Корреспондент: Наука, отмеченная Нобелевкой
Обычно мир с нетерпением ждёт нобелевской недели, чтобы узнать, какие изобретения могут в обозримом будущем привести общество к новому технологическому прорыву. Но в этом году интерес к премии со стороны мирового сообщества несколько снизился, пишет Павел Сивоконь в №41 журнала Корреспондент от 17 октября 2014 года.
С одной стороны, когда главной темой новостей становится экономический кризис, науке уделяют меньше внимания как политики, так и обычные люди. С другой, это общая тенденция последних лет — теоретическая наука всё больше расходится с обществом и становится элитарным клубом для избранных.
«Научные исследования стали настолько сложными, что лишь пару тысяч человек во всём мире могут досконально понимать современную физику. Неудивительно, что многим она неинтересна», — говорит Корреспонденту лауреат Нобелевской премии по физике в 2001 году Вольфганг Кетерле.
По мнению учёного, сейчас людей интересуют гаджеты и прикладные технологии, а не фундаментальные исследования. Действительно, даже в развитых странах компании уровня Samsung или Аpple могут судиться за право использовать квадратный дизайн смартфона и требовать друг у друга за это более $ 2 млрд, но при этом сокращать расходы на исследование полупроводниковых технологий.
Поэтому многие эксперты заговорили о наступлении «сумерек прогресса». По данным патентного бюро США, количество регистрируемых новых изобретений растёт примерно на 5% в год. А вот существенного развития в точных науках пока нет.
Затраты на революцию гаджетов поглотили деньги, которые можно было направить на научные исследования
Как считают эксперты американского Института Брукингса, затраты на революцию гаджетов поглотили деньги, которые можно было направить на научные исследования. И сейчас компании больше заинтересованы в получении прибылей любой ценой, даже понимая, что без капиталовложений в науку это только временное явление и вскоре получать доходы станет неоткуда.
Но, что более важно, гаджеты намного снизили интерес к фундаментальной науке. В ЕС и США в последние пять лет отмечается значительное снижение количества студентов технических вузов, которые хотели бы работать в этой сфере. Даже в американской программе экономического стимулирования, принятой в прошлом году, задача привлечения кадров в науку заявлена как приоритетная.
Теперь же Нобелевский комитет решил сделать шаг навстречу людям и отдал премии за изобретения, которые можно сейчас увидеть в руках у каждого человека. Возможно, так шведские академики решили внести свой вклад в возрождение интереса к науке.
Физический свет
Премия по физике в этом году стала наиболее прикладной за последнее время. Шведские академики не решились опять награждать людей, открывших излучение на далёких планетах или новые элементарные частицы. Победителями стали японцы, просто придумавшие новые виды светодиодов.
Технология, используемая нынче как подсветка в каждом смартфоне, родилась в 1989 году. Тогда Исаму Акасаки и Хироси Амано, сотрудники Нагойского университета, создали новый материал — галлия нитрид, искусственно соединив кристаллические решётки галлия и азота.
Полезность этого вещества заключалась в том, что при осаждении магнием оно приобретало свойства полупроводника, способного работать при высоких температурах и не боящегося перегрева. Тогда было непонятно, как именно можно использовать этот материал.
Но в 1990-м другой японский исследователь, Сюдзи Накамура, на основе нитрида галлия произвёл революцию в светодиодной технологии — создал синий диод. До этого существовало два вида диодов — зелёный и красный, они использовались в оптике с 1970-х годов, но не приносили значительных прибылей. Накамура же разработал дешёвый диод синего цвета, потребляющий минимум энергии.
После этого уже в Калифорнии он создал белый светодиод, объединив излучения уже существующих синего, красного и зелёного диодов. Это стало началом эпохи диодов в освещении и компьютерной технике.
Сейчас диоды используются в компьютерах как дешёвые и экономичные источники света, которые могут работать намного дольше обычных лампочек и не потребляют столько энергии, нагреваясь. Японские компании почти сразу запатентовали изобретение Накамуры и начали его активно использовать.
«Диоды принесли огромные прибыли с самого начала их эксплуатации. И сейчас их планируют применять в экранах и телевизорах нового поколения», — говорит Корреспонденту Джули Хефнер из Центра атомных исследований Евросоюза.
Эта технология идеально подходила для стремительного воплощения и коммерческого успеха, отмечает учёный.
Мозг во главе
В нынешнем году нобелевская неделя особое внимание уделила медицинским исследованиям мозга и лечению его заболеваний. Премию по медицине присудили за изучение части мозга, отвечающей за ориентирование и пространственную память.
В середине прошлого века американский нейрофизиолог Джон О’Киф открыл особый отдел мозга в лимбической системе — гиппокамп. Это скопление клеток отвечает за переход кратковременных воспоминаний в долгосрочную память.
Позднее, уже в 2005-м, в Центре биологии памяти в Норвегии открыли тип нейронов, отвечающих за создание пространственной системы координат. Эти нейроны назвали grid cells, и их главным предназначением было возбуждение в определённом месте пространства. В отличие от гиппокампа, данные клетки способны запомнить не только одно место, в котором они находились, но и развивать пространственное мышление, благодаря чему человек на основе увиденных мест моделирует конфигурацию тех, что ещё не видел.
На основе этих открытий в ближайшее время учёные планируют создать искусственный протез гиппокампа для млекопитающих и к 2025 опробовать имплантат уже для людей. Таким образом можно будет побороть большую часть недугов, затрагивающих память. А учитывая, какое внимание в развитых странах уделяют борьбе с болезнями Паркинсона и Альцгеймера, неудивительно, что эти открытия сейчас вызывают такой интерес у широкой общественности.
Кроме того, идеи создания кибернетических протезов и даже помещения живого мозга в машину в последнее время становятся всё более популярными, а без понимания принципов работы разных клеток мозга это невозможно.
Премию по химии также отдали за исследования, призванные помочь лечить болезни. Номинантами стали Эрик Бейтциг, Штефан Хель и Уильям Мёрнер за создание новых оптических микроскопов.
Первый оптический микроскоп создал ещё в 1590 году голландский оптик Захария Янсен. Увеличительная способность прибора была не так велика, не более современной сильной лупы. Но потом система постепенно совершенствовалась. К средине прошлого века микроскопы могли различать предметы размером в 400-700 нм, и учёные посчитали, что обойти этот предел невозможно.
К 2000 году немецкий физик и химик Хель предложил новый метод микроскопии, базирующийся на создании специального светового пучка, который направляется в живую молекулу и заставляет её светиться. Микроскоп даже без электронного усиления способен зафиксировать этот феномен, и пределы неэлектронной микроскопии сразу раздвинулись до 20 нм.
Проще говоря, электронный импульс заставляет молекулы светиться с помощью эффекта флюоресценции. Молекулы, становящиеся светлыми, можно легко описать. Теперь этот метод широко используют в основном в медицине, чтобы определить, насколько деградированы клетки мозга и как их можно восстановить.
По мнению прошлогоднего нобелевского лауреата по физике, Питера Хиггса, в будущем эта премия может стать сильным средством популяризации науки в мире.
«Золотая нобелевская медаль не только средство поощрения учёного, но и способ привлечь внимание общественности к тому, что компьютеры и новые лекарства сделаны на основе открытий в химии, медицине и теоретической физике», – говорит он.
Лауреат ожидает, что уже в ближайшие 10-20 лет произойдёт научный прорыв, который выведет человечество на новый уровень.
***
Этот материал опубликован в №41 журнала Корреспондент от 17 октября 2014 года. Перепечатка публикаций журнала Корреспондент в полном объеме запрещена. С правилами использования материалов журнала Корреспондент, опубликованных на сайте Корреспондент.net, можно ознакомиться здесь.