На торжественном мероприятии в рамках Всемирного фестиваля науки в Нью-Йорке и Норвежской академии наук в Осло были объявлены лауреаты премии Кавли 2018 года. Награда, вручаемая раз в два года, отметила выдающихся исследователей в трех областях: астрофизике, нанонауках и нейробиологии. В центре дискуссии оказались не только конкретные научные открытия — от редактирования генома до механизмов слуха, — но и тревожные тенденции в финансировании фундаментальной науки и важность сохранения научного любопытства.
🏛️ Кризис и возрождение фундаментальной науки 4:14
Доктор Ширли Энн Джексон, президент Политехнического института Ренсселера, в своем программном выступлении подчеркнула, что премии уровня Кавли жизненно необходимы в эпоху «угасающего признания» фундаментальных открытий . По её словам, в США и других западных странах наблюдается скептицизм в отношении науки, особенно в таких областях, как изменение климата.
Основные тезисы Ширли Энн Джексон о состоянии науки:
- Снижение финансирования: По данным Джексон, доля федерального бюджета США на исследования и разработки упала с более чем 10% в середине 1960-х годов до менее чем 3% в 2017 году .
- Глобальная конкуренция: В то время как на Западе инвестиции стагнируют, Китай демонстрирует «стремительный рост» R&D, опережая США по количеству рецензируемых публикаций и активно инвестируя в квантовые коммуникации и глубокий космос .
- Общественный скептицизм: Опросы показывают, что большинство американцев считают, будто наука меняет человеческую жизнь слишком быстро, что порождает страхи .
- Метафора «острого ножа»: По мнению Джексон, наука всегда находится на грани добра и зла, и ученые должны упорно настаивать на том, чтобы их работа применялась во благо человечества .
Джексон утверждает, что для совершения великих открытий требуется не только блестящий ум, но и «упорство и мужество» . В качестве примеров она привела историю Райнера Вайсса, потратившего 40 лет на реализацию проекта LIGO для обнаружения гравитационных волн , и Арно Пензиаса с Робертом Уилсоном, чья настойчивость в изучении «помех» привела к доказательству теории Большого взрыва .
🧬 Нанонауки: Революция CRISPR-Cas9 38:53
Премия Кавли в области нанонаук за 2018 год была присуждена Эммануэль Шарпантье, Дженнифер Даудне и Виргиниюсу Шикшнису за изобретение CRISPR-Cas9 — наноинструмента для точного редактирования ДНК .
Технические и социальные аспекты технологии:
- Принцип работы: CRISPR-Cas9 действует как «нано-ножницы», позволяя разрезать ДНК в строго определенных местах, чтобы удалять, заменять или вставлять генетический код .
- Демократизация технологий: По мнению Дженнифер Даудны, CRISPR — это демократизирующая технология, так как она дешева и проста в использовании по сравнению с предыдущими методами .
- Медицинский потенциал: Технология уже используется для поиска методов лечения мышечной дистрофии, серповидноклеточной анемии, некоторых форм слепоты и рака .
- Этические вызовы: Профессор Лора Грин подчеркнула, что столь мощный инструмент требует постоянного обсуждения этических рамок, особенно в вопросах изменения человеческих эмбрионов .
Интересно, что Виргиниюс Шикшнис пришел к тем же выводам о механизме работы Cas9 как фермента практически одновременно с Даудной и Шарпантье, работая независимо в Литве .
🌌 Астрофизика: Жизненный цикл звезд и планет 43:44
Лауреатом в области астрофизики стала Эвайн ван Дишок из Лейденского университета. Её наградили за вклад в наблюдательную и теоретическую астрохимию, проливающую свет на то, как межзвездные облака превращаются в звезды и планеты .
Профессор Ирвин Шапиро назвал ван Дишок «угрозой в квадрате» (quadruple threat), отметив её таланты в четырех областях:
Ван Дишок доказала, что области формирования звезд богаты сложными молекулами. Она исследовала, как ультрафиолетовое излучение влияет на угарный газ (CO) в космосе и как вода «вымораживается» на частицах пыли . Используя телескоп ALMA в Чили, она получила первые четкие изображения «ловушек для пыли», которые считаются местами рождения комет и планет .
👂 Нейробиология: Тайны человеческого слуха 47:47
Премия в области нейробиологии была разделена между Джеймсом Хадспетом, Робертом Феттиплейсом и Кристин Пети за их работу над молекулярными и нейронными механизмами слуха .
Исследования лауреатов позволили понять, как ухо превращает звуковое давление в электрические сигналы:
- Механическая трансдукция: Джеймс Хадспет обнаружил, что волосковые клетки уха имеют «пучки», которые при отклонении звуковой волной буквально «открывают» ионные каналы, запуская электрический сигнал .
- Частотная настройка: Роберт Феттиплейс доказал, что каждая волосковая клетка настроена на определенную частоту благодаря своим внутренним электрическим свойствам .
- Генетика глухоты: Кристин Пети идентифицировала более 20 генов, необходимых для слуха, изучая семьи с наследственной глухотой в Сирии и Иордании .
Лесли Воссхолл отметила уникальность слуховой системы: клеток в ней на порядки меньше, чем в других органах чувств, и они спрятаны в самых твердых костях черепа . По её словам, слух начинает ухудшаться у всех после 40 лет, а к 80 годам половина людей страдает серьезными нарушениями . Хадспет сейчас работает с рыбками данио-рерио, пытаясь понять, как можно регенерировать волосковые клетки у людей .
✨ Эстетика против прагматизма: Зачем нужна наука? 1:25:27
В завершение программы лауреат Джеймс Хадспет выступил с эмоциональной речью о восприятии науки в обществе. Он согласился с доктором Джексон в том, что наука сейчас «обесцвечивается», как коралловый риф .
Основные мысли Хадсфета о миссии ученого:
- Наука как искусство: По мнению Хадспета, ученые совершают ошибку, фокусируясь в диалоге с публикой только на практических применениях и медицине. «То, что привлекает нас в науку в детстве — это её эстетика и красота», — утверждает он .
- Бескорыстный поиск: Хадспет считает, что науку следует поддерживать так же, как искусство в эпоху Ренессанса — как достижение человеческого духа, а не только как инструмент для бизнеса .
- Роль частного капитала: Хотя государственное финансирование важно, Хадспет и Джексон сошлись во мнении, что частные фонды, такие как фонд Кавли или Simons Foundation, играют критическую роль в поддержке рискованных фундаментальных идей, от которых может отказаться государство .
Брайан Грин поддержал этот тезис, отметив, что «гармония и богатство мира могут сойтись в нескольких элегантных математических уравнениях», и это чудо само по себе является достаточной причиной для занятий наукой .
