КонцептНобелевская премия: Главные достижения человечества в этом году

В течение прошедшей недели весь мир следил за тем, какие научные исследования, революционные изобретения и вклады в культуру и развитие общества были удостоены Нобелевской премии. В этом материале мы подвели итоги и попытались разобраться, почему именно эти личности были так высоко оценены в этом году.

Премия по физиологии
и медицине

Кто получил: Американо-британский ученый Джон О'Киф из Университетского колледжа Лондона, а также норвежцы Май-Бритт Мозер (Центр нейронных вычислений в Тронхейме), Доктор Эдвард Мозер (Институт системной нейробиологии в Тронхейме).

Формулировка премии: «За открытие клеток, которые составляют позиционную систему в головном мозге»

В чём состоит достижение?

История изучения так называемого GPS мозга началась с экспериментов Джона О'Кифа, он пытался идентифицировать нервные клетки, которые позволяют создавать млекопитающим пространственные карты и определять местонахождение. В 60-х годах О’Киф вживлял в мозг крысам электроды, с помощью которых записывал электрическую активность отдельных нейронов, расположенных рядом с ним. Ему удалось обнаружить «нейроны места» в участке мозга крысы, называемом гиппокампом. Эти нейроны срабатывали каждый раз, когда крыса пробегала по определенному участку лабиринта. Регистрация работы нервных клеток сделала возможным определение местонахождения животного, не глядя на него. Однако оставалось непонятно, как животные могут ориентироваться в пространстве, если нейронов на этом участке меньше, чем географических мест на земле, и одна нервная клетка срабатывает в нескольких разных точках.

На этот вопрос смогли ответить норвежские супруги Мозер, которые также изучали мозг крыс, однако другую его часть — энторинальную кору, связанную с гиппокампом, где они нашли так называемые grid-нейроны. Каждый такой нейрон возбуждается, когда животное находится в конкретных местах пространства, непосредственно окружающего данное животное. Но в отличие от нейронов места в гиппокампе, они имеют чёткую гексогональную структуру с регулярными интервалами — на неё и «проецируется» местность, в которой перемещается животное. Именно эта когнитивная карта является внутренним представлением о пространстве. При этом последовательные сигналы одного grid-нейрона отвечают за расстояние, а последовательность срабатывания нескольких таких клеток — за направление движения.

Позже выяснилось, что «внутренний GPS» работает сам по себе, без помощи зрительных стимулов, а в прошлом году ученые открыли наличие grid-нейронов у человека.

Премия по физике

Кто получил: Японские ученые Исаму Акасаки (Университет Нагои и Мэйдзё), Хироси Амано (Университет Нагои) и американец японского происхождения Сюдзи Накамура (Калифорнийский университет).

Формулировка премии: «За изобретение эффективных синих светодиодов, обеспечивающих яркие и энергосберегающие источники белого света»

В чём состоит достижение?

Нет сомнения в том, что изобретение светодиодов сделало освещение намного более эффективным. Любая домохозяйка уже знает, что LED-лампа, потребляющая 5 ватт, не уступает по яркости обычной лампе накаливания в 40 ватт, а служит она дольше в 50 раз. И при том, что около четверти производимой в мире электроэнергии уходит на освещение, светодиодные лампы значительно помогают сохранять ресурсы планеты.

История первых полупроводниковых излучателей началась в 1962 году, когда ученым удалось получить красные светодиоды. К началу 70-х годов уже появились светодиоды желтого и зеленого цвета. Как известно, чтобы получить источник белого света, необходимо совместить зеленый, красный и синий. Но создание синего светодиода представляло значительную проблему. Его пытались создавать на основе кристаллов нитрида галлия, но технологии, по которым их производили, были слишком дорогими, а качество — недостаточным.

Лауреатам удалось разработать недорогую технологию создания качественных синих светодиодов. Акасаки и Амано разработали новый способ выращивания кристалла нитрида галлия — сначала на сапфировой подложке они выращивали кристалл нитрида алюминия, а кристалл нитрида галлия нарастили сверху. Накамура, работавший независимо от них, разработал другую технологию, по которой первый слой кристалла выращивался при относительно низкой температуре (500 градусов по Цельсию), а последующие — при более высокой.

Именно во многом благодаря Накамуре, Акасаки и Амано, появились первые светодиодные RGB-устройства, смартфоны, бытовая техника и, разумеется, современные осветительные приборы.

Премия по химии

Кто получил? Американские химики Эрик Бетциг (Медицинский институт Говарда Хьюза в штате Мэриленд), Уильям Мернер (Стэнфордский университет), а также немец Стефан Хелл (Институт Макса Планка)

Формулировка премии: «За разработку флуоресцентной микроскопии высокого разрешения»

В чём состоит достижение?

Ученые разработали методы, получившие собирательное название «наноскопия»; они позволяют рассматривать самые маленькие объекты, например, молекулы внутри клетки, с разрешением порядка нанометров.

Микроскопы прошли долгий путь со времен ван Левенгука. Однако у всех них есть один фундаментальный предел того, насколько прибор может быть полезен. В 1873 году немецкий физик Эрнст Аббе показал, что любой самый мощный микроскоп не может различать объекты меньше, чем примерно половина длины волны света. На протяжении более сотни лет казалось, что всё то, что имеет размеры меньше живой клетки (например структуры вируса или белка), навсегда останутся вне зоны досягаемости. Это минимальное значение называется дифракционным пределом.

Однако Стефан Хелл придумал, как решить эту задачу, используя пару точно откалиброванных импульсов энергии — лазеров, которые заставляют молекулы светиться благодаря процессу флуоресценции, также подавлять это свечение другим источником. В ходе своих экспериментов с помощью импульса одного лазера он вызывал флуоресценцию, а импульсом второго «гасил» эту флуоресценцию молекул, находящихся на краях изучаемой области. При этом в центре получалось изображение с большим разрешением. В дальнейшем, сдвигая изучаемую область, он получил изображение всего объекта с превосходящим предел Аббе разрешением.

Доктор Бетциг и доктор Мёрнер проводили исследования в этом направлении параллельно с Хеллом и опубликовали свою работу в 2006 году. Их технология также заключалась в том, чтобы «включать» и «выключать» свечение отдельной молекулы или тесно связанных между собой групп молекул. Как и в первом случае, итоговое микроскопическое изображение составлялось из многократных повторений опыта.

Премия по литературе

Кто получил: 69-летний французский писатель и сценарист Патрик Модиано

Формулировка премии: «За искусство памяти, которым он пробудил самые непостижимые людские судьбы и раскрыл мир оккупации»

В чём состоит достижение?

Патрик Модиано родился в семье коммерсанта и комической актрисы в Париже, который был только-только освобожден от фашистов. Будучи евреем, его отец в период оккупации занимался нелегальной торговлей, жил по подложным документам и не был принуждён к ношению отличительной жёлтой звезды; мать выступала перед оккупационными войсками. Практически все произведения писателя рассказывают о Второй мировой войне. В интервью Модиано признался, что он «одержим предысторией, прошлым», а «прошлое — это смутная и постыдная эпоха оккупации».

Первый роман Модиано «Площадь Звезды» был опубликован в 1968 году и сразу принёс автору известность. Среди многочисленных романов писателя — «Ночной дозор» (1969 год), «Семейная хроника» (1977 год), «Улица тёмных лавок» (1978 год), «Смягчение приговора» (1988 год), «Цветы на руинах» (1991 год).

Модиано неоднократно заявлял, что оккупация в его романах имеет мало общего с реальными 40-ми годами. «В своих первых трех романах я описывал не исторические события, а неверный свет моих истоков», — заявлял он. Герои Модиано заняты поисками начал, корней, изучением прошлого для самопознания.

Несколько романов Модиано («Из самых глубин забвения», «Улица Тёмных Лавок», «Свадебное путешествие» и др.) были переведены на русский язык. Последний роман Модиано «Чтобы ты не потерялся в квартале» вышел в свет 2 октября 2014 года.

Премия мира

Кто получил: Пакистанская правозащитница Малала Юсуфзай и индийский активист Кайлаш Сатьяртхи

Формулировка премии: «За борьбу против притеснения детей и молодежи и за права детей на образование»

17-летняя пакистанка Малала Юсуфзай стала активистом еще 6 лет назад, когда начала вести блог для BBC о жизни в оккупированном талибами городе Мингора; она рассказывала о своей жизни и излагала мысли о возможностях образования для девочек. В 2009 году боевики оставили Мингору, а в 2012 году они попытались убить Юсуфзай за её правозащитную деятельность и борьбу за права женщин на образование. Боевики остановили школьный автобус, в котором девушка возвращалась домой, потребовали выдать им активистку, а потом выстрелили ей в голову. Пуля навылет прошла через голову, шею и плечо. Юсуфзай доставили в больницу в критическом состоянии. Её шансы выжить были минимальными, однако врачи спасли девушку. В 2013 году она выпустила автобиографию и прочитала речь в штаб-квартире ООН, пообещав, что ее никогда не заставят замолчать. После окончания её речи зал взорвался овациями. История Юсуфзай настолько взбудоражила весь мир, что она считалась главным претендентом на Нобелевскую премию мира в прошлом году, а незадолго до объявления решения Нобелевского комитета в 2013 году она получила премии имени Сахарова и Политковской.

60-летний активист из Индии Кайлаш Сатьяртхи разделил премию с Юсуфзай. Основатель Глобального движения против детского труда и Глобального движения за образование, он неоднократно организовывал мирные выступления и гражданские кампании, направленные против трудовой эксплуатации несовершеннолетних. Его организация Bachpan Bachao Andolan освободила от фактического рабства более 80 000 детей и помогла им успешно реабилитироваться и получить образование.

Премия по экономике

Кто получил: Жан Тироль (Институт экономики промышленности Университета социальных наук Тулузы)

Формулировка премии: «За анализ рыночной власти и регулирования»

Тироль начал свои исследования в области микроэкономического анализа и олигополии в 1980 году и достиг некоторых успехов. Его работы показали, как правильно регулировать те отрасли, в которых доминируют несколько крупных компаний.

Одна из ключевых его работ, о теории коллективных репутаций, развивает концепцию модели Джорджа Акерлофа (нобелевский лауреат по экономике, 2001 год) о рынках с асимметричной информацией. Согласно Акерлофу, на рынке часто возникает ситуация, когда информация между сторонами сделки распределяется неравномерно: классический случай, когда продавец знает о товаре больше, чем покупатель. С теми же проблемами сталкиваются регулирующие органы. Своей работой Жан Тироль попытался формализовать и описать в виде математической модели такие понятия, как репутация, качество (товара, услуги), честное поведение. На концепции, предложенной Тиролем, базируются многие работы других авторов по близким темам, в частности, по коррупции в обществе.

Наиболее известная работа Тироля этого года «Внутренняя и внешняя мотивация» бросает вызов центральному принципу экономики о том, что личности всегда реагируют на стимулы. Для психологов и социологов система «награды и наказания» зачастую контрпродуктивна, поскольку подрывает «внутреннюю мотивацию». И Тироль доказывает, как стимулы, предлагаемые сверху (менеджером, учителем, родителем), могут негативно повлиять на восприятие задач или/и собственных способностей личности. Ученый приходит к выводу, что стимулы имеют слабое подкрепление в краткосрочной перспективе и отрицательное подкрепление в долгосрочной перспективе.