Опять НобелевкаАвтор: Сергей Борисов
Нобелевский комитет в сто четвертый раз назвал имена лауреатов самой престижной премии за выдающиеся интеллектуальные достижения в области физики, химии и медицины. Денежное вознаграждение в каждой дисциплине составило 10 млн. шведских крон (около 1,3 млн. долларов).
Наука точностиВ этом году Нобелевская премия по физике разделена пополам и присуждена за разные работы в области оптики, теоретическую и экспериментальную. Однако оба отмеченных исследования объединяет то, что они устанавливают предельные возможности многих физических измерений, которые, в свою очередь, определяют потенциал новейших технологий. Половина премии отдана профессору Рою Глауберу (Roy Glauber) "за вклад в квантовую теорию оптической когерентности". Вторая половина поделена между американским ученым Джоном Холлом (John Hall) и немецким исследователем Теодором Хеншем (Theodor Ha..nsch) "за вклад в развитие точной лазерной спектроскопии, включая метод гребенки оптических частот".
В начале прошлого века благодаря работам Макса Планка и Альберта Эйнштейна стало понятно, что свет в ряде случаев нужно описывать как поток частиц - фотонов или квантов энергии. Долгое время эти представления противоречили классической волновой электродинамике Джеймса Максвелла, что получило известность как корпускулярно-волновой дуализм. Это глубокое противоречие было разрешено лишь после Второй мировой войны в результате создания квантовой электродинамики, легшей в основу физики элементарных частиц. Однако для описания оптических явлений квантовая электродинамика долго оставалась невостребованной. Лишь с появлением чувствительных фотодетекторов, способных регистрировать отдельные фотоны, и лазеров, генерирующих когерентный свет, статистические свойства которого резко отличаются от свойств света традиционных тепловых источников, в оптике возникли проблемы. В конце пятидесятых были проведены первые эксперименты, которые уже нельзя было объяснить при классическом понимании электромагнитного поля (хотя даже для описания работы лазера его вполне достаточно).
Начиная с семидесятых годов квантовая оптика лежит в основе большинства работ, позволяющих прикоснуться к фундаментальным основам самой квантовой теории. А в последние годы именно благодаря успехам квантовой оптики появилась квантовая криптография, которая кодирует секретную информацию в состояниях отдельных фотонов, передаваемых по обычному оптоволокну. Два других лауреата - Джон Холл [2] и Теодор Хенш [3] - много лет успешно работали над созданием лазеров с предельно высокой стабильностью частоты. Их детища послужили технической основой для многих сверхточных физических измерений. Например, в 1983 году был введен новый эталон метра, который определили, постулировав точное значение скорости света и тем самым жестко привязав эталон длины к эталонному времени цезиевых атомных часов. Благодаря усилиям этих ученых точность измерения частоты удалось довести до пятнадцати знаков.
История учит, что рост точности измерений часто ведет к новым физическим открытиям и технологическим прорывам. Работы Холла и Хенша заложили основу для новой проверки фундаментальных физических законов. Теперь стал возможен немыслимый ранее поиск анизотропии пространства, отличий в свойствах вещества и антивещества, возможных вариаций фундаментальных физических постоянных.
Обмен как двигатель прогресса
Работы лауреатов нынешнего года внесли ключевой вклад в превращение метатезиса, то есть химических реакций обмена, в одно из важнейших направлений современной органической химии. Эти реакции позволяют легко синтезировать огромное количество новых органических веществ - от лекарств и гербицидов до сверхпрочного пластика.
Первые обменные реакции были случайно найдены и запатентованы еще в пятидесятые годы прошлого века. Но лишь в 1971 году Ив Шовен [4] впервые детально описал их механизм и объяснил, какие соединения могут играть роль катализаторов. Ричард Шрок [5] был первым, кто в 1990 году применил эффективный катализатор на основе тантала для обменных реакций. Два года спустя Роберт Груббс [6] разработал еще более эффективный, стабильный и дешевый рутениевый катализатор, который нашел широчайшее применение в промышленности.
Не все болезни от нервов
С позапрошлого века выдвигались самые разные гипотезы о причинах возникновения болезни - тромбоз или другое поражение сосудов, травмирование нежной слизистой желудка грубой пищей, воспаление, разрушительное действие соляной кислоты… Не было недостатка и в теориях, отдававших первенство психоэмоциональному перенапряжению, особенно - разрушительной роли отрицательных эмоций. Оказалось, однако, что эта болезнь не столько от нервов, сколько от "заразы". В начале 80-х австралийский патологоанатом Уоррен, изучавший кусочки ткани желудка больных гастритом, обнаружил в них спиралевидные бактерии. Этими данными заинтересовался гастроэнтеролог Маршалл, позднее подтвердивший болезнетворность микроорганизмов по всем канонам самоотверженного научного поиска - выпив культуру бактерий и затем излечившись антибиотиками. Результаты совместных изысканий Уоррен и Маршалл в 1983 году опубликовали в авторитетном журнале Lancet, и эта дата считается точкой отсчета в новой эпохе исследования язвенной болезни. В 1989 году бактерия была окончательно идентифицирована и получила наименование Helicobacter pylori (греч. helix - спираль), в 1998 году расшифрован ее геном. Считается, что носителями H. Pylori являются 50–60% людей. Но заболевают, понятное дело, не все, это зависит и от индивидуальной сопротивляемости организма, и от различий между отдельными штаммами H. pylori. С этой бактерией связывают 80–90% всех случаев язвенной болезни. Передается H. pylori через желудочно-кишечный тракт, так что старые добрые рекомендации тщательно мыть руки перед едой и не пить некипяченой воды по-прежнему актуальны.
Диагностика наличия в организме H. pylori не всегда требует проведения биопсии. В ряде случаев бывает достаточно теста, основанного на наличии у H. pylori уреазы - фермента, разлагающего мочевину на углекислый газ и аммиак. Используется мочевина, содержащая изотопы углерода 13С или, реже, 14С (радиоактивен), а анализ выдыхаемого воздуха на меченную углекислоту проводится масс-спектрометрическим способом. Не требуют эндоскопического вмешательства также иммунологические методы и определение ДНК возбудителя в фекалиях. Сейчас уже отточены стандартные схемы полного уничтожения (эрадикации) H. pylori в организме, всегда включающие препараты нескольких групп (блокаторы протоновой помпы, препараты висмута и антибактериальные средства). Проблема хронического гастрита и язвы, конечно, не сводится лишь к H. pylori. Но и роль обнаруженного возбудителя, похоже, не ограничивается этими болезнями. Речь идет не только о раке желудка, который может развиваться как результат длительной вялотекущей язвенной болезни, и значение H. pylori здесь доказано. Есть данные о связи этого инфекционного агента с атеросклерозом, ишемической болезнью сердца и инсультом. В общем, Нобелевку зазря не дадут.
|