От хаоса — к порядку
Шведская королевская академия наук (Royal Swedish Academy of Sciences) присудила премию по физике этого года в двух частях. Одну половину награды за новаторский вклад в наше понимание сложных физических систем разделят между собой Шукуро Манабе (Syukuro Manabe) из Принстонского университета (Princeton University), США, и Клаус Хассельман (Klaus Hasselmann) из Института метеорологии Макса Планка (Max Planck Institute for Meteorology) в Гамбурге, Германия. Согласно формулировке Нобелевского комитета по физике, они награждаются «за физическое моделирование климата Земли, количественное выражение изменчивости и надежное предсказание глобального потепления». Вторую половину премии получит итальянский физик Джорджио Париси (Giorgio Parisi) из Университета Сапиенца в Риме (Sapienza University of Rome) «за открытие взаимодействия беспорядка и флуктуаций в физических системах в масштабах от атомарного до планетарного». Все трое изучали хаотические и кажущиеся случайными феномены. Сложные системы характеризуются хаотичностью и беспорядком, они трудны для понимания. Но лауреаты-физики этого года предложили новые методы описания таких систем и предсказали их поведение в долгосрочной перспективе.
Жизненно важной для человечества сложной системой является климат нашей планеты. Шукуро Манабе показал, как повышение уровня углекислого газа в атмосфере привело к повышению температур на поверхности Земли. Он был первым, кто изучал взаимодействие между радиационным балансом, то есть разницей между поглощенной и излученной с поверхности Земли радиацией, и вертикальным перемещением воздушных масс. Эта работа заложила основы для создания современных климатических моделей, которые, как подчеркнул член Нобелевского комитета по физике Горан Ханссон (Göran K. Hansson), «держатся на известных законах физики и хорошо обоснованы». Клаус Хассельман создал модель, связывающую между собой погоду и климат, и разработал методы обнаружения специфических сигналов, указывающих на природу наблюдаемых климатических изменений: природные феномены и человеческая активность оставляют разные «следы». Джорджио Париси открыл скрытые свойства в материалах с неупорядоченной структурой, и эти исследования сделали возможным понимание и описание самых разных материалов, а также феноменов, причем не только в физике, но и в таких областях, как математика, биология, нейронауки и машинное обучение.
Молекулы из Зазеркалья
Нобелевскую премию по химии получат создатели асимметричного органокатализа.
Награда присуждена Беньямину Листу (Benjamin List) из Института исследования угля Макса Планка (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung) в Мюльхайме на Руре, Германия, и Дэвиду Макмиллану (David W.C.MacMillan) из Принстонского университета (Princeton University), США, «за развитие асимметричного органокатализа». Это новый инструмент в арсенале химиков, занимающихся конструированием молекул. Асимметричный органокатализ использует в качестве катализаторов не ферменты и металлы, а небольшие органические молекулы, такие как аминокислоты, например, пролин. Помимо прочих преимуществ, такой подход минимизирует влияние синтетического производства на окружающую среду. А для фармацевтики важно то, что с помощью асимметричного органокатализа можно получать зеркальные формы молекул, каждая из которых обладает своим физиологическим эффектом. В ходе пресс-конференции Нобелевского комитета по химии (Nobel Committee for Chemistry) был приведен пример природного углеводорода лимонена, который в зависимости от пространственной конфигурации молекулы пахнет по-разному: одна форма — лимоном, ее зеркальное отражение — апельсином. Пространственная конфигурация соединения важна при создании лекарств, катализ с использованием малых органических молекул позволяет получать желаемую зеркальную форму.
Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан открыли и продемонстрировали асимметричный органокатализ в 2000 году независимо друг от друга. «Эта концепция катализа столь проста, сколь и изобретательна, и многие люди были удивлены, как мы не додумались до этого раньше», — говорит Йохан Эквист (Johan Åqvist) из Нобелевского комитета по химии. Органический катализатор имеет стабильный углеродный скелет, к которому могут прикрепляться активные химические группы. Эти группы часто содержат распространенные элементы, такие как кислород, азот, сера или фосфор. А это означает, что такие катализаторы экологически безвредны и недороги в производстве. Органокатализ начал набирать обороты в 2000-х годах. Лист и Макмиллан остаются лидерами в этой области, и они показали, что этот вид катализа может быть использован для проведения множества химических реакций, благодаря которым ученые сейчас могут эффективно конструировать что угодно — от новых фармацевтических препаратов до молекул, которые фиксируют световое излучение в солнечных батареях. «Польза органокатализа для человечества огромна», — отмечает Нобелевский комитет. Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан — ровесники, оба родились в 1968 году, один — во Франкфурте, а другой — в Беллсхилле, Шотландия.
Марина Аствацатурян
Нет комментариев