Наука - Наследие Нобеля 2005

Наука - Наследие Нобеля 2005

И новые наследники
3–5 октября в Стокгольме были объявлены имена новых лауреатов Нобелевских премий за научные исследования. Случайно или нет, но в нынешнем году их удостоились работы, имеющие и глубокий научный смысл, и громадное практическое значение.

Медицина и физиология

Премия 2005 года в номинации «Медицина и физиология» досталась австралийцам Робину Уоррену и Барри Маршаллу. Нобелевская ассамблея Каролинского медико-хирургического института удостоила их награды за идентификацию микроба Helicobacter pylori и доказательство его прямой связи с воспалительными процессами пищеварительного тракта.

Открытие Уоррена и Маршалла воистину эпохально. Еще четверть века назад врачи не сомневались, что язвы желудка и двенадцатиперстной кишки обусловлены поврежденим слизистых оболочек соляной кислотой, пепсином и желчью. Никто даже не думал, что эти заболевания связаны с патогенными микробами – считалось, что кислая среда желудка губительна для любой микрофлоры. Впрочем, гиперацидный гастрит и язва, несмотря на доказанную роль H. Pylori в их возникновении, по-прежнему считаются типичными «болезнями стресса» и следствием «бутербродного питания» – Уоррен и Маршалл добавили лишь еще один, пусть и очень важный, фактор возникновения этих заболеваний.

В 1979 году Робин Уоррен, который тогда был патологоанатомом Королевской больницы Перта, заметил, что в нижнем отделе желудка обитает ранее неизвестная бактерия. Тремя годами позже Уоррен и гастроэнтеролог Барри Маршалл не только вырастили культуру этого микроба, но и доказали, что им инфицировано абсолютное большинство язвенников. Чтобы проверить степень патогенности Helicobacter pylori, Маршалл выпил насыщенный бактериями раствор и через неделю заболел острым гастритом.

Helicobacter pylori вырабатывает аммиак и целый букет ферментов, повреждающих клетки слизистых оболочек. Этой бактерией заражены две трети населения планеты, хотя для большинства бациллоносителей она безвредна. К счастью, от нее несложно избавиться. Обычно, чтобы извести зловредную бактерию, хватает недельного курса амоксиллина, кларитромицина и омепразола.

По справедливости третьим лауреатом должен был стать польский гастроэнтеролог Валерий Яворский. В конце XIX века он не только обнаружил Helicobacter pylori (это, как минимум дважды, делали и до него), но предположил, что этот микроб может вызывать желудочные заболевания. Однако профессор Яворский давно умер, а посмертно Нобелевские премии не присуждаются.

Физика

В этом году половину премии в 10 млн. крон ($1 280 000) получил профессор Гарвардского университета Рой Глаубер; по четверти досталось профессору Колорадского университета Джону Холлу и Теодору Хэншу из Института квантовой оптики немецкого Общества Макса Планка. Глаубер был награжден за теоретические исследования, выполненные в 1960-х годах. Он применил квантовую электродинамику для анализа процессов детектирования световых квантов и выяснил, как происходит взаимодействие фотонов и электронов в детектирующих средах. Глаубер также выявил фундаментальные различия светового излучения тепловой природы и когерентного излучения лазеров и объяснил, почему одиночные фотоны могут вести себя и как притягивающиеся, и как отталкивающиеся частицы. Это заложило теоретический фундамент новой дисциплины – квантовой оптики. В 1980-х Теодор Хэнш изыскал возможность превратить импульсы фемтосекундных лазеров в излучение с линейчатым спектром. На шкале частот такие линии располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга (частотный гребень) и могут перекрывать диапазон от ближней инфракрасной зоны до конца ультрафиолета. Если известна частота конкретной линии, такой гребень можно использовать как систему отсчета для прецизионных измерений. Этот метод был разработан в лаборатории Холла пять лет назад. К настоящему времени «гребневая» спектроскопия позволила получить важнейшую информацию о структуре ядер атомов и их электронных оболочек, а также создать сверхточные часы, которые позволили увеличить надежность систем спутникового позиционирования.

Химия

Химическую премию разделили трое специалистов по органическому синтезу – француз Ив Шовен и американцы Роберт Граббс и Ричард Шрок. Они отмечены высшей наградой за разработку метода метатезиса (в буквальном переводе с греческого – метода перемены мест). Он позволяет разорвать и заново восстановить двойную связь между атомами углерода в органических соединениях. Метатезис оказался чрезвычайно мощным методом изменения структуры и, следовательно, химических и физических свойств органических молекул. В начале 1970-х Шовен описал в общем виде процесс метатезиса и доказал, что его можно катализировать с помощью металлокарбенов (молекул, в которых атом металла присоединен двойной связью к атому углерода). В 1990 году Ричард Шрок создал эффективные металлокарбеновые катализаторы, содержащие молибден. Вскоре Роберт Граббс разработал гораздо более стабильные рутениевые катализаторы. Технология метатезиса широко используется в производстве пластмасс, гербицидов, лекарств, топливных и масляных присадок. В последние годы с ее помощью синтезирован ряд экспериментальных лекарственных препаратов для борьбы с раковыми опухолями, СПИДом, гепатитом, болезнью Альцгеймера.