Лауреатов 113-ой Нобелевской премии объявили несколько дней назад, и «Енот» попробовал выяснить, почему достижения, отмеченные премией в этом году, так важны и как они способны повлиять на жизнь человечества. 

Best

Физика

Для создания света лампа накаливания использует только 5% энергии, которую тратит в целом, остальное уходит на нагрев окружающей среды. Светодиоды (Light Emitting Diods, или LED) тратят 80% энергии на освещение, и служат не 5 000 часов, как лампы накаливания, а 50 000 — иными словам, светодиодная лампа может работать 11 лет подряд. Однако долгое время технология светодиодных ламп была недоступна для массового производства, потому что была слишком дорогой — LED-лампа стоила 200 долларов.

Светодиодная лампа работает по кардинально иному принципу, нежели лампа накаливания или флуоресцентная: через полупроводниковый кристалл пропускается электрический ток, и кристалл излучает видимый свет. Каждый кристалл, в зависимости от химического состава, создаёт конкретный цвет, и почти 30 лет учёные не могли разработать светодиод голубого цвета, необходимый для создания белого света в смеси с красным и зелёным. В 1985 году Исаму Акасаки и Хироси Амано вырастили первый монокристалл нитрида галлия, испускающего синий свет, а 4 года спустя создали первый синий светодиод. Однако на тот момент технология была слишком дорогостоящей для массового производства. Только в 1993 году Сюдзи Накамура, инженер корпорации Nichia, создал дешевый и яркий синий светиод. Именно за это открытие всем троим и дали Нобелевскую премию в 2014 году.

Почему оно так значимо? Потому что почти четверть всего электричества, потребляемого человечеством, тратится на освещение, и значит, LED-лампы могут сберечь огромное количество энергии. По некоторым прогнозам, к 2025 году светодиоды станут самым распространённым источником света в жилых домах и офисах, что окажет огромное влияние на окружающую среду и энергетику мира. Уже сегодня светодиоды используются в мобильных телефонах, компьютерах, автомобилях и светофорах.

Кому: Исами Акасаки, 85 лет; Хироши Амано, 54 лет; Шуджи Накамура, 60 лет


Откуда: Университеты Нагоя и Мейджо, Япония; Калифорнийский университет, США


Официальная формулировка: «За изобретение эффективных синих светодиодов, приведших к появлению ярких и энергосберегающих источников белого света»

В 2001 году Накамура отсудил у Nichia 9 миллионов долларов за «несправедливое распределение прибыли» от его изобретений.
Best
Best

Химия

С 1873 года считалось, что человеческим глазом невозможно увидеть объекты, размеры которых меньше 200 нанометров — половины длины волны видимого света. Этот теоретический лимит разрешения микроскопов называется «пределом Аббе», и Нобелевскую премию 2014 года дали за его преодоление.

Толщина человеческого волоса составляет 70 000 нанометров, размер бактерии стафилококка — 500 нанометров, а кишечной палочки — 300 нанометров, и их можно увидеть в традиционные микроскопы. Также есть электронные микроскопы, разрешение которых достигает 0,05 нанометров, однако они не могут изучать живые клетки — биологические образцы для этих микроскропов должны быть зафиксированы и обезвожены.

Размеры вирусов зачастую меньше лимита в 200 нанометров, к примеру, размеры вируса гриппа или Эболы составляют около 100 нанометров, также как и размеры протеинов. Из-за оптического предела вплоть до нулевых невозможно было изучать, как двигаются вирусы или действует структура протеинов. Стефан Хэлл, Эрик Бетциг и Эрик Мёрнер сделали это возможным, заставив молекулы флуоресцировать. Эти учёные изобрели два метода, по которым можно пометить конкретную структуру в клетке, и она будет испускать свет определённой длины волны, на который отреагируют детекторы и фильтры микроскопа. В флуоресцентных микроскопах можно изучать процессы размером до 20 нанометров, включая внутриклеточные — к примеру, как нервные импульсы передаются в клетки. Это открытие уже сейчас получило широкое распространение в повседневной работе вирусологов и генетиков, дав новый толчок изучению процессов протекания многих заболеваний, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Кому: Эрик Бетциг, 54 года; Уильям Мёрнер, 61 год; Штефан Хелль, 51 год


Откуда: Медицинский институт Ховарда Хьюза, США; Институт Макса Планка, Германия; Стенфордский университет, США


Официальная формулировка: «За развитие флуоресцентной микроскопии высокого разрешения»

Best
Best

Медицина

Гиппокамп — это часть мозга, которая находится в глубине височных долей и похожа на морского конька, за что и получила своё название. Это одна из древнейших структур в мозге, ответственная за множество функций, связанных со сбором информации, в том числе — за память и ориентацию в пространстве. Учёные до сих пор не имеют полного представления о том, как работает гиппокамп, однако супруги Мозер и профессор О’Киф внесли большой вклад в прояснение его механизмов.

В 1999 году учёные Университетского колледжа Лондона провели исследование, в ходе которого выяснили, что гиппокамп лондонских таксистов больше, чем у большинства людей, поскольку таксистам нужно знать большое количество мест и наиболее кратких путей между ними, и чем более опытен таксист — тем больше гиппокамп. Впервые открыл, что нейроны гиппокампа возбуждаются, когда животное обнаруживает себя в определённом месте, Джон О’Киф в 1971 году. Именно он назвал их «пространственными клетками», а гиппокамп — когнитивной картой. Мэй-Бритт и Эдвард Мозер 30 лет спустя открыли ещё один компонент того, что Нобелевский компонент назвал «внутренней системой GPS»: координатные нейроны. Эти нейроны расположены в области рядом с гиппокампом. Разбивая окружающую среду по шестиугольным решёткам, они формируют систему координат, которая позволяет ориентироваться в пространстве.

Когда гиппокамп повреждён, люди не могут вспомнить, где они были и как добраться в конкретные места — к примеру, это один из первых симптомов болезни Альцгеймера. Открытие структуры работы гиппокампа заполняет один из пробелов в понимании механизмов мозга — в том числе памяти, мышления и планирования. Эти открытия также используются для создания нейрокомпьютеров и искусственных гиппокампов.  

Кому: Мэй-Бритт Мозер, 51 год; Эдвард Мозер, 52 года; Джон О’Киф, 74 года


Откуда: Норвежский университет науки и техники, Норвегия; Университетский колледж Лондона, Великобритания


Официальная формулировка: «За открытие клеток, составляющих систему позиционирования в головном мозге»

Best
Best

Литература

На родине Патрик Модиано давно стал фигурой большой величины: он получил две крупнейшие писательские премии Франции, Гонкуровскую и Большую премию Французской академии. Темы его книг повторяются снова и снова: Париж, тайны прошлого, беглецы, исчезнувшие, оккупация, забвение. Шведская Академия, комментируя свой выбор, назвала писателя «Марселем Прустом нашего времени». Некоторые персонажи и события одной книги появляются в других его книгах, а на пресс-конференции нобелевский лауреат сказал: «Что мне действительно интересно — так это узнать, почему выбрали именно меня... Тем более, что у меня впечатление, будто я пишу одну и ту же книгу вот уже 45 лет».

Самые известные романы Модиано — «Улица тёмных лавок», «Бульварное кольцо» и «Дора Брюдер». В последней рассказывается история 15-летней парижанки, разыскиваемой в объявлении в в газете 1941 года, которую листал Модиано. Зацепившись за это объявление, писатель потратил много лет, чтобы выяснить историю девушки — и позднее воссоздал её в документальном романе. 

Кому: Патрик Модиано


Откуда: Франция


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

Best
Best

Миротворчество

В лауреаты Нобелевской премии 2014 года прочили и Эдварда Сноудена, и Владимира Путина, и Пан Ги Муна. Однако премию получили два правозащитника из Индии и Пакистана, одному из которых всего 17.

Малала Юсуфзай, рождённая в долине Сват, недалеко от границы Пакистана с Афганистаном, впервые выступила с речью за права детей на образование, когда ей было всего девять лет — на конференцию Малалу привёл отец Зияуддин, политический активист и директор школы. Когда ей было 11 лет, талибы закрыли более сотни школ для девочек, она завела блог, в котором писала о своей жизни и делилась мыслями, и стала всемирно известной. Через три года её попытались убить выстрелом в голову, а ещё через год, после выхода автобиографии, в которой Малала пишет, что её цель — обеспечить образование для всей детей в Пакистане, представитель «Талибана» заявил: «Если у нас появится ещё один шанс, мы обязательно убьём её. Ислам запрещает убийство женщин, но можно сделать исключение для тех, кто поддерживает неверных в их войне против нашей религии». Впрочем, свой вклад Малала уже внесла: после покушения на неё в Пакистане начались масштабные протесты, более двух миллионов подписали петицию «Право на образование», и в Пакистане приняли закон о всеобщей доступности образования.

Кайлаш Сатьярти борется за права детей более 30 лет. Он не только основал «Движение за спасение детей» в Индии, но и лично устраивал побеги для тех, кто оказался рабами на фабриках — и продолжает делать это до сих пор. Кроме того, Сатьярти придумал Rugmark — знак качества для производителей ковров, удостоверяющий, что его обладатель не использует детский труд. По некоторым подсчётам, за время, которое прошло с тех пор, как Сатьярти бросил учительскую работу, он помог освободить от рабства почти 80 тысяч человек.

Кому: Малала Юсафзай, 17 лет; Кайлаш Сатьярти, 60 лет


Откуда: Пакистан и Индия


Официальная формулировка: «За борьбу против притеснений детей и молодёжи и за права детей на образование»