Сегодня мало кто считает ученых вредителями и бездельниками. Однако существует стереотип, что современная наука все больше вдается в чистую теорию и мало задается вопросами практического применения открытий. Между тем вся новейшая история говорит о том, что деятельность ученых не проходит бесследно. ПостНаука вместе с Homo Science решила рассказать о десяти ярких исследователях XX и XXI века, чья деятельность навсегда изменила мир.
Отто Ган
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых1-512x320.png)
Сегодня ядерное топливо — один из основных источников электроэнергии. Благодаря ему производится более 10% всего электричества на Земле [1]. Ядерная энергетика обслуживает как повседневные потребности людей, так и питает технику в удаленных местах, таких как арктические ледоколы и даже космические спутники. Все это было бы невозможно без открытия деления ядер атомом Отто Ганом и его коллегами.
Ган родился в 1879 году во Франкфурте-на-Майне. В 1901 году он получил докторскую степень по химии в Марбургском университете, после чего стажировался в англоязычных странах, где в разное время работал под началом Уильяма Рамзая, Эрнеста Резерфорда и Эмиля Фишера. С 1912 года он был сотрудником Института физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма, где продолжил изучать радиоактивность.
Тот факт, что некоторые вещества способны испускать ионизирующее излучение, был известен с начала XX века. Однако долгое время ученым не были известны обусловливающие его химические и физические процессы. Ган в 1930-е годы вместе со своими коллегами, Лизой Мейтнер и Фрицем Штрассманом, занимался облучением различных веществ потоком нейтронов. С удивлением они обнаружили, что в результате бомбардировки нейтронами урана им удалось получить барий, лантан и церий — элементы, атомный вес которых вдвое меньше, чем у исходного урана. В декабре 1938 года Ган и Штрассман опубликовали исследование, в котором сообщили о своем открытии. Именно за него они получили Нобелевскую премию по химии за 1944 год.
Многие впоследствии обвиняли Гана в академической нечестности. Он не включил Мейтнер в соавторы нобелевской статьи, поскольку та была вынуждена покинуть Германию из-за прихода к власти нацистов, а Ган не хотел рисковать судьбой важной публикации. Тем не менее сама Мейтер никогда не ставила это в вину Гану и очень высоко оценивала его работу [2].
Эрик Артур Джонсон
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых2-512x320.png)
Развитие науки — это нелинейный процесс. Очень много исследователей всю жизнь занимаются какой-то нишевой проблемой, из-за чего в конце концов оказываются забытыми историей. Однако иногда развитие технологий совершает резкий поворот, и очень узкий продукт внезапно покоряет мир. Именно это произошло с сенсорным экраном, впервые созданным Эриком Артуром Джонсоном.
Джонсон был сотрудником Royal Radar Establishment — исследовательского центра в Великобритании, который занимался созданием электроники для летательных аппаратов. Это практически единственная доступная в широком поле информация, имеющаяся о Джонсоне. Но кроме нее сохранились его публикации и патент [3][4]. В них описывается устройство, которое представляет собой дисплей с электронно-лучевой трубкой с подключенными к нему чувствительными к прикосновениям пальцев проводами. Каждый из этих проводов отвечал за определенную команду, и поэтому с помощью этого устройства можно было передавать на компьютер ряд команд.
Именно таким был первый концепт сенсорного дисплея. Джонсон хотел, чтобы они использовались для операторов управления воздушным движением [5]. Так и произошло, но лишь в 1990-е годы. Настоящее же признание технология получила в XXI веке, вместе с внедрением в растущую сферу мобильных телефонов. Сегодня практически весь рынок этих устройств занимают девайсы с сенсорными экранами. Такого будущего Джонсон точно не мог себе представить.
Андрей Гейм
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых3-512x320.png)
Как видно по истории Джонсона, новые технологии далеко не сразу находят свое практическое применение. Некоторые открытия, тем не менее, сразу привлекают внимание и становятся сенсациями. Именно так и произошло с графеном, открытым Андреем Геймом в 2004 году.
Гейм родился в 1958 году в семье немецкого происхождения в городе Сочи [6]. В 1976 году он поступил в МФТИ, окончил вуз с отличием, а в 1987 году защитил кандидатскую диссертацию по физико-математическим наукам в Институте физики твердого тела РАН. В 1990 году Гейм получает стипендию Британского королевского общества и навсегда уезжает работать за границу. С 1994 по 2000 год он работает в Университете Неймегена в Нидерландах, а с 2001-го — в Манчестерском университете.
Андрей Гейм — очень креативный и смелый ученый. Так, он не побоялся приехать на вручение ему Шнобелевской премии за эксцентричное исследование по изучению принципов диамагнитной левитации, с помощью которой он заставил летать лягушку.
Открытие графена также произошло нестандартно [7]. Существует практика снимать верхний слой графита с образца для его последующего анализа. По совету своего коллеги, Олега Шкляревского, Гейм обратил внимание на прилипший к клейкой ленте графит и взялся за его изучение. Вместе с другим ученым, Константином Новоселовым, Гейм постепенно усовершенствовал методику, и в результате ученым удалось получить большое количество графена.
Графен — это форма углерода, как графит и алмаз. Ее особенность — удивительная толщина в один атом, а также ряд уникальных свойств: великолепная электропроводность, эффективная изоляция, высокая гибкость и присущая углероду прочность. Сейчас графен не используется активно, но его потенциальная сфера применения огромна: от альтернативы кремниевой электроники до заменителя пластика в бытовом использовании.
Юрий Оганесян
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых4-512x320.png)
Некоторые научные открытия не могут напрямую изменить наш мир. Однако они расширяют его границы, меняя само наше представление о возможном и невозможном. Именно такого рода исследованиями занимается Юрий Оганесян.
Выдающийся физик-ядерщик родился в 1933 году в Ростове-на-Дону. По своим собственным словами, эту профессию он во многом выбрал по воле случая. Изначально он не знал, куда ему лучше поступить [8]: на техническую специальность в МИФИ или же на архитектурную в МАРХИ. Он прошел вступительные испытания в оба университета, но экзамены в МИФИ были раньше, и он уже сдал документы туда. Когда Оганесян захотел перенести документы в МАРХИ, в МИФИ ему сказали, что документы уже переданы в учреждения для создания допуска к служебным документам.
Основное направление его деятельности — синтез сверхтяжелых химических элементов. Долгое время физики придерживались консенсуса, согласно которому невозможно синтезировать более 100 химических элементов. На сегодняшний же день удалось получить 118 элементов, последний из которых назван в честь Юрия Цолаковича — оганесон. Этот прорыв многим обязан Оганесяну и его творческому подходу к синтезу новых элементов: именно Оганесян разработал метод горячего синтеза, с помощью которого удалось получить элементы со 113-го по 118-й. Сегодня он возглавляет Объединенный институт ядерных исследований, на базе которого существует фабрика сверхтяжелых элементов. Юрий Цолакович совместно с коллегами ищет способы расширить границы возможных химических элементов еще дальше.
Острова стабильности
Занимаясь синтезом тяжелых элементов, ученые руководствуются гипотезой об «острове стабильности» — участке на графике изотопами различных элементов, которые могут не испытывать ядерный распад долгое время. Найти долгоживущие сверхтяжелые элементы — задача современных физиков-атомщиков.
Юрий Оганесян говорит [8] об этом так: «Мы видим материальный мир как «материк» стабильных элементов, который простирается до свинца. Потом тонким перешейком идут короткоживущие элементы до радия, затем — природные уран, торий и долгоживущие трансурановые элементы до калифорния. Это похоже на “полуостров”. А потом далеко от известной области элементов следуют “острова”: один, может быть, второй и даже третий».
Кэтрин Боуман
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых5-512x320.png)
Еще один стереотип о науке — это дело уже взрослых, умудренных опытом людей. Молодым же ученым положено всячески ассистировать старшим, и лишь с возрастом, набравшись опыта, они смогут приступить к самостоятельным исследованиям. Это представление, однако, регулярно разбивается о реальность: сегодня молодые эксперты очень часто занимают ключевые посты на передовых фронтах науки.
Именно к ним относится Кэтрин Боуман [9]. Она родилась в 1989 году, и на момент самого главного на сегодняшний день открытия в ее жизни ей было всего лишь 30 лет. В 2011 году она с отличием окончила бакалавриат Университета Мичиган, а в 2017-м получила в нем докторскую степень. Уже через два года, в апреле 2019 года, весь мир увидел результаты ее работы — снимок тени черной дыры.
Несмотря на возраст, Кэтрин Боуман самостоятельно возглавляла создание CHIRP — алгоритма по обратной свертке изображений, созданных с помощью радиоастрономии [10]. Он предназначался для обработки данных, собранных Телескопом горизонта событий — глобальной сети радиотелескопов, расположенных в Европе, Северной и Южной Америках, Антарктиде и на Гавайях. Все включенные в сеть восемь телескопов работают синхронно, а полученные ими данные обрабатываются мощными суперкомпьютерами, оснащенными CHIRP [11].
Черные дыры — это астрономический объект, который долгое время существовал исключительно на бумаге. Дело в том, что они поглощают свет, в результате чего их невозможно зафиксировать доступными нам средствами. Однако с развитием технологий ученым удалось запечатлеть «тень» черной дыры — фотоны, которые дошли до нас с последних орбит перед горизонтом событий. И все это стало возможным благодаря молодому специалисту, преданному своему делу.
Жорес Алферов
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых6-1-512x320.png)
С высокой вероятностью вы читаете этот материал на устройстве, подключенном к сети Wi-Fi, интернет в которой берется из оптоволоконного кабеля. Это значит, что своим комфортом вы отчасти обязаны Жоресу Алферову — обладателю Нобелевской премии по физике 2000 года за вклад в разработку полупроводниковых гетероструктур, используемых в высокочастотных схемах и оптоэлектронике.
Жорес Алферов родился в 1930 году в Витебске [12]. Его родители были убежденными коммунистами, поэтому и имя своему младшему сыну дали в честь лидера французской социалистической партии, Жана Жореса. В 1952 году окончил Ленинградский политехнический институт по специальности «электровакуумная техника». Доктором наук Алферов стал уже в 1970 году, защитив диссертацию на тему «Гетеропереходы в полупроводниках». В дальнейшем, уже после распада СССР, параллельно научной деятельности начал заниматься политикой и долгое время был депутатом от фракции КПРФ.
Изучаемые Алферовым гетероструктуры — это микроструктуры, сделанные из различных по химическому составу элементов [13]. Полупроводниковые устройства на основе гетероструктур предоставляют инженерам большую свободу в подборе параметров в зависимости от поставленных ими целей. Долгое время создать рабочее устройства на базе кристаллов из сложных химических композиций невозможно, однако это случилось.
Исследования Жореса Алферова стоят не только за оптоволоконными коммуникациями [14]. CD-, DVD- и Blu-ray-диски, сканеры для штрих-кодов в магазине, светодиоды для экранов ноутбуков, телевизоров и мобильных телефонов — все эти технологии так или иначе возникли благодаря исследованиям, вдохновленным открытием Алферова.
Джеймс Уотсон
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых7-512x320.png)
Наука — это далеко не всегда беспристрастное изучение и анализ фактов. За каждым исследователям стоят какие-то этические и философские позиции, которые так или иначе влияют на результаты его исследований. И иногда на почве этих позиций в научном сообществе возникают серьезные конфликты, глядя на которые уже не кажется, что наука полностью объективна. Очень ярко это наблюдение иллюстрирует история Джеймса Уотсона и его открытий.
Джеймс Дьюи Уотсон — уроженец Чикаго, где он родился в 1928 году. Уже с детства он проявлял склонность сугубо формальному восприятию мира, был осторожнее своих сверстников. В будущем он стал атеистом [15]. В 15 лет Уотсон поступил в Чикагский университет, где стал бакалавром зоологии в 1947 году. Через 10 лет он защитит докторскую диссертацию по биологии.
Уотсон — очень противоречивая фигура в научном сообществе. Его основная сфера интересов — это молекулярная биология и генетика. За годы исследований он стал убежденным сторонником того, что предел человеческих способностей строго задан генами. В том числе он считал, что человеческие расы никогда не смогут находиться на одном уровне интеллектуального развития [16]. Из-за таких заявлений в 2019 году Уотсон был отстранен от всех почетных званий и титулов лаборатории Колд Спринг Харбор, которую он возглавлял более 30 лет.
Тем не менее, невозможно отрицать его вклад в молекулярную биологию. Именно Уотсон вместе с двумя коллегами, Фрэнсисом Криком и Морисом Уилкинсом, получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1962 году за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот — им удалось открыть спиральную структуру ДНК. На этом исследования Уотсона не закончились, и в дальнейшем он возглавлял проект «Геном человека», цель которого — расшифровка общей для каждого человека последовательности ключевых нуклеотидов в ДНК [17]. Благодаря его исследованиям человечество как никогда близко к решению проблемы генетических заболеваний.
Игорь Африкантов
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых8-512x320.png)
Дело многих ученых продолжает жить и после их смерти, поскольку при жизни им удалось заложить крепкие основания для дальнейшей работы коллег. Такие условия сегодня существуют в «Опытном конструкторском бюро машиностроения», дочерней компании корпорации «Росатом». Это стало возможным благодаря деятельности его основателя, Игоря Ивановича Африкантова.
Он родился в небольшой деревне Пушкарка Нижегородской губернии в 1916 году [18]. В 1929 году его отца демобилизовали и отправили отправили преподавателем в Горьковское речное училище. Благодаря этому молодому Игорю Ивановичу удалось поступить в Горьковский индустриальный институт на кораблестроительный факультет. С 1942 года, в связи с наступлением немцев был переведен из Сталинграда на Горьковский артиллерийский завод № 92. Именно на его основе возникло ОБКМ, которое Африкантов возглавлял до конца жизни.
Там он проявил себя не только как прекрасный специалист по кораблестроению, но и как первоклассный управленец. Его усилиями удалось включить ОБМК в рамки «Советского атомного проекта». В результате в 1960 году на заводе была создана реактивная установка для атомного ледокола «Ленин». За это Африкантову было присвоено звание Героя Социалистического труда.
В дальнейшем [19] под его руководством инженерам ОБМК удалось сконструировать первый в СССР реактор на быстрых нейтронах — БН-350, которых был подключен к электросети в Актау, Казахстан. Все последующие модели этой серии — БН-600 и БН-800 — также создавались по следам наработок Африкантова. Сегодня внедрение реакторов на быстрых нейтронах — одна из приоритетных задач для всей ядерной энергетики, и Африкантова по праву можно назвать первопроходцем в этой области.
Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Даудна
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых9-512x320.png)
Многие научные исследования, в первую очередь связанные с медициной, влекут за собой оживленные дискуссии об этике. Возникли они и перед Эммануэль Шарпентье и Дженнифер Даудна — двумя учеными, открывшими наиболее эффективный на сегодняшний день механизм по редактированию генетического кода.
Эммануэль Шарпентье родилась во Франции в 1968 году. Еще в 12-летнем возрасте она объявила своей маме, что в будущем хочет работать в Институте Пастера. В 27 лет она защитила там диссертацию, посвященную фрагментам ДНК бактерий, из-за которых они способны вырабатывать устойчивость к лекарствам. После этого она очень много раз меняла страну работы ради лучших условий для занятий наукой. Сама Шарпенье считала это своего рода монашеством, уходом из обычной жизни [20].
Дженнифер Даудна родилась в США в 1964 году. Ее интерес к биологии пробудился благодаря работе Джеймса Уотсона «Двойная спираль» [21]. Во время обучения в колледже Помона она хотела сменить основной профиль образования с биохимии на французский язык, однако затем передумала. Дженнифер Даудна защитила кандидатскую работу по биохимии и молекулярной фармакологии в 1989 году.
В 2020 году Шапренье и Даудна разделили между собой Нобелевскую премию по химии за разработку так называемых «генетических ножниц» и стали первой полностью женской «командой», получившей эту награду. Они отталкивались от того факта, что определенный класс белков-ферментов, известный как Cas, могут вносить изменения в последовательность генов и вырезать оттуда вредные последовательности [22]. В ходе совместной работы Шарпенье и Даудне удалось установить, что с помощью одного такого белка, Cas9, возможно «разрезать» молекулы любого организма. Благодаря этому ученых смогут до полного восстановления молекулы вносить изменения в поврежденный участок.
Новая технология, получившая название CRISPR-Cas9, открывает огромные возможности по борьбе с генетическими заболеваниями. Вместе с тем она вызывает горячие споры о ее потенциальных опасностях. «Генетические ножницы» могут стать способом улучшения генотипа наиболее состоятельной части населения Земли, что потенциально может многократно усилить неравенство на планете.
Франсуаза Барре-Синусси
![](http://novznania.ru/w/wp-content/uploads/2021/11/10-ученых10-512x320.png)
Биологи занимают отдельное место среди меняющих мир ученых. Многим из них приходится бороться с неотложными проблемами — с терзающими человечество болезнями. Во второй половине XX века мир столкнулся с новой проблемой — синдромом приобретенного иммунного дефицита. Решающую роль в борьбе с этим заболеванием удалось занять Франсуазе Барре-Синусси.
Она родилась в Париже в 1947 году, и с раннего детства проявляла интерес к биологии [23]. Начиная с третьего курса учебы в Парижском университете она подрабатывала в Институте Пастера — некоммерческом научном институте по биологии. Из-за этого она крайне редко посещала занятия и при подготовке к экзаменам опиралась в основном на записи однокурсников [24]. Это не помешало, однако, сдавать экзамены лучше всех. Ранняя работа тоже пошла впрок: в дальнейшем она стала профессором в Институте Пастера.
Ее научная деятельность связана с изучением ретровирусов [25]. В начале 80-х ученые начали подозревать, что набирающая обороты эпидемия СПИД может быть спровоцирована ретровирусами, однако долгое время никаких следов их присутствия в организме человека обнаружить не удавалось. Команда исследователей во главе с Барре-Синусси и ее учителем, Люком Монтанье, решили сосредоточить поиски на образцах лимфоузлов людей с ранней стадией СПИД. В результате они смогли обнаружить клетки, которые копировали свой ДНК методом обратной транскрипции — характерным способом размножения ретровирусов. Аналогичные тела были позже обнаружены в крови людей с поздней стадией СПИД. Так впервые был обнаружен ВИЧ — вирус иммунодефицита человека. За это открытие Франсуазе Барре-Синусси в 2008 году была вручена Нобелевская премия по физиологии или медицине.
Еще больше достоверного научного контента вы сможете найти на просветительской онлайн-платформе Homo Science.
Литература
Nuclear Power in the World Today // world-nuclear.org
С. И. Рогожников. Женщина, которую называли «матерью атомной бомбы». 2013
E.A. Johnson. Touch display—a novel input/output device for computers. 1965
Tiera Oliver. The Royal Air Force and the Invention of the Modern Touchscreen. 2021
Константин Новоселов — лауреат Нобелевской премии по физике // ТАСС
НОБЕЛЕВСКИЕ ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ — 2010
Интервью Ю. Ц. Оганесяна для газеты «Известия»
Computational Imaging for VLBI Image Reconstruction
Event Horizon Telescope // MIT
Биография Жореса Алферова // ТАСС
Александр Самсонов.Жорес Алфёров: флагман отечественной электроники. «Экология и жизнь» № 5, 2010
Нескучный Джимми. ЧЕСТНЫЙ РАССКАЗ НОБЕЛЕВСКОГО ЛАУРЕАТА О 70 ГОДАХ В НАУКЕ // КОТ Шрёдингера
Rushton JP, Jensen AR. James Watson’s most inconvenient truth: race realism and the moralistic fallacy. 2008
What is the Human Genome Project?
Политехник. 26 октября, 2016 г.
Уникальное прошлое — это задел на будущее! Интервью с Олегом Самойловым // Росатом
«Переписать код жизни»: история француженки Эмманюэль Шарпантье, ставшей Нобелевским лауреатом // rfi
Rajendrani Mukhopadhyay. On the same wavelength. 2014
Генетические ножницы: острым по живому
Françoise Barré-Sinoussi. Biographical // The Nobel Prize
Франсуаза Барре-Синусси: Конец эпидемии ВИЧ — пока лишь мечта // спид.центр
ИСТОЧНИК: Пост Наука https://postnauka.ru/longreads/156707