Естественнонаучный отбор

ФОТО: AP

       В #48 за прошлый год "Власть" предсказала, кому и за что дадут Нобелевскую премию по физике в 2004 году. Прогноз сбылся, и корреспондент "Власти" Сергей Петухов осмелился предсказать, кто и за что получит премии по физике, химии и физиологии в 2005 году.

Надо сразу признаться, что периодическая система присуждения Нобелевских премий по физике, сверяясь с которой Нобелевский комитет каждый год выбирает очередных лауреатов, лежала на поверхности, особой заслуги в ее открытии нет. Никто не открыл ее раньше, вероятно, лишь по той причине, что людей гораздо больше интересует, кто получил премию, а не за что ее дали. Отсюда многие недоразумения и обиды самих ненагражденных и их болельщиков. Обижаться между тем глупо, потому что Нобелевский комитет шведской Королевской академии наук, отвечающий за премии по физике, состоит из профессоров-физиков, то есть представителей строгой, насквозь математической науки. И раз уж есть у них строгий график присуждения премий в той или иной области физики, то они строго его придерживаются.
       Напомним, что Нобелевский комитет делит всю физику на пять областей и по очереди присуждает премии работающим в этих областях ученым. Области следующие: низкотемпературная физика сверхпроводимости и сверхтекучести; физика элементарных частиц; физика полупроводников; астрофизика; прикладная физика, отвечающая за создание инструментария — лазеров, мазеров, спектроскопов, установок ядерно-магнитного резонанса и т. д. — для всех остальных. За последние 25 лет премию выдавали представителям каждой из этих областей физической науки, как правило, в порядке живой очереди. В 2003 году была очередь представителей прикладной науки, но их наградили в области физиологии и медицины (за магнитно-резонансный томограф), и премию собственно по физике пришлось дать стоявшим в очереди следующими физикам, исследующим низкотемпературную сверхпроводимость и сверхтекучесть (Виталию Гинзбургу, Алексею Абрикосову и англичанину Энтони Леггету). После этого первыми в очереди на премию оказались физики элементарных частиц, причем физики американские, потому что они лидируют здесь с большим отрывом. 8 декабря прошлого года "Власть" предупредила всех остальных, чтобы они не беспокоились. Но вряд ли кто-то из них прислушался к этому совету. А зря. Ведь премию по физике 2004 года действительно дали троим американцам — за открытие ассимптотической свободы кварков. А в 2005 году Нобелевскую премию по физике с очень большой вероятностью дадут физикам, специализирующимся в области полупроводников.
       
       К сожалению, периодические законы присуждения других Нобелевских премий по естественно-научным номинациям (физиология и медицина, химия) не столь очевидны. Ближе к графику присуждения премий по физике план присуждения премий по физиологии и медицине. Эту область человеческих знаний Нобелевский комитет последние 25 лет тоже делит на пять областей. Во-первых, это транспорт веществ внутри клетки (премии 1980, 1985, 1991, 1992, 1994, 1999 годов). Во-вторых, эмбриогенез, или наука о развитии зародыша (1986, 1995, 2001). В-третьих, молекулярная генетика (1983, 1989, 1993, 2002). В-четвертых, иммунология (1982, 1984, 1987, 1990, 1996). И наконец, собственно физиология в ее классическом, павловском понимании, за которую премии дают крайне редко, но регулярно, с интервалом примерно в 20 лет. Очередную дали как раз в этом году за открытие обонятельных рецепторов и организации обонятельной системы. Точно такая же премия, но за организацию зрения была в 1981 году, а в 1961-м премию присудили за слух. Таким образом, премию за осязание или вкус следует ждать от Нобелевского комитета не раньше начала 2020-х.
       Периодическая таблица премий по физиологии и медицине не так стройна, как таблица премий по физике, только по одной причине. Время от времени Нобелевский комитет отмечает лекарства от болезней, причем делает это настолько спонтанно, что никакой хронологической закономерности найти нельзя (1988, 1997, 1998, 2000). Зато явно просматривается другая закономерность — все болезни поражают почти исключительно мужчин пожилого возраста: премия 1988 года присуждена за открытия в области лечения инфаркта; 1997-го — болезни Альцгеймера, или старческого слабоумия; в 1998-м — премия за принцип действия виагры; в 2000-м — за раскрытие механизма болезни Паркинсона, или старческого паралича.
       Но даже с учетом того, что Нобелевский комитет наградил далеко не все старческие недуги, все-таки видно, что первыми в очереди на премию 2005 года стоят иммунологи. Они, вероятно, получили бы ее раньше, но в прошлом году ее отдали физикам, а в этом — классическим физиологам, терпеливо ждавшим больше 20 лет.
       
       Еще сложнее прогнозировать решение Нобелевского комитета относительно премии по химии. Хотя в этой области есть всего три большие номинации, из которых сам Альфред Нобель признал бы за химию только одну. За последнюю четверть века премия по химии химикам за химические (в строгом смысле этого слова) работы присуждалась в 1981, 1983, 1987, 1990, 1992, 1994, 1995, 1996, 1998, 2000, 2001 и 2002 годах. Молекулярным биологам Нобелевская премия по химии доставалась в 1980, 1982, 1984, 1988, 1989, 1993, 1997, 2003 и 2004 годах. Хотя за открытия в области, например, мутагенеза (премия по химии 1993 года) и механизма образования мочи (премия по химии 2003 года), равно как и за остальные достижения этих ученых, логичнее было бы награждать по номинации "физиология и медицина". И наконец, третья разновидность лауреатов химических премий — физики, которые получают "чужие" премии, маскируясь под специалистов по физической химии или химической физике.
       Таким образом, логика в решениях Нобелевского комитета по химии полностью отсутствует, зато явно прослеживаются периоды продолжительностью примерно по десять лет каждый, когда химия явно доминирует над молекулярной биологией (все 1990-е) и когда химия живой клетки подавляет химию в пробирке (1980-е). Сейчас как раз наступает десятилетие молекулярной биологии. Но присуждать три года подряд премию по химии за не совсем химию Нобелевский комитет вряд ли осмелится. Поэтому можно прогнозировать, что в 2005 году ее отдадут классическим химикам или физикам, маскирующимся под химиков.
       
Лауреаты-2004
       Физика: ассимптотическая свобода кварка
       Лауреаты: физики Дэвид Гросс из Института теоретической физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Дэвид Политцер из Калифорнийского технологического института в Пасадине и Фрэнк Вильчек из Массачусетского технологического института в Кембридже (слева направо в верхнем ряду). В 1973 году они опубликовали математическую работу, которая в дальнейшем стала основой их теории квантовой хромодинамики, как они сами назвали ее. В формулировке Нобелевского комитета их открытие звучит как "ассимптотическая свобода в теории сильных взаимодействий". Речь идет о теории взаимодействия кварков, элементарных частиц, из которых состоят нейтроны и протоны, составляющие, в свою очередь, ядро атома. В мире протонов и нейтронов чем частицы ближе друг к другу, тем сильнее взаимодействие между ними. Поэтому, когда протоны и нейтроны насильно отрывают друг от друга, выделяется огромное количество энергии (этим воспользовались ученые для изготовления ядерной бомбы). Но внутри протонов и нейтронов наблюдается прямо противоположная картина: протон и нейтрон состоят из трех кварков каждый, и чем ближе кварки друг к другу, тем меньше сила взаимодействия между ними. А когда они совсем близко (ассимптотически близко), взаимодействие практически равно нулю, то есть кварки как бы свободны друг от друга. Самих кварков никто из физиков не видел (гипотезу об их существовании в 1964 году выдвинул физик Мюррей Гилл-Манн), и они пока существуют только в теории. Но по той же теории, которую развили нобелевские лауреаты 2004 года, если тесно обнявшиеся в протоне или нейтроне (и потому свободные друг от друга) кварки попытаться лишить этой свободы путем растаскивания в стороны, выделится энергия, на несколько порядков превосходящая ядерную. Проще говоря, физики-теоретики Гросс, Политцер и Вильчек указали физикам-экспериментаторам путь создания бомбы, которая по мощности будет на несколько порядков превосходить современные ядерные заряды и взрывом которой можно будет изменять очертания земных материков.
       
Физиология и медицина: карта мышиных запахов
       Лауреаты: биохимик Ричард Аксель из Медицинского института Говарда Хьюза при Колумбийском университете и нейрофизиолог Линда Бак из Онкологического центра Фреда Хатчинсона в Сиэтле (фото на стр. 58). Награды удостоилась их совместная работа 1991 года, в которой они описали целое семейство генов (примерно тысячу, или одну треть всего генотипа) лабораторной мыши, отвечающих за работу обонятельных рецепторов. Ученые экспериментально доказали, что каждый из рецепторов работает независимо друг от друга, то есть реагирует только на один химический раздражитель. Они установили, что обонятельные клетки мыши, возбуждаясь в разных сочетаниях, позволяют ей различать около 10 тыс. запахов, и представили избирательную чувствительность слизистой оболочки носа животного в виде карты запахов.
       
Химия: поцелуй смерти убиквитинов
       Лауреаты: биохимики Аарон Цихановер и Аврам Гершко из Израиля и американец Ирвин Роуз из Калифорнийского университета в Ирвайне (слева направо в нижнем ряду). Четверть века назад они открыли деградацию белков с помощью убиквитина. Суть открытия в следующем. В процессе жизнедеятельности белки внутри клеток живого существа со временем выходят из строя. Травмированные или просто состарившиеся белки самим фактом своего существования мешают жить и работать молодым и здоровым белкам. И тут на помощь приходят специальные полипептиды (короткие белки) — убиквитины: они метят порченные белки, и эта их метка — сигнал клетке отправить отработавшие свое белки в специальную внутриклеточную печь, протосому, где они сгорят, разложившись до аминокислот. В пресс-релизе Нобелевского комитета этот жутковатый процесс сформулирован еще изящнее: "контролируемая смерть белков начинается с поцелуя смерти полипептидов убиквитинов".