Нобелевские открытия-2016 – дары человечеству будущего.

nobelНобелевские премии 2016 года – фундамент сегодняшних научных направлений и будущих возможностей для человечества.

Кирилл Журенков

Нобелевские премии по медицине и физиологии, физике и химии, оглашенные в Стокгольме, обозначили главные научные направления, в которых человечество совершило прорыв

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.

Журнал «Огонёк» №40 от 10.10.2016, стр. 4


Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*
*