Часть 1
Нобелевская неделя 2025 года — главная серия международных научных и культурных событий осени, в ходе которой объявляются лауреаты одной из самых престижных наград в мире.
Учреждённые по завещанию шведского изобретателя и предпринимателя Альфреда Нобеля, премии ежегодно присуждаются за выдающийся вклад в науку, литературу и укрепление мира. Каждый октябрь внимание всего мира обращено к Стокгольму и Осло, где объявляют имена новых лауреатов — учёных, писателей и общественных деятелей, чьи открытия и идеи меняют человечество.
Впервые Nazarbayev University запускает собственный проект в рамках Нобелевской недели: профессора NU ежедневно будут объяснять суть открытий и идей лауреатов на доступном языке, показывая их значение для общества и будущего науки.
В ближайшие дни октября будут объявлены новые имена лауреатов:
6 октября — физиология и медицина
7 октября — физика
8 октября — химия
9 октября — литература
10 октября — премия мира
13 октября — премия по экономике
NU объединяет ведущих учёных из семи школ, охватывающих широкий спектр дисциплин — от естественных, инженерных и медицинских наук до социальных, гуманитарных и бизнес-направлений. Благодаря такому междисциплинарному подходу NU выступает источником экспертного знания, объединяя фундаментальные исследования и общественное просвещение.
Итак, начнём. Экспертные комментарии профессоров NU представлены в обратном хронологическом порядке — от самых недавних объявлений лауреатов Нобелевской премии к первым. Первая часть охватывает премии по медицине, химии и физике, а вторая — размышления о наградах по литературе, миру и экономике.
Октябрь 8 — Химия
Следующим спикером стал д-р Манникс П. Баланай, ассоциированный профессор и директор программы PhD по химии в NU. Он объясняет научную значимость открытия, удостоенного Нобелевской премии по химии 2025 года, и рассказывает, как оно продвигает наше понимание вещества на молекулярном уровне.
Революция в химии: Нобелевская премия 2025 года отмечает пионеров металлоорганических каркасов (MOF)
Нобелевская премия по химии 2025 года присуждена профессору Сусуму Китагава (Киотский университет, Япония), профессору Ричарду Робсону (Мельбурнский университет, Австралия) и профессору Омару М. Яги (Калифорнийский университет в Беркли, США) за их новаторские исследования класса материалов, известных как металлоорганические каркасы (MOF, Metal–Organic Frameworks).
Эти материалы можно представить как микроскопические губки, состоящие из атомов металлов, соединённых органическими молекулами и образующих структуры с крошечными порами внутри. Уникальность MOF заключается в том, что эти поры можно специально «спроектировать» — чтобы они улавливали, хранили или взаимодействовали с определёнными веществами. Несмотря на свою лёгкость, некоторые MOF обладают настолько большой внутренней поверхностью, что один грамм материала мог бы покрыть целое футбольное поле, если бы его расправить в плоскость.
MOF находят множество практических применений, влияющих как на повседневную жизнь, так и на будущее нашей планеты. В области чистой энергетики они могут накапливать газы, такие как водород и метан, рассматриваемые как альтернативы ископаемому топливу. Они также эффективно улавливают углекислый газ из атмосферы или промышленных выбросов, что делает их важным инструментом в борьбе с изменением климата.
В медицине MOF используются как носители лекарственных веществ, обеспечивая их постепенное и целенаправленное высвобождение в организме — это повышает эффективность терапии и снижает побочные эффекты. Кроме того, MOF применяются в чувствительных сенсорах для обнаружения заболеваний, вредных химикатов или токсинов в окружающей среде. В промышленности они ускоряют химические реакции более энергоэффективным способом, что полезно при производстве лекарств, топлива и других веществ. Также MOF исследуются для использования в батареях, солнечных установках и системах очистки воды. Учёные объединяют их с другими материалами, чтобы сделать структуры более прочными и долговечными, а некоторые даже наносят MOF на микроскопические устройства для электроники и сенсорики.
Одно из самых впечатляющих достижений MOF заключается в том, что они объединили учёных из самых разных областей — химиков, инженеров, физиков и медиков — для создания реальных решений глобальных проблем. Хотя остаются вызовы, такие как стоимость и долговременная стабильность, потенциал MOF огромен. Это всё ещё относительно молодая технология, но сфера её применения стремительно расширяется.
Каждый из лауреатов внёс ключевой вклад в развитие MOF. Профессор Китагава разработал «гибкие» MOF, способные реагировать на изменения окружающей среды и демонстрирующие поток газов и структурную эластичность. Профессор Робсон заложил основы трёхмерных координационных полимеров, которые вдохновили развитие сложных архитектур MOF. Профессор Яги предложил систематический подход — «ретикулярную химию» (reticular chemistry), позволивший конструировать тысячи структур MOF на основе прочных молекулярных связей. Его подход превратил MOF в одну из самых динамично развивающихся областей современной науки о материалах.
Признавая достижения профессоров Китагава, Робсона и Яги, Нобелевский комитет отметил не просто научное открытие, но и новый мощный способ проектирования материалов для решения глобальных вызовов — таких как чистая энергетика, изменение климата, здравоохранение и охрана окружающей среды. Развитие MOF стало важным этапом в эволюции науки о материалах и наглядно показало, как химия может служить основой для создания более устойчивого и технологически продвинутого будущего.
7 октября – Физика
Следующим спикером стал профессор Сергей Бубин, Департамент физики Школы естественных, социальных и гуманитарных наук NU. Он комментирует Нобелевскую премию по физике 2025 года, объясняя суть прорывного открытия и его значение для понимания фундаментальных законов природы.
Квантовые эффекты, макроскопический масштаб и Нобелевская премия по физике 2025 года
Квантовая механика известна своей «странностью». Как однажды заметил Ричард Фейнман: «Если вы думаете, что понимаете квантовую механику, значит, вы её не понимаете». Действительно, поведение квантовых частиц часто противоречит нашему интуитивному представлению о мире, основанному на повседневном опыте. Например, частица, находящаяся в потенциальной яме, может обладать только определёнными дискретными уровнями энергии; частица может «просочиться» сквозь потенциальный барьер (стену), который она не должна была бы пересечь по классическим законам; или две частицы могут оставаться загадочным образом запутанными, независимо от расстояния между ними.
Подобные явления, хотя и фундаментальны, обычно ограничены микромиром — атомами, молекулами и ядрами, — системами, невидимыми невооружённым глазом и состоящими лишь из нескольких частиц. В повседневной жизни мы, конечно же, не видим людей, проходящих сквозь стены.
Долгое время ученых волновал и до сих пор волнует вопрос: может ли квантовое поведение проявляться на макроскопическом уровне? Насколько большим может быть объект, чтобы он всё ещё обладал чётко выраженными квантовыми свойствами? Этот вопрос восходит к истокам квантовой теории и знаменитому мысленному эксперименту с кошкой Шрёдингера — абсурдной и даже комичной, на первый взгляд, идее квантовой системы, которая одновременно и жива, и мертва.
Нобелевская премия по физике 2025 года присуждена Джону Кларку (John Clarke), Мишелю Деворе (Michel Devoret) и Джону Мартинису (John Martinis) за новаторские эксперименты, проводившиеся с 1980-х по 2020-е годы, которые продемонстрировали несомненные квантовые эффекты — туннелирование и квантование энергии — в системах, достаточно больших, чтобы держать их в руке. Учёные показали, что при определённых условиях макроскопическое количество заряженных частиц, движущихся по электрической цепи, может вести себя коллективно, как единая квантовая частица, охватывающая всю цепь.
В их экспериментах система подготавливалась в состоянии, при котором электрический ток течёт без напряжения — это классически устойчивое состояние, «запертое» за энергетическим барьером. Удивительно, но система проявляла свою квантовую природу, протуннелировав через этот барьер и самопроизвольно переходя в состояние с конечным напряжением. Этот переход можно было зафиксировать напрямую по появлению измеримого напряжения. Кларк, Деворе и Мартинис также подтвердили, что система подчиняется строгим законам квантовой механики: её энергия квантована, то есть она может поглощать или излучать только определённые порции энергии.
До этих открытий макроскопические квантовые явления были известны лишь в виде коллективных эффектов, таких как сверхпроводимость, сверхтекучесть, квантование магнитного потока и эффект Джозефсона. Хотя их часто называют «макроскопическими квантовыми явлениями», на деле они являются проявлением упорядоченности, возникающей из согласованного поведения множества микрочастиц. В отличие от этого, системы, исследованные Кларком, Деворе и Мартинисом, продемонстрировали подлинно коллективное квантовое состояние, в котором множество частиц действуют как единое целое.
Их прорывные эксперименты заложили фундамент современных направлений — квантовых сенсоров, квантовой обработки информации и квантовых вычислений. Созданные ими сверхпроводящие кубиты сегодня составляют основу некоторых прототипов квантовых компьютеров. Благодаря их пионерским работам мечта о масштабируемых и устойчивых к ошибкам квантовых вычислениях, когда-то казавшаяся невозможной, теперь выглядит вполне достижимой.
6 октября/2025 – Медицина
Первым спикером стал профессор Антонио Сарриа-Сантамера, и.о. декана школы медицины NU. Он объясняет, почему открытие в области иммунологии, отмеченное Нобелевской премией по физиологии и медицине в 2025 году, стало переломным моментом для науки и медицины.
Присуждение Нобелевской премии по физиологии и медицине 2025 года Мэри Э. Бранкоу, Фреду Рамсделлу и Шимону Сакагучи за исследования периферической иммунной толерантности стало важной вехой в иммунологии, углубив наше понимание того, как иммунная система умеет сдерживать саму себя, чтобы не атаковать здоровые ткани организма.
Иммунная система — это естественная защитная система организма. Она оберегает нас от инфекций, вызванных бактериями, вирусами и другими опасными агентами. Работает она через сложную «армию» клеток и молекул, которые способны различать, что принадлежит организму («своё»), а что является чужеродным («чужое»).
Однако для нормальной работы эта система должна быть строго сбалансирована. Если она слишком слаба — инфекции и опухоли распространяются бесконтрольно. Если же она чрезмерно активна — иммунитет начинает атаковать собственные ткани организма, вызывая аутоиммунные заболевания, такие как диабет 1 типа, ревматоидный артрит или рассеянный склероз.
Мэри Бранкоу, Фред Рамсделл и Шимон Сакагачи выяснили, как иммунная система предотвращает такие «самоатаки». Они открыли особый тип клеток — регуляторные Т-клетки (Tregs) и ключевой ген FOXP3, которые действуют как «миротворцы» иммунитета. Они позволяют организму выстраивать защиту, достаточно сильную для борьбы с инфекцией, но при этом не разрушающую собственные ткани.
В конце 1980-х и 1990-х годов Сакагачи первым выявил эти клетки у мышей и показал, что они способны подавлять вредные иммунные реакции. Он доказал, что регуляторные Т-клетки несут уникальный белок Foxp3 — своего рода «идентификационный знак». Без него иммунная толерантность рушится, что приводит к развитию аутоиммунных заболеваний. Это открытие доказало, что Tregs являются активными подавителями воспаления.
Развивая эти исследования, Бранкоу и Рамсделл занялись человеческой генетикой. Они обнаружили мутации в гене FOXP3, которые вызывают редкое, но тяжёлое заболевание — синдром IPEX. При нем у мальчиков вскоре после рождения возникают тяжёлые аутоиммунные атаки на кишечник, кожу и эндокринную систему. Эти работы показали прямую связь между дефектами Tregs и реальными болезнями, а также открыли путь к новым методам лечения — от генной терапии до препаратов, усиливающих активность регуляторных Т-клеток.
Аутоиммунными заболеваниями страдает более 10% населения планеты. Сегодня они не излечиваются, а лишь контролируются с помощью противовоспалительных средств или иммуносупрессантов, которые ослабляют иммунитет и делают пациентов уязвимыми для инфекций. Открытия лауреатов Нобелевской премии открывают путь к более умным и прицельным подходам:
- первые клинические испытания при диабете 1 типа и волчанке показывают возможность остановить прогресс болезни без общего ослабления иммунитета;
- новые препараты, имитирующие сигналы Tregs, могут «обучать» иммунную систему игнорировать аллергены — например, пыльцу или арахис, снижая потребность в пожизненных антигистаминных препаратах;
- регуляторные Т-клетки могут использоваться для предотвращения отторжения органов после трансплантации или для более точной настройки противораковых иммунотерапий;
- во время беременности Tregs помогают иммунной системе матери принимать генетически «чужой» плод, предотвращая выкидыш. Понимание этого механизма может улучшить методы лечения бесплодия.
Как подчеркнул Нобелевский комитет, эти открытия «открыли новые пути для разработки терапии аутоиммунных заболеваний, аллергий и рака», что демонстрирует их поистине универсальное значение.
