Нобелевские премии по медицине и физиологии, физике и химии, оглашенные в Стокгольме, обозначили главные научные направления, в которых человечество совершило прорыв
За Нобелевскую премию можно и шампанского выпить: на фото — один из лауреатов премии по химии Бернард Феринга (в центре), вместе с ректором Университета Гронингена, где он работает, Элмером Стеркеном (справа) и президентом того же университета Сибрандом Поппемой
Фото: Peter Dejong, AP
Стартовавшая на минувшей неделе нобелевская гонка, по традиции, перечеркнула все звучавшие ранее предсказания — предугадать выбор комитета не смогли ни журналисты, ни аналитики. Возьмем, к примеру, премию за медицину. Компания Thomson Reuters, анализирующая цитируемость ученых, выбрала три группы исследователей, которые могли бы получить ее в этом году (например, за изучение того, как белки CD28 и CTLA-4 регулируют активацию Т-клеток, что важно в борьбе с раком), и не угадала. Кто же стал победителем?
Медицина: вглядываясь в себя
В мире, где большинство крупных открытий совершаются целыми научными коллаборациями, эта премия — настоящая сенсация. Ее получил один человек, да к тому же из Японии, что еще раз подтверждает тенденцию последних лет — восточный вектор в науке (в прошлом году в Японию ушли сразу две премии, по медицине и физике). Призер — профессор Токийского университета Есинори Осуми — считается авторитетнейшим экспертом, а его работы, удостоенные награды, относятся еще к 1990-м: комитет оценил исследования аутофагии, или процесса, в рамках которого клетки самоочищаются.
По сути, дав премию Осуми, нобелевские эксперты сделали финт: в прошлом году они премировали прикладные достижения, вроде лекарства от малярии, а теперь — фундаментальные исследования, практического применения которых еще нужно дождаться (это и борьба с болезнью Паркинсона, и победа над сахарным диабетом). Гипотетически открытие может приблизить человечество даже к противодействию старению — направление, о котором сегодня думают во всем мире. Дождемся?
Физика: загадочные вихри
Практическая польза от открытия, за которое в этом году присудили Нобелевскую премию по физике, тоже пока не слишком очевидна. Зато его фундаментальное значение для науки трудно переоценить. Речь идет об исследованиях в области топологических фазовых переходов, здесь физика смыкается с математикой (топология изучает свойства пространств, которые остаются неизменными при деформациях), подтверждая давно замеченную особенность: сегодня одни науки все чаще пересекаются с другими.
Премию получили отцы-основатели направления — Дэвид Таулесс из Университета Вашингтона, Данкан Халдейн из Принстона и Джон Майкл Костерлиц из Университета Брауна (все три научных заведения находятся в США). Занятно, что в преддверии нобелевской недели победу прочили за открытие гравитационных волн, а также за появление новых элементов в периодической таблице (она могла достаться нашим ученым из Объединенного института ядерных исследований в Дубне), однако прогнозы себя снова не оправдали. Парадокс в том, что премия за топологические фазовые переходы была в общем-то... ожидаема.
— Было бы странно, если бы за эти исследования ничего не дали,— рассказал "Огоньку" руководитель научной группы Российского квантового центра, профессор МГУ Алексей Рубцов.— Лично я полностью поддерживаю это решение — работы нобелевских лауреатов основополагающие, их результаты вошли в учебники.
Теперь о сути открытия: фазовый переход второго рода (речь, грубо говоря, о переходе вещества из одного состояния в другое) восходит еще к работам Льва Ландау, который считал, что неотъемлемой характеристикой любого фазового перехода является появление величины, которая составляет ноль по одну сторону и "не ноль" — по другую (ее еще называют параметром порядка). Например, при увеличении температуры до фазового перехода есть намагниченность, а после перехода ее нет, или до перехода есть сверхпроводимость, а после она отсутствует.
Теперь ученые могут на уровне атомов и молекул создавать новые соединения, например с заранее заданными свойствами. Перспективы — головокружительны
— Так вот, вплоть до второй половины 1970-х ученые были уверены, что сверхпроводимость (или состояние, в которое при определенной температуре переходят некоторые твердые вещества) бывает только в объемных трехмерных образцах. А в тонких двумерных ее быть не может, потому что тот самый параметр порядка там разрушается флуктуациями,— поясняет Рубцов.— Ученые, которые получили Нобелевскую премию, показали: на самом деле сверхпроводимость есть и там, просто "устройство" сверхпроводящего состояния в них определяется топологическими особенностями, а именно вихрями, сравнимыми с известными нам вихрями из природы. Оказалось — вся картина сверхпроводимости в тонких пленках связана с существованием этих вихрей.
Как отмечает эксперт, речь — о принципиально новых знаниях о природе фазовых переходов, эти исследования вызвали лавину работ по топологии в физике и фактически породили целое научное направление. К тому же, как оказалось, в этой области хорошо виден русский след. Описанный переход в двумерных системах сегодня официально называется переходом Березинского — Костерлица — Таулесса, и, если бы советский физик Вадим Березинский дожил до наших дней, он бы обязательно получил премию.
Практическое применение? Алексей Рубцов пожимает плечами: сейчас много говорят о квантовых компьютерах, так вот основной бич квантовой информации — ее легко разрушить внешним воздействием, и здесь открытия в области топологии в физике могут как раз помочь.
Химия: прорыв с непредсказуемыми последствиями
А вот с практическим применением открытия, за которое дали Нобелевскую премию по химии, кажется, вопросов точно не возникнет. Речь о разработке и синтезе молекулярных машин — приз за эту работу поделили между собой Жан-Пьер Соваж из Университета Страсбурга (Франция), Джеймс Фрейзер Стоддарт из Северо-Западного университета (США) и Бернард Феринга из Университета Гронингена (Нидерланды). В разговоре с "Огоньком" профессор РХТУ им. Д.И. Менделеева Дмитрий Мустафин назвал эти исследования прорывом в химии и объяснил: случилось то, о чем химики мечтали на протяжении многих лет. Теперь ученые могут на уровне атомов и молекул создавать новые соединения, например с заранее заданными свойствами. Перспективы — головокружительны. Например, при лечении онкологии можно в строго определенное место и с идеальной точностью поместить химическое соединение, которое заставит опухоль изменяться так, как нужно врачам.
— Но здесь есть и обратная сторона,— говорит Мустафин.— Ведь мы можем не только синтезировать молекулы ДНК, но и их разрушать. А ведь это прямая дорога к созданию бактериологического оружия или сверхплотных материалов, которые могут успешно использоваться ВПК. Главное, чтобы не повторилась история с радиоактивностью, когда важнейшее для науки (в частности, для медицины) открытие было использовано в военных целях с разрушительными последствиями.
Занятно, что представители Нобелевского комитета на официальной презентации объясняли суть молекулярных машин с помощью... обыкновенных бубликов — они должны были обозначать молекулы, вместе составляющие такую машину. Этот забавный креатив на самом деле симптоматичен: открытия, за которые присуждают сегодня премию, зачастую становятся все более узконаправленными. Как доступно объяснить их значение обывателям — вопрос, который сегодня как никогда актуален, и это, похоже, тоже один из выводов нобелевской недели.
Экспертиза
Премия на стыке
Направления, в которых были вручены Нобелевские премии, — магистральные, от них скоро можно ожидать практических результатов. Например, исследования механизма аутофагии, премированные в разделе медицины, чрезвычайно важны для медицины, здесь есть надежда, например, на облегчение состояния онкобольных.
Синтез молекулярных машин, за который вручили премию по химии, тоже не разработка сегодняшнего дня, исследования идут уже давно. Они дадут возможность проектировать новые вещества, причем получать особо чистые вещества в особо малых количествах в точно заданном месте. Это не только медицина. Представьте, к примеру, что на одном квадратном миллиметре пространства вы сможете получить 10 в 9-й степени транзисторов!
Что касается физической премии, то здесь открываются возможности для использования высокотемпературной сверхпроводимости, допустим, в энергетике или микроэлектронике.
Мы видим работы на стыке наук. Биология использует физику и химию, химия использует физику, физика — химию и математику
В нынешней Нобелевской премии особенно заметны несколько тенденций. Во-первых, мы видим работы на стыке наук. Любое исследование из тех, что номинируются на эту премию, сегодня проводится с применением сложной аппаратуры, основанной, как правило, на последних достижениях физики и химии,— возьмите хотя бы электронные микроскопы, которые работают с живыми органеллами (постоянными компонентами клетки) в живых тканях. Растет скорость вычислений, согласно закону Мура, растет и скорость исследований, биология использует физику и химию, химия использует физику, физика — химию и математику. Да что там: все премии по медицине последних 15, если не 20 лет — это достижения физикохимической биологии.
Русский след в Нобелевской премии — еще одна постоянная тема и, как всегда, болезненная. Могу сказать, что шансы на ее получение у нас с каждым годом растут. В последнее время выделяются своими исследованиями Пущинский научный центр РАН, ОИЯИ в Дубне, наукоград Протвино, есть определенные надежды на Сколково, очень серьезно прирастают исследования в Сибири. Возможно, в скором времени "выстрелит" Владивосток. Думаю, в следующем году мы вполне сможем претендовать на какую-нибудь премию в области космогонии, здесь нашими сделано очень много. Однако пока лишь в составе международных научных групп. Страшного в этом ничего нет, по сути, речь о глобализации науки. Коллективы, совершающие научные прорывы, состоят из представителей разных стран, у кого-то, как у американцев, хорошо с практическими исследованиями, кто-то, вроде тайваньцев или нас, хорош в фундаментальных, кто первый их объединит — тот и выигрывает. А в результате, как обычно, выигрывает наука.
Опрос
Своими умами
В нобелевскую неделю интересно вспомнить, кого сами россияне считают выдающимися отечественными учеными. Современников среди них, как выяснилось, немного
Каких наиболее выдающихся, на ваш взгляд, отечественных ученых вы можете назвать? (в % опрошенных; открытый вопрос; приведены первые десять, а также некоторые другие ответы, выборочно)
Детали
Оно того стоило
В последние несколько лет размер Нобелевской премии снизился, зато авторитетность — на прежнем высоком уровне. "Огонек" вспомнил, сколько получали ее лауреаты раньше и сколько могут заработать сейчас
Год / Размер премии в кронах, указаны, в частности, минимальный и максимальный рекорд, а также размер на сегодняшний день* / Ценность по отношению к оригинальному размеру премии
Брифинг
Слова о том, что наука "полезна", портят общество. Наука станет действительно полезной, может, лет через 100. Вглядываясь в будущее, я надеюсь, что будет общество, в котором наука станет одним из видов культуры.
— Если наша наука так сильна, то чего ей не хватает, чтобы быть отмеченной Нобелевским комитетом?
— Я совсем не думаю, что российские ученые остались за бортом премии. Но вы должны понимать, что сейчас очень повысилась научная конкуренция. Если сравнить с количеством ученых, которое было на планете всего 100 лет назад, разница колоссальная. Более того, появились сильные ученые из стран Азии, Ближнего Востока. Но я вас уверяю, что сильнейшие российские ученые всегда номинируются на премию и оцениваются комитетом.
Наше общество излишне "возбуждено" и "подогрето" этой темой (Нобелевской премией.— "О"). Между тем это лишь премия, хотя в науке и самая престижная. Для человека, посвятившего свою жизнь науке, главное — результат. А бывает часто, что и жизни не хватает. На выбранном им пути результат получают его последователи, хорошо — если его ученики. В такой ситуации дадут ему премию при жизни или не дадут — вопрос, пожалуй, не самый важный. И если ему не присудят премию, это не значит, что его труд был напрасным! Тот факт, что Менделеев не стал нобелевским лауреатом, а Эйнштейн получил свою награду с большим сдвигом по времени и не за теорию относительности, вовсе не умаляет огромный вклад этих великих ученых в мировую науку.