasten” en lusten en onze demografie daar bovenop, wat zullen we hier verder produceren ? Wat rest ons hoor je dan vaak snel en vrij paniekerig. Enkele replieken hierop zijn vlug gegeven. Strikt geografisch, als je van over de oceaan het oude continent aanvliegt merk je de strategische ligging van stromen, Nieuwsbrief Nr 20
29
rivieren en de havens alom. De distributie, transport en handelsfunctie van de lage landen blijft cruciaal. De omvang van die transportsector dreigt zelfs nu reeds de leefbaarheid van de regio te beperken. Er is natuurlijk nog de Washington DC Europe functie van deze stad met al wat hieraan kan geassocieerd worden : Europese kantoren van bedrijven, kantoren rond competitierecht, diplomatieke functies en zetels, de complete logistiek van Eurocratië. Let maar op, hoor ik al eens beweren, je weet maar nooit als onze Waalse excellenties “Michel le téméraire” of die andere “Flahaut l'intrépide” de Bushies en Von Rumsfelds van deze planeet nog eens stevig tegen de haren in wrijven dan is 't hier vlug zoals in Bonn en verhuizen ze alles naar Warschau al of niet met discrete Poolse hulp uit Rome. Aldus behalve de beschouwing of volledige tewerkstelling in de huidige vorm, gegeven de ontzettende efficiëntie van het productie-apparaat, wel een realistische en wijze doelstelling is, een beschouwing die geen politicus zich kan veroorloven, hou ik het liefst bij het volkse gezegde : Nooit al je eieren in één mand. Innovatie, technologie, wetenschap zijn vast niet alleen zaligmakend maar kunnen en zullen betekenisvol blijven bijdragen tot de gezonde boekhouding van de staat. Een boekhouding die bijzonder complex is. Onze welvaart omvat enorm veel activiteiten en sectoren en je kan er heel weinig van missen. Zelfs onafhankelijk van de directe tewerkstellingscontext is het onmogelijk, onzinnig, te stellen “we doen er niet aan mee ! ” Een technologisch wetenschappelijk achterhaalde transportsector, een achterhaalde geneeskunde, een aftands milieu- of energiebeheer kunnen intrinsiek nu eenmaal niet. We wensen hier gewoonweg, zo denk ik toch, mee vooraan te staan. Het zal hierbij knokken zijn en vele Aziaten, opgeleid in het Westen, het voetvolk én zelfs steunpilaren van de US-technologie, zullen terugkeren en Azië heel stevig op de kaart zetten. Vandaar dat we waarachtig creatief zullen moeten zijn. Te veel boetseren aan oude kennis, m.a.w. korte termijn ontwikkeling zal niet volstaan, is zelfs bedreigend. Dit brengt me dus tot Onderzoek en meer bepaald tot de aard van dat onderzoek. Men spreekt hier vaak van O & O, onderzoek en ontwikkeling en over dienstbetoon wens ik het hier niet te hebben. De universiteit opereert in de eerste plaats op het niveau van de eerste O, deze van Onderzoek. Het is de plaats bij uitstek voor grensverleggend onderzoek, een term
30
Nieuwsbrief Nr 20
die ik veruit verkies boven fundamenteel. Wetenschap dus aan het grensvlak van kennis en inzichten. Dat onderzoek is één groot begeesterend avontuur wat de jonge mensen, toch in de meerderheid aan een universiteit, aanzet en aanspoort en de voor altijd jonge professoren wakker houdt. Het is voor dit soort onderzoek dat ik, niet onverwacht vanuit een Faculteit Wetenschappen, een lans wil breken. Ik had het privilegie de nieuwe biotechnologie te zien groeien vanuit de disciplines van de Biochemie en Moleculaire Biologie. Dat proces verliep al eens traag, schijnbaar eenvoudige en centrale vragen, zeker deze van chemische aard vorderen ook vandaag nog moeizaam of niet, maar meestal ging het allemaal verbazingwekkend snel. En … diegene die aan de wieg stond van echt grensverleggende doorbraken haal je daarbij moeilijk in, een achterstand goed maken kost je al vlug een veelvoud aan energie en centen. Vandaar mijn vraag voor een gedoseerde inspanning over de verschillende soorten en niveau's van onderzoek en vermits Europa geen bevoegdheid kent voor het fundamentele, het grensverleggende luik dringt zich hier een inspanning ten gronde op. Trouwens zelfs vanuit Europa is zeer recent in die zin gesproken en een soort mea culpa geslagen over kortzichtigheid terzake. Het is een illusie dat je de doorbraken van anderen verwacht, aan de anderen overlaat en te denken dat wij, o zo slim zouden zijn, dat we met een beperkte focus op het louter toegepaste, het economische voordeel naar onze kant zouden kunnen trekken ? Dat Europa erkent vandaag alom een tweede uit de hand gelopen situatie: ■ Time Europe - 19 januari : How to plug Europe's Brain Drain ? ■ In Science - het Amerikaans Nature equivalent, in het Editoriaal van Science 15 januari : “Investing in People” door Europees Commissaris Ph. Busquin. “Europe's best and brightest scientific minds are leaving in droves for the US, billions of euros and thousands of jobs are at stake”. Er staat inderdaad een enorm aantal werkplaatsen en een cruciale vorm van werkgelegenheid op het spel. Meerdere malen heb ik de opening van een productie eenheid in de chemische industrie bijgewoond. Dit is economisch buitengewoon belangrijk. Maar de directe werkgelegenheid in verhouding tot de investering … daar sta je vaak verbijsterd, enigzins ontgoocheld bij te kijken. Het onderzoeksgebeuren echter is een buitengewoon arbeidsintensief proces. De chemische research, de farmaceutische research, heel zeker deze in de nieuwe biotechnologie, waarin in hoofdorde ook de grote chemische concerns actief zijn, vereisen veel mensenwerk. Ook hier in dit instituut, dat we vandaag openen, is er Nieuwsbrief Nr 20
31
een grote nood aan medewerkers gespreid over een brede waaier van competenties, vele hoog gekwalificeerde technici, technisch ingenieurs, laboranten, informatici. Zowel voor hoofd- als handenarbeid en niet alleen voor universitairen is er hier veel plaats, is de nood hoog. “How to plug Europe's Brain Drain ?” of hoe hou je de stroom naar “Angelsaksië” tegen ? En hier kom ik bij de duurzame loopbaan. Een ervaring terzake : geregeld had ik de kans te zetelen in de jury's voor de Europese Marie Curie postdoctorale onderzoeksbeurzen. Na drie dagen analyse en selectie is het meermaals gebeurd dat aan de eindmeet 50% van de beurzen voor een postdoc in Groot Britannië werden toegekend. De andere helft wordt dan verdeeld voor beurzen in de 14 andere lidstaten. Op een reciproke stroom van Engelsen naar het continent moet je meestal niet rekenen want hier geldt nog steeds dat “the channel is wider than the ocean”. Onze meest beloftevolle wetenschappers kon je toch wel steeds en ondermeer bij het FWO vinden. Na zeer hoge graden in je universitaire studies, na 4-5 jaar doctoreren en als je reeds belangrijke publicaties kan voorleggen kan je op postdoc, liefst met een verblijf in een prestigieus lab in het buitenland eraan gekoppeld, en dat voor 3 x 3 jaar. Met andere woorden na een investering van 19 jaar ware het misschien best dat men deze stilaan wijze dames en heren niet systematisch aan dat prestigieuze lab of buitenland zou verliezen. Talrijke Oost-Europese landen hebben tijdens de laatste decennia in die zin de opleiding van de beste elementen gefinancierd ten bate van het onderzoek en de publieke gezondheidssector in de VS. Deze mensen vragen echter volkomen terecht een zekere vorm van stabiliteit. Neen, niet de “vaste plaats bij de Staat”, maar misschien wel een uitzicht op een zekere loopbaan … ook hij of zij heeft, ondanks het schitterend CV !, … ook recht op een lening voor een huis, wenst misschien heel menselijk ook een gezin uit te bouwen en wil misschien niet steeds op de dool zijn … In de US biedt men dit, er bestaan vele zogenaamde “tenure tracks”, men biedt aan relatief jonge vorsers kansen tot eigen initiatief, dus tot het opnemen van een zekere verantwoordelijkheid voor zichzelf en meest van al : er was en er is altijd veel geld en ruimte, ook voor begeesterende en grensverleggende wetenschap, voor wetenschap die moeilijke uitdagingen niet uit de weg gaat. Vlaanderen heeft het voorbije decennium reeds een heel belangrijke inhaalbeweging gemaakt en we betrouwen erop dat de vaak uitgesproken 3% van het BNPnorm niet alleen een streefdoel maar ook vrij snel een realiteit zal worden. Men heeft bij het FWO het begrip postdoc geherwaardeerd, heruitgevonden als het ware. Men heeft echter de lijn niet tot het logische eindpunt doorgetrokken, erger nog : Enkele regeringen terug, als anticlimax, heeft Vlaanderen het nuttig geoordeeld om 32
Nieuwsbrief Nr 20
de FWO langetermijn aanstellingen af te schaffen. 200 wetenschappers over alle disciplines heen, die zich nagenoeg voltijds aan wetenschap konden wijden was blijkbaar een te zware last. Dit terwijl Franstalig België, het FNRS, er nog steeds meer dan 300 in dienst heeft. Ook een aantal rectoren hebben dit gesteund, omwille van een naar mijn mening al eens vrij kleine en enge lokale berekening. De bredere wetenschappelijke gemeenschap, de wetenschappers aan de basis en “de bench” hopen hier terecht op een ommekeer. Anderzijds stelt Brain Drain op zich geen probleem, als de balans van in & out maar in evenwicht is. In die zin is het cruciaal dat ook ons Universitair onderwijs in de Wetenschappen dat van de Europese koplopers volgt ! In die zin getuigt het van logisch verstand dat men, wat de BaMa opleidingen betreft, zich op één lijn zet met het land waarmee men de accreditatie organiseert, en in dat land, Nederland, kiest men op basis van zeer rationele overwegingen voluit voor een 3 + 2 formule of 3 x 60 SP + 2 x 60 SP als men die terminologie verkiest. Sterker nog, op 200 meter van hier, over het heuveltje kiezen de Franstalige uniefs voor dezelfde 3 + 2. Terzake heerst een ongenoegen in wetenschappelijke middens. Gegeven de te lage instroom naar de studies in de wetenschappen en voor ingenieur, gegeven ook de vaak te lage slagingspercentages bood dit ondermeer de kans om bij de aanvang de studie grondiger en iets langzamer aan te vatten. Mijn collega's dringen nog steeds aan op een echt inhoudelijk gesprek ten gronde. Meer nog, wat het taalgebruik in de Masters betreft : in wetenschap is vandaag de voertaal nu eenmaal het Engels, of men dit nu betreurt of niet, en als we iets van de Europese studenten en vorsersstroom willen capteren dringt zich in de Masters een ruim Engelstalig aanbod op en zeker in deze stad. Zoals ik reeds stelde en wens te herhalen : De wetenschappelijke investeringen, deze voor innovatie gaan in stijgende lijn. Opeenvolgende regeringen zijn zich volop bewust van het economisch, van het maatschappelijk én cultureel belang, van het belang mee vooraan te staan en te blijven. Zo ook onze zeer gemeende dank voor de belangrijke financiële steun voor de oprichting van dit voor de VUB zo belangrijk nieuw researchgebouw. Het nieuwe gebouwencomplex is voor mij een illustratie, meer nog, een schitterend bewijs van hoe een grensverleggende aanpak, hoe een goed geïnspireerd concept van een architect een althans in mijn ogen grijs en grauw deel van de campus in één trek tot het centrum van de campus maakt. Tot de plaats waar, zeker als 't zonnetje schijnt, alle studenten verzamelen en samendrummen. Er komen dus in toenemende mate middelen voor werking, apparatuur, voor postdocs. Er is hier nu, en ook elders, nieuwe en geschikte infrastructuur. Een wijze investering in de beste mensen, in een duurzame loopbaan in grensverleggend creatief onderzoek is de logische stap die al het vorige consolideert. Nieuwsbrief Nr 20
33
Tot slot, een gekke bespiegeling bij dat creatieve … ik heb het nog al eens een keer verteld … Wachtend bij mijn kapper nam ik het tijdschrift Trends ter hand. Ik heb me daar blauw geërgerd, U vergeeft me de uitdrukking, aan een artikel. Ik las : de vermaarde wetenschapper “X” is opgeklommen tot business development manager. Zoiets in de zin van : Hemingway is opgeklommen tot uitgever, Yehudi Menuhin tot directeur van het concertgebouw, die bekende wiskundige spreken we nu aan als mijnheer de decaan … Het creatieve staat naast en is niet meer maar ook niet ondergeschikt aan het bestuurlijke, organisatorische of leidinggevende … Vandaar mijn pleidooi voor weliswaar gecontroleerde maar duurzame loopbanen, tenure tracks, ook voor diegenen die gewoon creatief bezig blijven. Ik zou stellen : and so we'll plug Europe's Brain Drain.
34
Nieuwsbrief Nr 20
Vakgroep Geografie Onderzoek naar het migratiepatroon van de grote Belgische steden ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
De onderzoeksgroep COSMOPOLIS (City, Culture & Society) verbonden aan het Geografisch Instituut van de Faculteit Wetenschappen heeft recent een groot migratieonderzoek afgerond in opdracht van de Federale Minister van Grootstedenbeleid. Het onderzoek bevat zowel een kwantitatieve analyse van de migratiebewegingen van en naar de grote Belgische steden alsook een kwalitatieve doorlichting van de beweegredenen om te verhuizen. Voor het kwantitatieve deel werd gebruik gemaakt van de officiële data die het Nationaal Instituut voor de Statistiek ter beschikking stelt. Het betreft hier migraties tussen Belgische gemeenten alsook de migraties van en naar het buitenland. Gebruik makend van een indeling van de Belgische ruimte in stadsgewesten, werd de migratiedynamiek van de grote steden in kaart gebracht. Het is evident dat dit niet het eerste onderzoek is naar de stedelijke verhuisdynamiek in België. Deze studie had dan ook tot doel te kijken in hoe verre het gekende migratiepatroon de afgelopen tien jaar veranderde. Meer specifiek werd de vraag beantwoord of de suburbanisatie (de “stadsvlucht”) nog steeds het dominerende migratiepatroon is, of dat we tegenwoordig eerder moeten spreken van een “terugkeer naar de stad”. Steden kennen immers een heropleving op sociaal-economisch alsook cultureel en politiek vlak, die elk een invloed hebben op het migratiepatroon. Zoals onderstaande grafieken aantonen is het antwoord op de eerder gestelde vraag niet eenduidig. Grafiek 10 uit het rapport bevestigt dat het klassiek naoorlogs migratiepatroon ook tijdens de jaren '90 niet doorbroken wordt. Gezinnen met kinderen (leeftijdsgroep 0–4 jaar en 30– 40 jaar) verlaten eerder de stad (om precies te zijn, de kerngemeenten en de agglomeratie van het stadsgewest) om zich in de rand te vestigen (de banlieue van het stadsgewest). Jonge volwassenen daarentegen (18– 30 jaar) vertrekken eerder uit de rand ten voordele van de stad, evenwel in onvoldoende mate om de stadsvlucht van gezinnen met kinderen te compenseren. Steden blijven dus inwoners verliezen door binnenlandse migraties. Opvallend is evenwel dat de stadsvlucht tijdens de jaren '90 sterk afgenomen is. Er is zelf sprake van een “halvering” van de suburbanisatie. Grafiek 6 laat een duidelijke afname zien van de verschillende migratiesaldi : de stedelijke centra verliezen steeds minder inwoners door migraties, maar ook de rand krijgt steeds minder inwoners bij door migraties. Hou er rekening mee dat het hier binnenlandse migraties betreft. De buitenlandse migraties (die in dit rapport ook bestudeerd werden) hebben vooral in Brussel, maar ook in Antwerpen en Luik een compenserend effect. Vooral in Brussel wordt
Nieuwsbrief Nr 20
35
36
Nieuwsbrief Nr 20
een groot deel van de binnenlandse stadsvlucht ongedaan gemaakt door buitenlandse inwijking. Een meer gedetailleerde analyse van de 5 grootste Belgische steden, met name Brussel, Antwerpen, Luik, Gent en Charleroi heeft belangrijke regionale verschillen blootgelegd. De achteruitgang van de stadsvlucht blijkt eerder een Vlaamse aangelegenheid, waarbij vooral Gent zeer goed scoort, terwijl in Wallonië vooral Charleroi verder geplaagd wordt door stadsvlucht. In zijn geheel lijkt de stadsvlucht dus op zijn terugweg in België. Terwijl vroegere afnamen van de suburbanisatie in verband gebracht werden met een conjuncturele achteruitgang van de economie, blijkt dat nu minder het geval te zijn. Andere factoren spelen een rol zoals de verzadiging van de woningmarkt in de rand van het stadsgewest, congestieverschijnselen, etc... . Ook wordt de nieuwe (culturele) aantrekkingskracht van het wonen in de stad aangehaald om de achteruitgang te verklaren. Om hierin een beter inzicht te krijgen werd in samenwerking met het studiebureau Mens & Ruimte een grote enquête gehouden bij 1.500 Belgische huishoudens in de 5 grootste steden. Hierbij werden huishoudens bevraagd die recent de stad verlaten of recent naar de stad verhuisd zijn. De steekproef werd samengesteld op basis van het Rijksregister. Er werd gewerkt met een half-open enquête die telefonisch afgenomen werd. De resultaten van dit onderzoek geven een complex beeld van verhuismotivaties. In het algemeen spelen 5 grote motieven een rol : de levenscyclus (verhuis te wijten aan de levensfase waarin men zich bevindt), de gezinsvorming of –ontbinding, de sociaal-economische positie (wat een weerslag heeft op de positie op de woningmarkt), de arbeidsmobiliteit en het toegenomen belang van de woonomgeving. Als we dit opsplitsen naar de verhuisrichting (naar de stad of ervan weg) dan komen we tot de volgende conclusies. De veruit belangrijkste reden om in de stad te komen wonen is het werk, op ruime afstand gevolgd door volgende 3 factoren : zelfstandig gaan wonen, kopen van een woning en echtscheiding. Slechts een klein deel verhuisde omwille van de stedelijkheid op zich en de stedelijke voorzieningen (basisvoorzieningen, dicht bij de onderwijs-, de culturele en recreatieve stedelijke voorzieningen). Deze laatste factor mag dus zeker niet overdreven worden om de achteruitgang van de stadsvlucht te verklaren. Wat betreft het vertrek uit de stad blijven de klassieke redenen een belangrijke rol spelen. Twee redenen zijn het belangrijkst hierbij : eigenaar worden van een woning en een betere fysische woonomgeving. Dit laatste slaat op het gebrek aan groen in de stad, teveel lawaai, het drukke verkeer en de vervuiling in de stad. Eigendomsverwerving en een antistedelijke houding blijven dus de twee belangrijkste redenen om uit de stad te vertrekken. Deze resultaten werden nog eens apart verwerkt voor de 5 steden. Meer hierover vindt u in het eindrapport van de studie die te vinden is op volgende sites : Nederlandstalige versie : http://homepages.vub.ac.be/~sdecorte/Pers/EindrapportNL.zip Franstalige versie : http://homepages.vub.ac.be/~sdecorte/Pers/Eindrapport-FR.zip Nieuwsbrief Nr 20
37
Door het maatschappelijk belang van dit onderzoek heeft zowel de Nederlandstalige alsook de Franstalige pers de nodige aandacht hieraan besteed (dagbladen, weekbladen, TV). Het persdossier over dit onderzoek kan opgevraagd worden op de dienst Interne en Externe Communicatie van de VUB. Voor meer informatie kan u altijd terecht bij : Stefan De Corte Cosmopolis (City, Culture & Society) 6F333 - Geografisch Instituut Vrije Universiteit Brussel – WE – Geografisch Instituut Pleinlaan 2 1050 Brussel Tel : 02 629 33 77
[email protected] www.cosmopolis.be
Centraal-Aziatische gletsjers smelten weg ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Door de opwarming van de aarde smelten gletsjers wereldwijd weg. De CentraalAziatische Sofiyskiy gletsjer is bijna twee kilometer teruggetrokken tijdens de voorbije eeuw. Dat blijkt uit recent onderzoek van glaciologen aan de Vrije Universiteit Brussel. Zij gebruiken computermodellen om het gedrag van gletsjers te bestuderen en klimaatveranderingen tijdens de laatste 200 jaar te reconstrueren. Wellicht zal de Sofiyskiy gletsjer, net als vele andere, volledig verdwenen zijn in 2100. De temperatuur op aarde is de jongste 140 jaar met gemiddeld 0,6°C gestegen. Dat blijkt uit een compilatie van instrumentele waarnemingen door het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) van de Verenigde Naties, 's werelds leidende studieorgaan over klimaatverandering. Als gevolg hiervan, trokken gletsjers zich wereldwijd terug en is het zeeniveau al met twee tot vijf centimeter gestegen. Sommige gletsjers zijn drie kilometer korter dan in 1850. Voor 2100 voorspelt het IPCC een toename van de temperatuur met 1,4 tot 5,8°C en een stijging van het zeeniveau met 0,09 tot 0,88 meter, onder andere door het afsmelten van gletsjers.
38
Nieuwsbrief Nr 20
Nieuwe onderzoeksresultaten Om de onzekerheid op de huidige voorspellingen over klimaat- en zeeniveauverandering te verkleinen, is meer onderzoek nodig. Voor afgelegen bergstreken in Centraal-Azië is te weinig informatie beschikbaar. Zopas zijn in het vakblad “Annals of Glaciology” de resultaten gepubliceerd van vijf veldexpedities (19962001) van de “Ijs en klimaat”-groep van de Vakgroep Geografie van de Vrije Universiteit Brussel in samenwerking met de Siberian Branch of the Russian Academy of Science (Novosibirsk, Rusland) in het Altaigebergte, Zuid-Siberië, nabij de grens met Mongolië en China. Uit dit onderzoek blijkt dat de Sofiyskiy gletsjer 1800 meter is teruggetrokken tijdens de 20e eeuw (zie foto). De Maliy Aktru gletsjer is 800 meter korter dan in 1911. Computersimulaties tonen dat de eerste snelle terugtrekking van de gletsjer te wijten is aan een stijging van de temperatuur en een verminderde sneeuwval tijdens de periode 1880-1910. Dit stemt overeen met resultaten van andere Centraal Aziatische studies. Vanaf 1940 werden de omstandigheden minder gunstig, wellicht door een warmer klimaat. De Altaigletsjers lijken vooral kwetsbaar voor variaties in zomertemperatuur. Zelfs als we een halt toeroepen aan de opwarming van het klimaat, zou de nu zeven kilometer-lange Sofiyskiy gletsjer nog twee kilometer krimpen tijdens de 21e eeuw. Onder het meest pessimistische IPCCscenario zou de gletsjer in 2100 vrijwel volledig verdwijnen.
De Sofiyskiy gletsjer anno 2000. In 1898 kwam de gletsjer nog tot de plaats van waar deze foto genomen is. Ondertussen is hij bijna twee kilometer afgesmolten en zijn er twee smeltmeren ontstaan. Foto Wim Van Huele.
Nieuwsbrief Nr 20
39
Deze resultaten zijn grotendeels gebaseerd op simulaties met wiskundige gletsjermodellen, ontwikkeld aan de VUB. Basismateriaal voor deze modellen is afkomstig van historische documenten en terreinmetingen met een ijsradar en GPS (Global Positioning System). Hieruit werd informatie afgeleid over de ijsdikte, ijssnelheid, jaarlijkse oppervlaktevariaties, hydrologische kenmerken en historische lengteveranderingen voor de twee bezochte gletsjers. De radarmetingen suggereren dat deze gletsjers op de meeste plaatsen vastgevroren zijn aan hun bedding en enkel tijdens de zomer sterk smelten. Dit polythermaal karakter komt enkel voor in polaire en subpolaire regio’s. Het smeltwater maakt dat de gletsjer sneller beweegt door te glijden over zijn bedding, wat de terugtrekking van de gletsjer sterk bevordert. Voor meer informatie kan u altijd terecht bij : Dr. Frank PATTYN en drs. Bert DE SMEDT Vrije Universiteit Brussel - Vakgroep Geografie (WE-DGGF) Pleinlaan 2 1050 Brussel Tel : 02 629 33 84 Fax : 02 629 33 78 Email :
[email protected] Grafisch materiaal : http://homepages.vub.ac.be/~fpattyn/altai_res.html Foto’s Altaigebergte en Sofiyskiy : http://homepages.vub.ac.be/~fpattyn/altai.html Rapport IPCC : http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/
Publicaties Pattyn, F., B. De Smedt, S. De Brabander, W. Van Huele, A. Agatova, A. Mistrukov and H. Decleir (2003) Ice dynamics and basal properties of Sofiyskiy Glacier (Altai, Russia) based on DGPS and radio-echo sounding surveys. Annals of Glaciology 37: 286-292. De Smedt, B. and F. Pattyn (2003) Numerical modelling of historical front variations and dynamic response of Sofiyskiy glacier, Altai Mountains, Russia. Annals of Glaciology 37: 143149. Een overdruk van deze artikels kan bij de auteurs verkregen worden.
40
Nieuwsbrief Nr 20
VOOR
REACTIES, SUGGESTIES OF VRAGEN OVER DE VAKGROEPEN
Vakgroep Informatica en Toegepaste Informatica
Prof. Dirk Vermeir Voorzitter DINF Faculteit Wetenschappen - VUB Pleinlaan 2 - 1050 Brussel : 02 629 37 55 Fax : 02 629 35 25 e-mail :
[email protected] http://we.vub.ac.be/informatica/
Vakgroep Wiskunde
Prof. Rudger Kieboom Voorzitter DWIS Faculteit Wetenschappen - VUB Pleinlaan 2 - 1050 Brussel : 02 629 34 88 Fax : 02 629 34 95 e-mail :
[email protected] http://www.vub.ac.be/DWIS/
Vakgroep Natuurkunde
Prof. Franklin Lambert Voorzitter DNTK Faculteit Wetenschappen - VUB Pleinlaan 2 - 1050 Brussel : 02 629 32 40 Fax : 02 629 32 76 e-mail :
[email protected] http://we.vub.ac.be/dntk/
Vakgroep Scheikunde
Prof. Dirk Tourwé Voorzitter DSCH Faculteit Wetenschappen - VUB Pleinlaan 2 - 1050 Brussel : 02 629 32 95 Fax : 02 629 33 04 e-mail :
[email protected] http://we.vub.ac.be/dsch/
Nieuwsbrief Nr 20
41
Vakgroep Biologie
Prof. Nico Koedam Voorzitter DBIO Faculteit Wetenschappen - VUB Pleinlaan 2 - 1050 Brussel : 02 629 34 13 Fax : 02 629 34 13 e-mail :
[email protected] http://we.vub.ac.be/~dbio/
Vakgroep Toegepaste Biologische Wetenschappen
Prof. Jan Steyaert Voorzitter DBIT Faculteit Wetenschappen - VUB Pleinlaan 2 – 1050 Brussel : 02 629 19 31 Fax : 02 629 19 63 e-mail :
[email protected] http://dbit.vub.ac.be/
Vakgroep Geografie
Prof. Hugo Decleir Voorzitter DGGF Faculteit Wetenschappen - VUB Pleinlaan 2 - 1050 Brussel : 02 629 33 83 Fax : 02 629 33 78 e-mail :
[email protected] http://www.vub.ac.be/DGGF/ http://www.geography.be
Vakgroep Geologie
Prof. Edward Keppens Voorzitter DGLG Faculteit Wetenschappen - VUB Pleinlaan 2 - 1050 Brussel : 02 629 33 95 Fax : 02 629 36 35 e-mail :
[email protected] http://we.vub.ac.be/~dglg/
42
Nieuwsbrief Nr 20
Nieuwsbrief Nr 20
43
Werkten mee aan dit nummer : Informatica
Sven Van Acker Thomas Hamelryck
Wiskunde
Franz Bingen
Natuurkunde
Walter van Rensbergen Catherine De Clercq
Scheikunde
Dirk Tourwé Paul Coppens
Toegepaste Biologische Wetenschappen
Lode Wyns
Geografie
Stefan De Corte Frank Pattyn Bert De Smedt
Lay-out : Monica Weckx Redactie : Walter van Rensbergen, Paul Coppens 44
Nieuwsbrief Nr 20
