Image: Mark A. Garlick
Каждый год журнал Nature публикует список из 10 людей, которые заметно повлияли на науку. О том, как немецкий физик разработал ядерные часы, экономист из Бангладеш стал управлять государством, а американская исследовательница уточнила скорость расширения Вселенной — читайте в нашем материале.
Точнейшие часы в мире и зарплата для молодых ученых
Первый ученый в Nature’s 10 — немец Эккехард Пейк. Он впервые создал часы, основанные на ядерных переходах, потенциально более точные, чем атомные.
Идея ядерных часов появилась у Пейка и его коллеги Кристиана Тамма в 2001 году. Они предположили, что изотоп тория-229 можно использовать для создания сверхточных часов. Такие часы должны были быть основаны на энергетических переходах внутри атомного ядра, а не на изменениях в электронных орбитах, как в атомных часах. Но оказалось, что перевести ядро тория-229 в состояние с более высокой энергией довольно сложно. Кроме того, ученым предстояло настроить лазер на энергию перехода ядер и использовать его частоту для определения времени.
Только в 2024 году Пейк разработал ультрафиолетовый лазер, с помощью которого заставил ядро тория-229 «тикать». Так он создал первый прототип ядерных часов, самых точных в мире. По словам ученого, впереди еще много работы: для ядерных часов необходимы более компактные лазеры и детальное изучение влияния материалов на точность переходов энергии.
Другой ученый года — Кейтлин Харас, сыгравшая ключевую роль в повышении заработной платы для молодых исследователей Канады.
Кампания SOS (Support Our Science, «Поддержи нашу науку») началась в Канаде в 2022 году как инициатива аспирантов, столкнувшихся с финансовыми трудностями из-за стагнации стипендий и роста стоимости жизни. Кульминацией движения стала забастовка в мае 2023 года, в которой приняли участие 10 тысяч молодых ученых из 46 исследовательских учреждений. Тогда правительство не смогло увеличить размер стипендий. В Торонто участники акции собрались возле офиса министра финансов Христи Фриланд. Кейтлин Харас, возглавлявшая движение, лично встретилась с министром, чтобы обсудить требования исследователей.
Помимо забастовки, SOS организовывал митинги, встречи с представителями правительства, пресс-конференции и массовую рассылку писем премьер-министру и министру финансов.
Стагнация финансирования исследований негативно сказывалась на здоровье и карьерных перспективах молодых ученых. Однако благодаря усилиям Харас и ее команды в 2024 году заработная плата для аспирантов и постдоков была увеличена по всей Канаде, а количество стипендий — расширено. По словам Кейтлин Харас, ключом к успеху стало умение привязать требования к приоритетам правительства, подчеркнув вклад науки в экономику и разнообразие исследовательского сообщества.
Сама Харас завершила аспирантуру в 2023 году и не сможет воспользоваться результатами кампании, однако достижение команды SOS стало примером того, как настойчивость молодых ученых может изменить систему и улучшить условия для будущих поколений.
Грунт с обратной стороны Луны
Китайский ученый Ли Чуньлай вошел в список как человек, получивший первые образцы грунта с обратной стороны Луны.
В мае 2024 года миссия «Чанъэ-6» отправилась на Луну. Космический аппарат провел два дня, сверля поверхность и собирая почти два килограмма камней и пыли из бассейна Южный полюс — Эйткен. Этот регион интересует ученых из-за его уникального состава: потоков лавы, фрагментов коры и, возможно, мантии Луны.
Ли Чуньлай отвечал за выбор места посадки аппарата. Позднее на Земле он в течение нескольких дней извлекал материал из запечатанного бокса, который аппарат доставил исследователям. Затем ученый поместил почти 2 килограмма образцов в коробки, заполненные азотом. Ли Чуньлай был одним из первых, кто изучил доставленные материалы. Он отметил их свежесть и особенность: материал оказался более светлым и рассыпчатым по сравнению с ранее собранными образцами.
Изучение обратной стороны Луны позволит выяснить, почему эта часть так сильно выделяется более толстой корой и меньшим содержанием радиоактивных элементов. Это также поможет понять эволюцию других планет, включая Марс и Венеру.
Камни уже переданы в лаборатории Китая для исследований, а ученые из других стран смогут получить доступ к ним через несколько лет.
Журнал Nature включил в список и исследовательницу из России — Анну Абалкину. Она стала известной благодаря борьбе с фальсификацией в научной литературе.
Анна Абалкина, сегодня работающая в Берлине, на протяжении 13 лет занимается выявлением плагиата, фальшивых исследований и так называемых «бумажных фабрик» — компаний, продающих поддельные научные статьи. Ее исследования сосредоточены на России, странах бывшего СССР, Иране и Индии, а также на клонированных журналах — мошеннических сайтах, выдающих себя за легитимные издания для получения гонораров.
В декабре 2023 года ее расследование привело к тому, что Scopus, международная база данных научной литературы, удалил ссылки на сайты журналов, признанных мошенническими. Однако Абалкина продолжает выявлять новые случаи: даже в 2024 году отдельные фальшивые издания все еще проникают в научные базы данных. Кроме того, недавно она обнаружила попытку мошенников клонировать сайты журналов крупных издательств, что привлекло внимание международного научного сообщества.
Впервые Анна Абалкина столкнулась с академическим мошенничеством в 2010-х. Она заметила, что одна аспирантка сплагиатила ее статьи в своей работе. Когда Абалкина пожаловалась на статью в журнале, тот опубликовал лишь поправку о том, что автор забыл сослаться на ее работу. Вскоре после этого исследовательница занялась выявлением плагиата в диссертациях.
Позже, переехав в Италию для получения степени докторской степени, Абалкина столкнулась с глобальными проблемами научного мошенничества: от поддельных работ до подкупа редакторов журналов. Теперь исследовательница изучает, как работают бумажные фабрики и другие схемы. Ее работа привела к сотням отозванных статей и созданию инструментов для проверки легитимности журналов.
«Анна готова задавать сложные вопросы влиятельным людям. Она делает это жестко, но профессионально, что, на мой взгляд, делает ее деятельность очень эффективной», — рассказал Иван Орански, соучредитель Retraction Watch, на сайте которого опубликован инструмент Абалкиной.
Сейчас исследовательница сосредоточена на понимании корней проблемы — почему ученые покупают статьи и где в научной системе существуют уязвимости.
Лечение миопатии и системного склероза
Хуцзи Сюй, китайский ученый, также стал одним из исследователей года. Он отметился разработкой первого метода клеточной терапии для лечения аутоиммунных заболеваний.
В сентябре 2024 года команда Сюя опубликовала результаты, которые показали эффективность новой терапии на основе Т-клеток с химерными антигенными рецепторами (CAR). Уже через несколько дней после процедуры пациенты заметили улучшения: женщина с тяжелой воспалительной миопатией смогла поднять руки, а два мужчины с системным склерозом сообщили о значительном ослаблении симптомов. Через шесть месяцев у всех троих наступила ремиссия.
CAR-T-клетки запрограммированы на уничтожение В-клеток, которые играют ключевую роль в развитии аутоиммунных заболеваний. Хотя этот метод уже используется для лечения рака крови, исследования Сюя стали первыми, где клетки брали у донора, а не у самого пациента. Для удаления генов, которые могли бы вызвать отторжение донорских клеток организмом, команда использовала генетический инструмент CRISPR/Cas9.
Команда Сюя уже протестировала методику на двух десятках пациентов и планирует расширить использование терапии на людей с легкими формами аутоиммунных заболеваний. Для широкого применения потребуется доказать долгосрочную эффективность донорских клеток.
Американская исследовательница Венди Фридман включена в Nature’s 10 за вклад в решение одной из самых сложных загадок космологии — определение скорости расширения Вселенной.
Споры вокруг так называемой постоянной Хаббла продолжаются десятилетиями. Одни методы измерений показывают скорость 67 км/с на мегапарсек, другие — 72–74 км/с. Эта разница мешает изучать возраст и структуру Вселенной.
Традиционно для измерений ученые наблюдают за яркостью сверхновых в галактиках, расстояние до которых нужно определить. Чтобы понять, как видимая яркость сверхновых соотносится с расстоянием до нее, исследователи полагаются на сравнение со «стандартными свечами» — звездами цефеидами, обнаруженными относительно близко Млечного Пути. Но Фридман пошла дальше: ее команда разработала два новых типа стандартных свечей и провела перекрестную проверку результатов, используя данные с телескопа James Webb.
На основе нового методам наблюдения за сверхновыми, в 2024 году Фридман подтвердила более низкое значение постоянной Хаббла, совпадающее с измерениями космического микроволнового фона — 67 км/с на мегапарсек. Однако метод, основанный на цефеидах, продолжает давать более высокие результаты. Вероятно, дополнительные наблюдения с телескопа James Webb и новые методы с использованием гравитационных волн позволят ученым прийти к единому мнению.
Nature также включил лауреата Нобелевской премии мира Мухаммада Юнуса в список Nature’s 10. Ученый-экономист в этом году стал политическим лидером — Юнус возглавил Бангладеш после свержения автократического правительства.
Юнус родился в 1940-х годах в Читтагонге, на территории Британской Индии, а затем Восточного Пакистана. В 1970-х он начал работать над моделью микрокредитования — небольших займов для бедных. Его модель, впервые опробованная в сельских районах Бангладеш, доказала, что даже малые суммы — часто меньше 100 долларов США — могут изменить жизнь, если ими правильно распоряжаться. В 1983 году Мухаммад Юнус основал Grameen Bank, который показал, как можно бороться с бедностью экономическими методами. Сегодня система микрокредитов распространена по всему миру, хотя и подвергается критике за высокие процентные ставки в некоторых случаях.
6 августа 2024 года Юнус стал управлять страной с населением в 170 миллионов человек. Вместе с временным правительством и студенческими лидерами он сформировал экспертные группы для защиты государственных институтов от политического вмешательства. Среди приоритетов — борьба с коррупцией, защита гражданских прав и равный доступ к образованию.
Ключевую роль в успехе Юнуса играет поддержка студентов. Ставшие движущей силой революции, они выдвинули одно требование: именно Юнус должен возглавить временное правительство. Его поддержка среди молодежи объясняется многолетним опытом решения сложных социальных проблем. Многие студенты вошли во временное правительство, что напоминает участие молодежи в арабских революциях 2010-х годов. Однако в отличие от тех событий, ситуация в Бангладеш остается относительно стабильной благодаря поддержке студентов и военных.
Борьба с «научной амнезией»
Плацид Мбала, ученый из Демократической Республики Конго (ДРК), попал в список Nature’s 10 за вклад в борьбу с эпидемией оспы обезьян, ставшей глобальной проблемой в 2024 году.
В начале года оспа обезьян поразила Центральную Африку, унеся жизни сотен людей. В то время Плацид Мбала обратил внимание на подозрительное увеличение числа случаев заболевания среди молодежи и сотрудников сферы сексуальных услуг в восточных регионах Конго. Позже оспа обезьян была зафиксирована в Европе, Азии и Северной Америке, а также в шести африканских странах, где болезнь раньше не встречалась.
Мбала и его команда выяснили, что болезнь вызывал новый штамм вируса, передающийся от человека к человеку. Он отличается от вируса, виновного в вспышке 2022 года. Новый штамм распространяется не только через контакт с животными, как это было раньше, но и среди людей в лагерях для беженцев и при бытовых контактах. Исследования также выявили несколько штаммов вируса в Киншасе, что повышает риск новых глобальных вспышек.
По словам ученого, «научная амнезия», из-за которой болезни вроде оспы обезьян остаются без внимания, должна остаться в прошлом. Мбала рассказал, что мир знал, на что способен вирус, и все же, как только уровень заражения за пределами Африки снизился ниже определенного уровня, на болезнь снова перестали обращать внимание. Несмотря на угрозу, вакцины и лекарства, доступные странам с высоким уровнем дохода в 2022 году, оставались недоступными для Африки до сентября прошлого года, пока вспышка не приобрела глобальный масштаб.
Сегодня ученый тестирует стратегии взаимодействия здравоохранения и местных сообществ в борьбе с оспой.
В списке ученых этого года появился швейцарский юрист — Корделия Бэр, которая выиграла суд против своего правительства по поводу его политики в области климата..
Изучая последствия аномальной жары 2003 года, Корделия Бэр обнаружила, что пожилые женщины особенно уязвимы перед изменениями климата. Этот факт стал основой для судебного иска, в котором утверждалось, что бездействие швейцарского правительства нарушает права человека.
В 2016 году несколько десятков женщин объединились в ассоциацию KlimaSeniorinnen Schweiz под руководством Корделии Бэр, чтобы защитить интересы пенсионерок в условиях климатических изменений. после нескольких лет практически безуспешных попыток, в 2020 году Бэр и ее коллеги обратились в Европейский суд по правам человека (ЕСПЧ). Судебный процесс длился несколько лет, но в 2024 году ЕСПЧ вынес решение, которое стало важным прецедентом. Суд признал, что ассоциация имеет право на защиту в соответствии с Европейской конвенцией по правам человека и что Швейцария была обязана обеспечить защиту населения от климатических изменений. Также было установлено, что Швейцария нарушила свои обязательства по Парижскому соглашению и Рамочной конвенции ООН об изменении климата.
Швейцарское правительство пытается оспорить решение, утверждая, что принятые в 2024 году законы уже соответствуют требованиям суда. Однако KlimaSeniorinnen настаивают, что Швейцария не выполнила ряд обязательств, включая составление углеродного бюджета. Корделия Бэр продолжает работать над реализацией судебного решения. В ближайшее время Комитет министров Совета Европы рассмотрит, какие конкретные меры должна предпринять Швейцария.
По оценкам ученых-юристов, постановление ЕСПЧ уже возымело действие — другие суды начали ссылаться на дело в своих решениях по искам об изменении климата.
Точный прогноз погоды за восемь минут
Завершает список ученых года американский исследователь Реми Лам, получивший известность благодаря внедрению ИИ в прогнозирование погоды.
В 2024 году проект под названием GraphCast, возглавляемый Ламом, стал лидером в области точности погодных прогнозов. В отличие от традиционных моделей, основанных на физических законах, GraphCast — это нейронная сеть, построенная на данных о реальных атмосферных измерениях. Модель не использует знания физики, но выдает прогнозы, которые уже превосходят результаты суперкомпьютеров.
GraphCast способен составлять прогноз за менее чем минуту на обычном компьютере, тогда как традиционные методы требуют часов вычислений. Это открывает новые возможности для быстрого реагирования на экстремальные погодные явления.
Сегодня модели ИИ, включая GraphCast, зависят от данных, предоставляемых физическими измерениями, но Лам и его команда продолжают работать над их усовершенствованием. В этом году компания DeepMind, в которой работает Лам, представила новую модель GenCast. Она готовит 15-дневный прогноз за восемь минут — быстрее и точнее традиционных методов.
По мнению Реми Лама, в будущем машинное обучение сможет помочь синоптикам делать сверхточные прогнозы на период более 10 дней и учитывать сложные микроклиматы городов по всему миру.
Каждый отмеченный эксперт внес значительный вклад в развитие науки Их истории показывают, насколько важны инновационные идеи, упорство и сотрудничество в достижении научных успехов, действительно меняющих мир.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.