Полный захват физикой всех остальных наук — вот что продемонстрировал в этом году Нобелевский комитет. Помимо собственно премии по физике, ученым, совместившим квантовые и классические подходы в компьютерном моделировании, досталась премия по химии. а премия по биологии, по крайней мере частично, присуждена за физические принципы клеточного транспорта. Кроме того, как обычно, невнятные премии по литературе и миротворчеству подтверждают победу физики над лирикой. Физики выигрывают заслуженно: их собственная награда — за поле Хиггса и соответствующий бозон — досталась им труднее, чем кому бы то ни было, ее добывали буквально всей планетой. Поздравляем!

Физиология и медицина: эмиграция веществ

Кому: Джеймс Ротман. Родился в 1950 году, гражданство — США, работает в Йельском университете.

Джеймс Ротман

Рэнди Шекман. Родился в 1948 году, гражданство — США, работает в Калифорнийском университете в Беркли, Медицинском институте Говарда Хьюза (США).

Рэнди Шекман

Томас Зюдхоф. Родился в 1955 году, гражданство — Германия, США, работает в Стэнфордском университете, Медицинском институте Говарда Хьюза (США).

Томас Зюдхоф

За что: «За открытие механизмов везикулярного транспорта, главной транспортной системы в наших клетках».

Как живая клетка транспортирует нужные вещества в нужное место в нужное время? Этот вопрос решили лауреаты премии 2013 года.

Ну, например, вы объелись и вам нехорошо. В этот несчастливый момент поджелудочная железа впрыскивает в кровь гормон инсулин, который отрегулирует содержание глюкозы. Для такого действия гормон нужно синтезировать внутри клетки, доставить его к мембране и, собственно, выбросить наружу.

Веществ, которые нужно выбрасывать наружу, огромное количество, они и объединяют разрозненные клетки в одно целое. И всякая приличная клетка должна уметь их выделять. В общем виде процесс следующий: в клеточном органе под названием аппарат Гольджи образуются пузырьки, внутрь которых закачиваются нужные молекулы, затем пузырьки двигаются к мембране, сливаются с ней и распахиваются наружу, как застежка-молния. Содержимое вываливается из клетки.

Рэнди Шекман разобрался с первым пунктом этой задачи: какие гены управляют транспортной системой. В 1970-е годы он экспериментировал с клетками дрожжей: нашел мутантов, которые не умеют выделять наружу ферменты, потом нашел, какие гены сломаны, и доказал, что именно эти сломанные гены отвечают за транспорт. Обычная практика в молекулярной биологии — сломать, чтобы посмотреть, как работает. Много капал в пробирки. Утомительная методичная работа.

Джеймс Ротман разобрался с белками — выделил те из них, которые делают транспортные пузырьки, и те, которые тащат их к мембране. И еще те, которые сидят на мембране и выполняют роль стыковочных узлов. Охарактеризовал их и показал, что именно они контролируются генами, которые нашел Шекман. Много капал в пробирки.

Томас Зюдхоф интересовался тем, как нервные клетки общаются между собой, что составляет процесс мышления. До него уже было известно, что в промежутках между двумя нейронами электрический сигнал переходит в химический — одна клетка выбрасывает вещество-посредник, другая его получает. Сами вещества до момента сигнала находятся в тех же пузырьках. Зюдхоф разобрался, что пузырек сливается с мембраной и распахивает свою «застежку» тогда, когда на него действуют ионы кальция. Много капал в пробирки.

Результатом многочисленных пробирок стали графики и цифры. Результатом графиков — наглядные картинки: вот пузырьки, вот аппарат Гольджи, вот мембрана, вот молекулы — они выбрасываются наружу. Молекулярная биология прекрасна своей наглядностью.

Что нам за это будет: Лекарства. От сахарного диабета и эпилепсии, нейротоксинов, бесплодия и т. д.

Цитата: «Когда я был деканом факультета биохимии (в Беркли. — «Репортер»), я принимал на работу двух доцентов, которые переезжали к нам из Массачусетского технологического института и были очень озабочены местом для парковки. Тогда я пообещал им в формальном приглашении, что у них не только будет место, но им выделят это место бесплатно — если они получат Нобелевскую премию. Они утверждают, что это и решило сделку» (Рэнди Шекман, интервью для Нобелевского комитета).

Премия мира: химия и жизнь

Кому: Организации по запрещению химического оружия. Создана 29 апреля 1997 года во исполнение Конвенции ООН о запрещении химического оружия. Ее членами автоматически стали все 189 стран, подписавших Конвенцию.

За что: «За огромные усилия по уничтожению химического оружия»

Решение Норвежского нобелевского комитета в этом году откровенно удивило. Европейские газеты соревнуются в гневно-ироничных отповедях по поводу того, что премия досталась не трогательной шестнадцатилетней пакистанке Малале Юсуфзай, прославившейся на весь мир борьбой за права девушек на образование.

Мир против химического оружия

Заокеанские СМИ тем временем рассуждают о том, не выразили ли таким образом норвежцы поддержку Бараку Обаме, который заставил Сирию поставить химоружие под международный контроль. Хотя вообще-то американский президент — сам лауреат премии мира — только что чуть не устроил на Ближнем Востоке очередную войну.

Все вместе задаются вопросом, почему второй год подряд Нобелевку получает организация, а не отдельный человек — не обеднела ли земля борцами за мир? Хотя подобное практиковалось буквально с первых лет вручения премии, а, например, в 1960-е годы организации получали награды в половине случаев. Бывали же годы, и немало, когда премию мира не давали вовсе — и ничего: ни премия, ни мир не рухнули.

За всеми этими, прямо скажем, досужими рассуждениями явственно прослеживается один вопрос по существу: а что, собственно, можно сказать о триумфаторах — Организации по запрещению химического оружия (ОЗХО)? Выясняется, что особенно-то и нечего. Очевидно, что в многостраничный список номинантов — в этом году их число достигло рекордных 259 — попала, так сказать, по разнарядке. Список составляется до 1 февраля, кто-то — вероятно, не в первый раз — внес в него ОЗХО, и если бы не последние события в Сирии, там бы она и осталась. Непосредственный повод, таким образом, — изучение и уничтожение экспертами организации сирийской боевой химии. Предполагается, что буквально до конца месяца они уничтожат все четыре объекта по производству химического оружия в этой стране.

За предыдущие 16 лет работы ОЗХО никогда не привлекала к себе такого внимания. Ни скандалов, ни загадок. Разве что — какая седьмая страна, кроме США, России, Индии, Албании, Ирака и Ливии, признала у себя наличие химического оружия, но пожелала остаться неназванной? Говорят, Южная Корея, но есть и другие версии…

Пятьсот сотрудников ОЗХО во исполнение Конвенции ООН о запрещении химического оружия уничтожили 58 тысяч тонн боеприпасов, что составляет чуть менее 82% всего мирового арсенала, по данным той же организации. Это немало, и нельзя не отдать должное профессионализму и человеческой смелости сотрудников ОЗХО. Правда, происходит все это по доброй воле стран — обладательниц химических запасов, а нобиляты выступают, по сути, в роли нанятых уборщиков.

Наиболее точно всю двусмысленность ситуации выразил бывший министр иностранных дел Великобритании Дэвид Милибанд: «Конечно, я с огромным уважением отношусь к деятельности ОЗХО. Но, согласитесь, есть некоторая ирония в том, что премию организации, которая призвана бороться с химическим оружием, вручают именно в тот год, когда Башар Асад показал, что оно по-прежнему существует и вполне себе применяется».

Что нам с этого будет: На некоторое время к химическому оружию будет приковано самое пристальное внимание и мир станет немного безопаснее. До тех пор, пока очередной диктатор или его фанатичная оппозиция не решат применить оружие биологическое.

Цитата: «Более 16 лет мы делаем то, чего от нас ждут. И отдаем себе отчет в том, что наша работа, пусть даже о ней нечасто говорят, действительно способствует торжеству мира во всем мире. Недавно мы оказались на передовой, о деятельности организации узнало все мировое сообщество» (Ахмет Узюмджю, генеральный директор ОЗХО, из интервью в связи с присуждением Нобелевской премии мира).

Химия: компьютер вместе с колбой

Кому: Мартин Карплюс. Родился в 1930 году, гражданство — Австрия и США, работает в Гарварде (США) и Страсбургском университете (Франция).

Майкл Левитт. Родился в 1947 году, гражданство — США, Великобритания и Израиль, работает в Стэнфордском университете (США).

Ари Уоршел. Родился в 1940 году, гражданство — США и Израиль, работает в Университете Южной Калифорнии (США).

За что: «За развитие многомасштабного моделирования для сложных химических систем»

Если бы существовала нобелевская номинация «Компьютерные науки», то нынешние лауреаты получили бы премию именно в ней. Однако во времена Нобеля компьютеры еще не получили должного признания, поэтому такой номинации нет. И Карплюс, и Левитт, и Уоршел получили премию по химии, поскольку написали свои программы для исследования свойств молекул и химических реакций.

В наше время продвинутые химики проводят много времени не у лабораторного стола, а перед монитором. Дело в том, что нюансы химических реакций не всегда можно успеть зафиксировать, настолько быстро они протекают. Любой фермент устроен так, что в нем можно выделить небольшой каталитический центр, где, собственно, и идет реакция, и все остальное — так сказать, несущую конструкцию.

По мере того как биохимики все больше узнавали о тонкостях работы центра, им приходилось изучать уже даже не атомы, из которых состоит молекула, а электроны и протоны, из которых состоят атомы. И здесь возникла проблема: электроны и протоны, а также их многочисленные перескакивания с одного атома на другой в процессе деятельности фермента лучше всего описываются квантовой физикой. При этом в одном ферменте их так много, что никакой компьютер не в состоянии обсчитать все происходящее. Однако его мощности вполне хватит, если использовать уравнения классической физики, вот только тонкую модель в этом случае не построишь.

И вот смотрят ученые на какой-нибудь лизоцим, расщепляющий пептидогликан, видят начало реакции, ее конец, даже кое-какие промежуточные стадии, а полного понимания процесса нет… И тут им на помощь приходят нынешние лауреаты, предложившие простую вещь — мысленно разделить огромную молекулу на части, моделируемые согласно квантовой физике, и те, что моделируются классически. Посчитали, проверили экспериментально, сходится ли, — все сошлось.

Что нам за это будет: Первые работы были написаны лауреатами еще в начале 70-х годов прошлого века, и с тех пор любая компьютерная модель в биохимии строится на их алгоритмах. Кроме того, их используют в программах для расшифровки рентгенограмм белков и данных спектроскопии ядерного магнитного резонанса. Сейчас выяснилось, что с помощью тех же программ можно конструировать солнечные батареи, разрабатывать лекарства и синтезировать правильные катализаторы для автомобильных глушителей.

Цитата: «Я помешан на компьютерах (в оригинале: I am a computer geek. — «Репортер»). Это не значит, что я стал вычислительным химиком, чтобы поиграть с компьютером, но большая часть любой творческой активности в том, чтобы чувствовать, что ты играешь. Вся наука движется страстью: ты должен чувствовать, что просто обязан делать это. Тебе должно быть дело до тех вещей, до которых другим дела нет» (Майкл Левитт, интервью агентству Reuters).

Литература: два шведских послания

Кому: Элис Энн Мунро. Родилась в 1931 году в канадской провинции Онтарио, там же училась, там же и живет. Гражданка Канады.

За что: «За то, что является мастером современного рассказа».

Предсказать присуждение Нобелевской премии по литературе канадской писательнице Элис Энн Мунро было несложно. Канада никогда Нобелевку не получала, женщины не получали ее больше трех лет, Мунро — автор заслуженный, в багаже у нее британский «Букер» и три главных национальных премии Governor General’s Awards.

Так что же получается, шведским академикам важен не талант автора, а исключительно конъюнктурные соображения? В общем, да, и это прекрасно. Талант — понятие относительное. Кто талантливей — Достоевский или Толстой, Апдайк или Воннегут, Флобер или Стендаль? Какие тут могут быть точные критерии? Ну, кроме вкуса, который у каждого свой. Тринадцать лет я внимательно слежу за решениями нобелевского жюри. С какими-то я согласен, с какими-то нет, но логика там, безусловно, есть. И, по моим представлениям, она выглядит так. «Ребята, — как бы говорят нам шведские академики, — в мире есть много прекрасных книг и прекрасных литератур. Мы долго смот­рели на карту мира и в этом году решили обратить ваше внимание на канадскую литературу. Она есть. Вот не британская, не американская, а именно канадская».

В прошлом году они таким же образом обратили внимание жителей Земли на китайскую литературу. Спасибо вам, шведы! Мо Янь, прошлогодний лауреат, — это, наверное, лучший автор, которого я для себя открыл за последние пару лет.

Я не уверен, что Элис Энн Мунро, чье творчество относят к поджанру «готика Южного Онтарио», понравится мне так же, как Мо Янь. Но давайте повнимательнее посмотрим на канадскую литературу. Это не только всемирно известные Дуглас Коупленд («Поколение Х», «Жизнь после Бога», «Рабы Майкрософта») или Янн Мартел («Жизнь Пи»). Это еще и много других интересных авторов.

Это первое послание шведских академиков. А вот второе. Мунро — региональный автор. Всю жизнь она пишет про один и тот же округ провинции Онтарио. Больше 40 лет уже пишет. Так вот, господа, не пишите про вещи, о которых вы ничего не знаете. Наоборот, пишите о том, что вам близко и понятно. И может быть, тогда и к вам постучится шведский гонец с 8 млн крон.

Цитата: «Городки, где автобус останавливается, совсем не похожи на хоть сколько-нибудь организованные поселения. Кое-где, прижимаясь друг к другу, стоят несколько однотипных домов, принадлежащих какой-нибудь фирме, но в основном домики такие, как в лесу, — каждый в своем собственном широком, заставленном вещами дворе, как будто они оказались рядом по чистой случайности. Нет мостовых, если не считать проходящего сквозь поселок шоссе, нет тротуаров. Нет больших солидных зданий почты или муниципальных учреждений, нет нарядных магазинов, построенных так, чтоб обращать на себя внимание. Нет памятников погибшим на войне, нет питьевых фонтанчиков или маленьких усаженных цветами скверов. Иногда попадается гостиница, но выглядит она так, будто это просто какое-нибудь питейное заведение. Иногда — современное здание школы или больницы, пристойное, но низенькое и некрасивое, как сарай» (Элис Мунро, «Жребий»).

Физика: тяжелая жизнь бозона

Кому: Франсуа Энглер. Родился в 1932 году, гражданин Бельгии, профессор Свободного университета Брюсселя (Бельгия).

Питер Хиггс. Родился в 1929 году, гражданин Великобритании, профессор Университета Эдинбурга (Великобритания).

За что: «За теоретическое открытие механизма, который обеспечил наше понимание происхождения масс элементарных частиц и который недавно был подтвержден открытием предсказанной фундаментальной частицы в экспериментах ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере в CERNе»

Самые предсказуемые лауреаты за всю историю премии. А ждали почти полвека, ведь теоретические работы, за которые был вручен нынешний Нобель, Энглер и Хиггс опубликовали в 1964 году. Сначала Энглер со своим соавтором Робертом Браутом (он умер в 2011 году), через месяц Хиггс. А все потому, что бозон Хиггса обнаружили на Большом адронном коллайдере лишь в 2012 году, а подтвердили открытие в марте 2013-го.

Если в двух словах, лауреаты объяснили, как появляется масса у элементарных частиц: кварков, электронов, нейтрино и бозонов. Фундаментальных частиц вообще немного, и из них массы нет только у нейтрино и глюонов. А так называемая Стандартная модель, которая описывает все эти частицы, до теории Браута — Энглера — Хиггса просто разваливалась на части, так как по всем выкладкам получалось, что массы быть не долж-но и вообще без нее удобнее. Но масса есть, ей мы обязаны тому, что существуют атомы и мир таков, каким мы его видим.

В 1964-м трое авторов теории решили, что должно быть некое физическое поле, разлитое по Вселенной. Это поле, как вода, тормозит движение тех частиц, которые в нем находятся и могут с ним взаимодействовать. Электрон, например, может — и не улетает со скоростью света от ядра атома, а фотон не может — и носится в пространстве. Но у любого поля есть свои частицы. Бозон Хиггса — квант поля Хиггса, а фотон — квант электромагнитного поля. Только фотоны мы видим глазами, а бозон нет. Хотя поле Хиггса гораздо более всеобщее, нежели электромагнитное: оно везде. Оно вездесуще, а его квант посему называют «частицей бога». Обнаружить ее оказалось очень трудно, подтверждения теории ждали почти 50 лет.

Что нам за это будет: С открытием хиггсов­ского бозона была достроена Стандартная модель, теперь ученым самое время заняться новой физикой. Темная материя, гравитация, свойства нейтрино, множество новых частиц… В практическом же смысле столь фундаментальные открытия обычно отражаются на всех тотально технологиях будущего, предсказать которые сейчас невозможно.

Цитата: «Меня ждали, чтобы порвать на части, как идиота, который думал, что может обойти теорему Голдстоуна, и они собирались повеселиться. Но я повеселился тоже» (Питер Хиггс, лекция «Моя жизнь как бозона»).

Экономика: опять чикагские мальчики

Кому: Юджин Фама. Родился в 1939 году, гражданство — США, работает в Чикагском университете.

Ларс Питер Хансен, родился в 1952 году, гражданство — США, работает в Чикагском университете.

Роберт Шиллер, родился в 1946 году гражданство — США, работает в Йельском университете.

За что: «За эмпирический анализ цен на активы»

Хорошо отлаженный рынок ценных бумаг ведет себя непредсказуемо, как бы парадоксально это ни звучало. Это значит, что бывает либо непредсказуемый рынок, либо нет никакого рынка вообще.

Представим, например: инвесторы знают наверняка, что акции какой-то компании пойдут вверх. Что они будут делать? Правильно, скупать все больше и больше. В результате задерут цену так, что уже не хватит никаких ресурсов удержать бумаги на должной высоте и придется продавать. Цена обвалится, и от железобетонной предсказуемости не останется и следа. Это рынок. Но ведь что-то прогнозировать можно?

За ответ на вопрос, что и на какие сроки можно прогнозировать, и получили премию нынешние лауреаты. Первым за дело взялся Юджин Фама. В 1960-е годы прошлого века он изучил статистику колебаний цен на акции на биржах и убедился, что на короткий период, на неделю вперед, например, прогнозировать вообще невозможно.

Если нельзя прогнозировать на день вперед, то что уж говорить о годах? Ответил другой лауреат, Роберт Шиллер. В 1980-е годы он показал, что вполне можно строить долгосрочные прогнозы курса ценных бумаг, если изучить их динамику за предыдущие годы. Он же предположил, что всему виной рациональное поведение инвесторов: за свой риск они хотят в конце концов получить свои деньги и любыми способами будут выравнивать рынок, приводя постепенно акции к их реальной цене. А реальная цена определяется заработком компании.

Ларс Питер Хансен умудрился проверить на практике положения Шиллера, обработав большую статистику. Но все же что-то было не до конца ясно. Модель рационального инвестирования давала сбои. Тогда подключили вторую экономическую теорию — поведенческих финансов, то есть конфликта интересов, завышенных ожиданий и, наоборот, скепсиса. Роберт Шиллер работал и с этой моделью. Может быть, именно с ней наиболее успешно, поскольку он задолго до кризисов спрогнозировал и крах доткомовского пузыря 2000 года, и лопнувший ипотечный пузырь 2008-го.

В результате мы получили несколько выводов, которые сейчас уже кажутся очевидными. Основные — такие: можно прогнозировать стоимость ценных бумаг на долгий период, но нельзя прогнозировать, сколько получит инвестор.

И вот еще: прозвище «чикагские мальчики», вынесенное в заголовок, ни в коем случае не стоит рассматривать как намек на принадлежность лауреатов к чилийским «шоковым терапевтам». Просто двое из троих работали и работают в том же университете, откуда вышли проклинаемые многими поклонники радикальных методов лечения экономики.

Что нам за это будет: Понимать, как рабо­тают фондовые рынки, полезно и правительствам, и инвесторам. Первым — чтобы планировать бюджет и экономику, по первым признакам определять кризис. Вторым — чтобы понимать, какие риски их ждут при том или другом решении. И сколько можно заработать.

Цитата: «Есть неустранимый человеческий элемент, возможно, это и есть причина того, что финансисты никогда не смогут полностью понять движение цен» (Роберт Шиллер, интервью сайту Нобелевского комитета).

Где в смартфоне спрятан нобель

Как великие научные достижения нашли применение в обычном коммуникаторе

Большинство людей, далеких от науки, не совсем понимают, зачем ученые постоянно возятся с какими-то сложными экспериментами, проводят всевозможные химические реакции, направляют куда-то пучки электронов и тратят годы жизни на неведомую фундаментальную науку. Для того чтобы наглядно показать, как труды ученых преображаются в простые вещи, мы сделали подборку научных достижений, отмеченных Нобелевской премией, которые стали основанием для создания самого популярного гаджета современности — смартфона. Правда, все нобелевские открытия мы уместить в этот материал не смогли (их слишком много) и представляем только действительно знаковые.

Аккумулятор и другие детали

Премия 2010 года по физике «За основополагающие эксперименты с двумерным материалом графеном»

Получили Андрей Гейм и Константин Новоселов

Графен. Это листы углерода толщиной в один атом. Этот материал обладает множеством невероятных свойств. В том числе на его основе можно создавать аккумуляторы для смартфонов, чем сейчас уже занялись некоторые корпорации. Обещается, что графеновый аккумулятор скоро появится на рынке. Он будет держать энергию намного дольше нынешних батарей, а заряжаться за считанные минуты.

Фотокамера

Премия 2009 года по физике «За разработку оптических полупроводниковых сенсоров — ПЗС-матриц»

Получили Уиллард Бойл и Джордж Смит

Бойла и Смита можно смело называть отцами цифровых фото- и видеоаппаратов и, как следствие, фотокамер, встроенных в телефон. Именно они сделали в 1969 году первый электронный прибор, способный хранить оптические изображения, — ПЗС-матрицу. За этой невзрачной аббревиатурой скрывается кремниевая микросхема с несколькими светочувст­вительными фотодиодами (тут надо вспомнить Эйнштейна с его фотоэффектом). Свет падает на диоды, при этом разные диоды чувствительны к свету с разными длинами волн, дальше электроны ловят их в потенциальные ямы, которые с любовью подготовлены согласованной подачей напряжений на электроды каждого пикселя.

Продажи смартфонов

Премия 2002 года по экономике «За применение психологической методики в экономической науке, в особенности при исследовании формирования суждений и принятия решений в условиях неопределенности»

Получили психолог Даниэль Канеман и экономист Вернон Смит

Мобильные технологии не развивались бы так быстро, если бы не мы, покупатели. Именно массовый спрос обеспечил постоянную финансовую поддержку технологиям. Мы принимаем импульсивные решения, мы гоняемся за модой, мы приобретаем новые гаджеты, когда старые еще вполне работают. Потребитель способен купить новый смартфон за тысячу с лишним долларов, чтобы пользоваться лишь теми функциями, которые были в аппарате, стоящем дешевле сотни. Собственно, иррациональностью человеческого поведения и занимались Смит и Канеман.

Корпус и дисплей

Премия 2000 года по химии «За открытие проводимости в полимерах»

Получили Алан Хигер, Алан Макдиармид и Хидэки Сиракава

Обычный полиэтиленовый пакет не умеет проводить ток, но зато он гибкий и прочный, чего нам вполне хватает для счастья. Электропроводящий полимер сохраняет эти

механические свойства и одновременно получает способность проводить ток. Эта технология вот-вот доберется до наших гаджетов — еще несколько лет назад был презентован прототип смартфона с гибким OLED-дисплеем.

Антенна и принцип связи

Премия 1909 года по физике «За вклад в развитие беспроволочной телеграфии»

Получили Гульельмо Маркони и Карл Браун

Над такой полезной вещью, как беспроводная связь, которая легла в основу сотовой связи, работали десятки людей, а Нобелевскую премию получили только двое. В 1895 году 21-летний Маркони посылал из одного конца своего сада в другой сигналы, которые включали электрический звонок, а уже через шесть лет передал беспроводной сигнал через Атлантику. За эти годы он, как мы понимаем, улучшил передатчик, включив также в него конденсатор и катушку, которые предложил использовать Браун для увеличения энергии и чистоты передачи сигнала. Кстати, Браун был одним из первых, кому удалось построить антенну, которая могла бы контролировать и направлять сигнал.

Дисплей и фотокамера

Премия 1921 года по физике «За заслуги перед теоретической физикой и за открытие закона фотоэлектрического эффекта»

Получил Альберт Эйнштейн

Альберт Эйнштейн получил Нобелевскую премию не за теорию относительности, как считают многие, а за объяснение фотоэффекта. Суть его в следующем: после поглощения определенных порций света металл начинает испускать электроны. Теперь посмотрим на наш смартфон: датчики освещенности регулируют яркость экрана в зависимости от окружающего света. И это все благодаря старику Эйнштейну.

Интеллектуальная начинка

Премия 1956 года по физике «За исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта»

Получили Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн

Транзистор, который лежит в основе смартфонов, — один из главных радиоэлектронных компонентов. Правильно включить три его электрода — выхода в цепь — с этой задачи начинается почти любой практикум по радиофизике. За счет небольших изменений сигнала на промежуточном электроде транзистор позволяет управлять током и сигналами во всей цепи: генерировать их, ослаблять, преобразовывать и создавать картинку.

Корпус и прочие пластиковые детали

Премия 1963 года по химии «За открытие изотактического полипропилена»

Получили Карл Циглер и Джулио Натта

С помощью катализаторов Циглера — Натта удалось синтезировать так называемые изотактические полимеры, звенья которых соединены между собой не абы как, а всегда одним и тем же образом. Такие полимеры превосходят другие полимерные соединения по прочности и гибкости, а потому широко используются в составе пластмасс, из которых делаются корпусы и детали современных коммуникаторов.

GPS-приемник

Премия 1989 года по физике «За изобретение метода разнесенных осциллирующих полей и его использование в водородном мазере и других атомных часах»

Получил Норман Рамзей

До 1967 года одна секунда определялась как 1/31 556 925,9747 доля тропического года, теперь же это — «время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133». Без такого точного определения времени не могла бы работать система GPS и прочие мобильные технологии. Кстати, за атомные часы была присуждена еще одна Нобелевская премия: в 1997 году она была вручена трем физикам «За создание методов охлаждения и улавливания атомов лазерным лучом».

Передача сигнала между вышками сотовой связи

Премия 2009 года по физике «За новаторские достижения в области передачи света по волокнам для оптической связи»

Получил Чарльз Куэн Као

Пришедшая в голову Као в 1960-х годах идея, что помехи и потери в передаче данных связаны с материалом, из которого изготавливались приборы, получила логическое завершение через несколько десятков лет и бесчисленное количество экспериментов. После множества тестов команда Као пришла к выводу, что наилучшим материалом будет кварцевое стекло. Используя оптические волокна, люди могут передавать телекоммуникационные сигналы практически в любую точку Земли.

Дисплей

Премия 1991 года по физике «За обнаружение того, что методы, развитые для изучения явлений упорядоченности в простых системах, могут быть обобщены на более сложные формы материи, в частности жидкие кристаллы и полимеры»

Получил Пьер Жиль де Жен

Жидкие кристаллы — пограничное состояние вещества между твердым и жидким — еще в 1888 году открыл австрийский ботаник Фридрих Рейнитцер. Однако к детальному изучению этого феномена ученые вернулись только почти через сто лет. В конце 80-х годов XX века физик Пьер Жиль де Жен попробовал пропустить через жидкие кристаллы луч света и заметил, что свет, преломляясь в полутвердом веществе, дает четкую пиксельную картинку. Эта технология, за которую французский ученый получил Нобелевскую премию, легла в основу известных многим дисплеев для смартфонов, планшетов, телевизоров и других электронных устройств с экранами.

Процессор и другие элементы

Премия 2000 года по физике «За разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов»

Получили Жорес Алферов, Герберт Кремер, Джек Килби

Телефон, как и любое умное устройство, не может обойтись без процессора. Функции головного центра в телефоне выполняют интегральные схемы, или чипы, — специальные устройства очень маленьких размеров. За разработку «мозгов» для самых разных электронных устройств и получил Нобелевскую премию по физике наш соотечественник Жорес Алферов вместе со своими иностранными коллегами Кремером и Килби.

Как рассказывает Алферов, первую интегральную схему удалось сделать почти в домашних условиях. С тех пор «мозги» телефона, конечно, изменились. Фундамент интегральной схемы — это полупроводниковая подложка. На ней находится кристалл с огромным количеством элементов (до миллиона), которые взаимодействуют друг с другом. Этих процессов так много, что его можно сравнить с гигантским муравейником, где каждый муравей занимается своим делом, в частности передает или преобразует электрический сигнал. Если развивать метафору, то мы внутри этого муравейника хоть и не находимся, но выполняем функцию королевы муравьев — отдаем команду, а верные слуги выполняют поставленную задачу, причем очень быстро.

«Мы сообразили, что большие молекулы ничем не хуже маленьких»

Эксклюзивное интервью лауреата Нобелевской премии по химии Мартина Карплюса

Какова была ваша реакция на присуждение Нобелевской премии?

Я не могу сказать, что это для меня сюрприз. Множество людей говорили мне, что я должен получить Нобелевскую премию. Конечно, в то утро, когда я узнал об этом, это был сюрприз — очень мило, что они в конце концов решили меня наградить.

И давно об этом шла речь?

Все началось еще в 60-х, когда мы впервые начали работать с мельчайшими молекулами.

Но, если честно, делать то, что нам нравится делать, получается только последние десять лет — с того момента, когда появилась возможность для проведения определенных операций использовать компьютер. Тогда же мы и присту­пили к более плотной работе с мельчайшими молекулами. Изучение, эксперименты… Позже мы сообразили, что большие молекулы ничем не хуже маленьких и так же способны к «обучению». Мы с коллегами действительно очень много работали в этой области и сейчас с помощью компьютера можем спрогнозировать очень многое.

После присуждения премии ваша жизнь как-то изменится?

В следующие несколько месяцев наверняка изменится. Я приеду в Стокгольм, увижу президента США, что для меня огромная честь. После этого я продолжу заниматься наукой, исследованиями, несмотря на то что мне уже 83 года, и я буду заниматься наукой до тех пор, пока физически могу это делать. Другая очень важная вещь в моей жизни — это фотография. Я фотограф. У меня есть выставки, которые очень и очень важны для меня. Одну из них можно увидеть в Национальной библиотеке в Париже.