Премию Кавли 2016 года получили, как и требует статут премии, исследователи «самого большого, самого маленького и самого сложного». Астрофизики Рональд Древер, Кип Торн и Райнер Вейсс удостоены награды за фиксацию гравитационных волн. Физики Герд Биннинг, Кристоф Гербер и Келвин Квейт, за создание атомно-силового микроскопа, который еще и позволяет манипулировать объектами микромира. Наконец, Майкл Мерзенич, Ева Мардер и Карла Шац стали лауреатами за попытки разобраться в том, как меняется мозг под влиянием опыта и при этом остается собой.
Фред Кавли (1927-2013), американский мультимиллионер норвежского происхождения, сделал свой бизнес на производстве разнообразных датчиков и продал его в 2000 году за 340 миллионов долларов, долго помогал науке. В 2001 году «выдал» 7,5 миллионов долларов Институту теоретической физики при Университете Калифорнии в Санта-Барбаре (ныне — институт Кавли).
Кроме того, он считал, что важные научные области остались «обойдены» главной наградой. Поэтому Кавли решил отдавать по миллиону долларов трем ученым в каждой из трех номинаций — «за самое большое, самое маленькое и самое сложное». То есть, за астрофизику, нанотехнологии и нейронауки. Премию он учредил в 2007 году и сразу же начал позиционировать ее как альтернативу Нобелевской премии, считая последнюю устаревшей.
Кто же в этом году удостоен этой высокой награды?
Астрофизика: гравитационные волны
Выбор жюри 2016 года был ожидаем. Собственно, и по будущей Нобелевской премии вопросов нет, кроме одного — успеет ли пройти весь цикл номинирования к октябрю 2016, или придется ждать 2017 года. Самое громкое открытие последних лет — это прямая регистрация гравитационных волн, предсказанных теорией относительности Эйнштейна.
Другое дело, что если вопрос «за что?» затруднений не вызывает, то вопрос «кому?» остается. Потому что коллаборация LIGO, зарегистрировавшая гравитационные волны — это труд сотен ученых, и выбрать хотя бы троих всегда сложно. Тем не менее, в этом году премию Кавли получат два профессора из Калифорнийского технологического и один — из Массачусетского технологического институтов.
Рональд Древер, один из основателей проекта LIGO ныне вернулся в Глазго. Увы, создатель техники стабилизации частоты лазерного излучения и лауреат четырех престижных премий 2016 года (помимо премии Кавли, — это премии Грубера, Шао и специальная «премия прорыва» в фундаментальной физике) сейчас страдает от деменции.
Кип Торн — самый известный в широких кругах из всех нынешних лауреатов ученый, тоже был одним из основателей проекта LIGO, занимающийся популяризацией науки с таким размахом, что именно ему удалось «раскрутить» Голливуд на съемки фильма «Интерстеллар», чтобы все могли узнать, как на самом деле выглядит черная дыра.
Райнер Вейсс по-хорошему должен был получить Нобелевскую премию в 2006 году вместе с Джоном Мазером и Джорджем Смутом — за исследования реликтового излучения на спутнике COBE. Удивительно, ведь Вейсс был главой научной рабочей группы COBE. Однако — не судьба. Зато «в кармане» у Вейсса оказалась созданная им техника лазерной интерферометрии, основа детектора LIGO. Так что — может быть, и второй заход Вейсса на «нобеля» окажется продуктивным.
Нанотехнологии: атомно-силовой микроскоп
Эту номинация в России скорее осмеяли бы, но вообще-то нанотехнологии действительно работают. И для них нужны инструменты. Одна из таких важнейших «рабочих лошадок» — и в физике, и в нанонауках, и даже в биотехнологиях — атомно-силовой микроскоп. Или сканирующий атомно-силовой микроскоп. У этого микроскопа есть главное отличие от сканирущего туннельного микроскопа — ему не нужен сверхвысокий вакуум и проводящая поверхность. Кроме этого, АСМ позволяет еще и манипулировать предметами из наномира. Не так давно стала известна весьма изящная работа, в которой при помощи микрошариков из полистирола и атомного силового микроскопа вручную «вытягивали» новые нейронные связи взамен поврежденных.
Итак, по этой категории премию получат:
Герд Биннинг, работавший в IBM, уже получил Нобелевскую премию по физике за создание сканирующего туннельного микроскопа. Теперь же он получает признательность за то, что, находясь в творческом отпуске, создал атомный силовой микроскоп.
Кристоф Гербер ныне работает в Базельском университете. Он считается соизобретателем атомного силового микроскопа — собственно, именно он и «колдовал» вместе с Биннингом во время творческого отпуска последнего.
Келвин Квейт из Стэнфорда был известен как создатель акустической микроскопии, но его вклад в развитие атомной силовой микроскопии тоже сложно переоценить. Кстати, именно Квейт стал одним из пионеров применения АСМ в биологии.
Нейронауки: нейропластичность и развитие мозга
Премия Кавли в нейронауках тоже несколько раз «предсказывала» будущую нобелевскую премию — по физиологии или медицине. Это случалось с Томасом Зюдхофом в 2010 и Джоном О’Кифом в 2014-м. Будет ли это в 2016 году — покажет октябрь. В любом случае, тематика премии этого года очень актуальна, и лауреаты, если верить экспертам, достойны награды.
Их работы — в области попыток понять удивительную вещь: как мозг постоянно меняется под действием опыта, при этом оставаясь собой. Официальная формулировка звучит так: «за открытие механизмов, которые позволяют полученному опыту и нейрональной активности ремоделировать мозговые функции».
Майкл Мерзенич из Университета Калифорнии в Сан-Франциско показал, что сенсорные связи в головном мозге могут быть реорганизованы путем опыта в зрелом возрасте. Хорошо известно, что в соматосенсорной коре головного мозга существует «карта всего тела», но после травмы (например, если человек теряет хотя бы один палец) — карта перестраивается. Его работы имеют прямое практическое применение, помогая реабилитации пациентов после травм и инсультов.
Ева Мардер, из университета Брандейс, на простых моделях ракообразных изучала динамическое взаимодействие между нейропластичностью и стабильностью нервной системы. Она показала, что многочисленные нейромодуляторы могут переконфигурировать нейронные связи без изменения их «анатомии». Она показала, что нейроны обладают саморегулирующейся гомеостатической программой, которая поддерживает нейронные сети на стабильном уровне активности.
Карла Шац из Стэнфорда занимается пластичностью растущего мозга. Она показала, как паттерны активности развивающегося мозга «дают инструкции» построения синаптических связей. Она показала, что формирование нейронных связей между сетчаткой глаза и мозгом млекопитающих зависит от активности плода до рождения, когда организм еще не пользуется зрением.
Итак, девять достойных ученых получили свои «преднобелевские» премии. Ровно через четыре месяца мы узнаем, получит ли кто-то из них настоящего «нобеля» — все-таки наследие Альфреда Нобеля пока остается непревзойденным в своей престижности.
