Наступила нобелевская осень. Каждый год накануне 1 октября мировые научные и популярные СМИ пускаются в гадания, указывая на самых «перспективных» кандидатов, на самую знаменитую научную премию мира. Нобелевские лауреаты в последние десятилетия массовому читателю не слишком известны.

Даже подписчикам научно-популярных сайтов их открытия не так много скажут. Лауреаты ждут своей премии десятилетиями. Это давно уже норма. Нобелевский комитет обращает внимание на работы и открытия, либо уже нашедшие применение, либо ставшие основой исследователей следующего поколения.

Но человеческое любопытство непреходяще, если речь — о громких званиях и именах. Чтобы угадать нобелевского лауреата, исследуются рейтинги цитирования ведущих аналитических сервисов. Один из самых известных — «наукометрический» список Clarivate. В этом году он не угадал ни одного кандидата.

Это связано с резким расширением как важнейших тем научных исследований человечества, так и количества ученых в мировой табели о рангах. Теперь мировые научные центры возникают там, где недавно их работу и предположить было трудно. Они очень быстро развиваются и захватывают свою долю в цитировании работ своих исследователей.

В этом году сюрпризов нет: все премии присуждены по совокупности исследований, длившихся десятилетия в самых важных и современных сферах.

Физика

• Джон Клаузер (США),
• Ален Аспе (Франция)
• Антон Цайлингер (Австрия)

Еще до Второй мировой ученые, развивавшие квантовую механику, не могли сойтись в важнейшем вопросе. По классическим представлениям событие в ней происходит лишь в присутствии наблюдателя (при измерении свойств частицы). Нет наблюдателя — нет определенного состояния. На этом строятся нынешние квантовые компьютеры: единицы информации в них находятся сразу в трех состояниях одновременно (т.н. суперпозиция), но в каких именно — показывает измерение.

Ряд ученых, к которым относился и Альберт Эйнштейн, предположили, что в квантовых системах есть некие скрытые параметры, которые человечеству еще неизвестны. Вот они и есть причина такого странного для обыденного ума явления, как суперпозиция. Возможность существования таких скрытых свойств материи сформулировал еще в 1964 году ирландец Белл в виде теоремы.

Джон Клаузер начал работу над опровержением идеи скрытых параметров в квантовой системе в тот же самый год. И всю жизнь положил на это. Нобелевскую премию за все свои работы он получил 58 лет спустя. Ален Аспе трудился над этой же задачей ровно 40 лет, Антон Цайлингер — более четверти века.

Квантовую механику спокойно можно класть в основу всех современных исследований и практических конструкций (в первую очередь квантовых компьютеров) без допущений на ошибку в результатах. Проще говоря, человечество избавилось от сомнений и может двигаться дальше. Ну если и не все человечество, то несколько сот погруженных в теорию ученых — точно могут.

А результаты нам природа обещает поистине феноменальные.

Медицина и физиология

• Сванте Паабо (Швеция)

Этот специалист по эволюционной генетике тоже немолод, ему 67 лет. Более сорока лет он посвятил совершенствованию методов извлечения и сохранения ДНК из останков древнего человека. Первоначально задача считалась почти неразрешимой, и фильмы «Парк юрского периода», где динозавров выводили из ископаемых ДНК, ученые смотрели с улыбкой.

Это выдающееся достижение. Одновременно со шведским ученым подобные исследования вели несколько лабораторий. Но Нобелевский комитет отметил его выдающийся вклад в науку на этом направлении.

Сегодня известно, что неандерталец — не человек. Это отдельный вымерший вид. Биологические виды могут быть очень близки, как лисы и шакалы, но для нас важно, что эволюция выбирала из нескольких претендентов на будущее.

Когда в алтайской пещере нашли останки неизвестного существа, его геном изучал среди других ученых и Паабо. Он установил, что это третий разумный вид, помимо собственно людей и неандертальцев двигавшийся по лестнице эволюции. По названию пещеры его называют денисовским человеком. Они вымерли, как и неандертальцы, около 40 тысяч лет назад. Фрагменты их ДНК нашли в организме современного человека. Скрещивание, несомненно, имело место — значит, вымершие собратья по разуму отчасти сохранились в нас.

Не исключено, что в гонке на выживание участвовали и другие виды гоминид, прошлое открывается не спеша. И Паабо создал способы извлечения их ДНК из костей, которые позволят нам в него заглянуть. Теперь материала для исследования будет куда больше — ранее огромное количество останков не исследовалось как безнадежно испорченное.

Химия

• Каролин Бертоцци (США),
• Мортен Мельдаль (Дания),
• Барри Шарплесс (США)

В популярном изложении работы этих независимых друг от друга исследователей заставят нас лишь пожать плечами. Ученые создали способы проводить определенные реакции, в том числе внутри живой клетки, которые не вызывают в окружающей среде никаких последствий. Это независимые от веществ клетки (так называемые ортогональные) реакции.

Впервые о возможности создания таких инертных реакций в живых организмах заявил Барри Шарплесс в 2004 году.

Эти реакции стали проводить между специально подготовленными веществами. В присутствии катализатора они проходили очень быстро и надежно — появился термин «клик-химия». Позднее их научились проводить и без катализатора.

Чем же важны эти реакции для людей? Дело в том, что живая клетка заполнена множеством очень сложных веществ, организованных в специфические формы существования, которые находятся друг с другом в постоянном химическом взаимодействии. Почти невозможно провести внутри клетки необходимую вам реакцию, чтобы не нарушить баланс и не вызвать реакции в других ее частях. В результате вы всегда будете сомневаться: ваш эксперимент привел к ожидаемым результатам, или половина прошедших событий в клетке есть лишь последствия вашего вмешательства?

Теперь, после открытий клик-химии, исследователи получили возможность помечать отдельные молекулы внутри клетки в ходе инертных реакций и далее следить за ними. У ученых теперь есть точный и абсолютно безопасный для живых организмов инструмент исследования биохимических процессов внутри клеток.

Справедливости ради надо заметить, что над созданием нового направления в биохимии работало множество ученых по всему миру. Большой вклад внесли лаборатории Китая. Одним из кандидатов на премию за эти исследования был и наш соотечественник — Валерий Фокин.