جوایز نوبل امسال در این سه حوزه علمی به تحقیقاتی تعلق گرفت که شاید بیشتر از آنچه نمود عمومی داشته باشد در مرز‌های دانش پیش میرود تا به مرور زمان اثرات آن بر حوزههای مختلف علم نمایان شود. مرز‌های دانش یعنی دقیقا همانجا که پرسشهای بنیادین بشر شکل گرفته و محققان در تلاشند با یافتن پاسخ این سوالات، جهانی که در آن زندگی می‌کنیم را بهتر درک کرده و زمینهها را برای دیگر حوزههای علم و فناوری آماده کنند. شاید در نگاه اول به نظر برسد موضوعاتی که نوبل‌های فیزیک و شیمی و پزشکی به آنها تعلق گرفته، غیرکاربردی است که دانستن و ندانستنش تفاوت زیادی در زندگی بشر ایجاد نمی‌کند، اما کافی است کمی صبر کنید و ببینید در چند سال آینده هر کدام از این موضوعات چطور عملیاتی شده و به بطن زندگی ما وارد می‌شود. از حوزههای پیچیده علوم زیستی و پزشکی گرفته که می‌تواند اطلاعاتی شگفت‌انگیز از انسان‌هایی که پیش از ما در این سیاره زندگی می‌کرده اند ارائه کند، بگیرید تا شیمی که می‌تواند دارو‌های تازه‌ای برای درمان سرطان، یکی از فراگیرترین بیماریهای بشر در دهه‌های اخیر برای‌مان به ارمغان بیاورد و فیزیک که روشهای پیشگامانهای برای توسعه فناوری در اختیار انسان بگذارد. به همین دلیل است که علوم پایه در تمام کشورهای جهان جایگاهی ویژه دارد و همواره مورد توجه بوده و هستند، چون با پیشروی در مرز‌های دانش می‌شود فناوری، صنعت و پزشکی را هم ارتقا داد.
جوایز فیزیک و شیمی نوبل هر سال از سوی فرهنگستان سلطنتی علوم سوئد به محققان برتر این حوزهها ارائه می‌شود. آکادمی نوبل سوئد جایزه ادبیات، کمیته نوبل نروژ جایزه صلح، بانک مرکزی سوئد جایزه علوم اقتصادی و مجمع نوبل در موسسه کارولینسکای سوئد جایزه فیزیولوژی یا پزشکی را به محققان برتر این رشته‌ها اهدا می‌کند. ارزش این جوایز ۱۰میلیون کرون سوئد معادل ۸۹۰هزار دلار آمریکاست.
نوبل پزشکی برای دست یافتن به ژنوم انسانهای باستانی
انجام آزمایش روی گونههایی که دیگر وجود ندارند و سال‌هاست که منقرض شدهاند، مدت‌ها بود ذهن دیرینهشناسان را درگیر کرده بود. نوبل فیزیولوژی یا پزشکی سال ۲۰۲۲/۱۴۰۱ به کسی تعلق گرفت که زمان زیادی را برای یافتن پاسخ این پرسش صرف کرده بود که بالاخره بین انسانهای باستانی و انسانهای خردمند امروزی چه ارتباطی وجود دارد؟ تحقیقات جدی در این زمینه از زمانی آغاز شد که بقایای فسیل انسانهای نئاندرتال در سال ۱۸۵۶/۱۲۳۴ در آلمان پیدا شد و تا به امروز ادامه داشت. دیرینه شناسها در این مدت سعی کردند با بررسی مولکولهای دیانای از استخوان انسانهای باستانی که حدود ۴۰هزار سال قدمت داشتند به راز و رمز‌ها در اینباره پی ببرند. در نهایت سوانته پابو، محقق ژنتیک تکاملی که اهل سوئد است پس از سال‌ها تحقیقات این نتایج را تکمیل کرد و ساز و کار مؤثری برای بازیابی و بررسی مواد ژنتیکی پسرعمو‌های باستانی ما به کار برد و سرانجام برنده نوبل پزشکی امسال شد. سونه بریستروم، پدر سوانته پابو هم در سال ۱۹۸۲ برنده جایزه نوبل پزشکی شده بود. دست یافتن به ژنوم این انسانهای باستانی کار بسیار پیچیدهای است به همین علت سال‌های زیادی زمان برده تا محققان بتوانند آن را خالص و بدون تداخل با عوامل محیطی، مطالعه کنند. نگهداری این نمونه ها و رساندن‌شان از زمان حفاری در اعماق خاک تا آزمایشگاه، فرآیند بسیار سختی است، زیرا حتی تکهای از پوست دست باستانشناسها و محققان یا قطره کوچکی از بزاق دهان آنها می‌تواند خطای بزرگی در نتایج آزمایش ایجاد کند. حتی وجود باکتریها ویروسهایی که درون این نمونههای باستانی وجود دارد، می‌تواند عملیات آزمایشگاهی را با دشواری همراه کند. اهمیت کار پابو در این بوده که توانسته با راهکارهایی، مواد ژنتیکی را از باکتریها، ویروسها و همینطور پوست، بزاق و... محققان جداسازی کند و ژنوم با خلوص بالا به دست آورد. حالا پس از سال‌ها ما درباره پسرعمو‌های باستانی خود اطلاعاتی به دست آوردهایم که شاید پیشتر از این شبیه یک رویا بود. با دانستن توالی ژنوم انسانهای باستانی میتوانیم مشابهت آنها را با انسانهای امروزی پیدا کنیم، تفاوتهای آنها را با انسانهای خردمند درک کرده و عوامل انقراض و آسیبپذیریشان را مطالعه کنیم.
نوبل شیمی برای راهکار‌های تازه در درمان سرطان
کارولین برتوزی از دانشگاه استنفورد کالیفرنیا، مورتن ملدال از دانشگاه کپهناگ دانمارک و کارل بری شارپلس از موسسه تحقیقاتی اسکریپس کالیفرنیا سه محققی هستند که نوبل شیمی ۲۰۲۲ را از آن خود کردند. نتایج تحقیقات آنها در حوزه پیوند دادن مولکولها به یکدیگر و اثر این واکنشها در سلولهای زنده بوده است، زمینهای از شیمی که به آن شیمی کلیک گفته می‌شود. برای درک بهتر این که این حوزه از شیمی به چه مبحثی می‌پردازد، قلابهای شیمیایی کوچکی را تصور کنید که میتوان آنها را به بلوکهای مختلف متصل کرد و مولکولهایی با پیچیدگی و تنوع بیشتر ساخت که کاراییهای بهتری هم داشته باشند. این بخش از شیمی در توسعه دارو‌های مختلف برای درمان بیماری‌ها و توالییابی دیانای و تولید مواد شیمیایی جدید به کار میرود و کمک می‌کند دانشمندان نقش مولکولهای زیستی را در سلول‌ها و ارگانیسمها درک و در درمان بیماریهای خاص موفقتر عمل کنند. ایده اولیه مربوط به شیمی کلیک اولینبار از سوی شارپلس مطرح شد. برتوزی و همکارانش در ادامه تحقیقات شارپلس و ملدال توانستند نوع جدیدی از پادتنها را توسعه دهند که با کمک آنزیمهای خاص می‌تواند در سطح سلولی، سلولهای تومور سرطانی را هدایت کند و آنها را در اختیار سیستم ایمنی بدن قرار دهد. در بین این سه شیمیدان که تحیقات‌شان می‌تواند خبر‌های خوبی برای درمان سرطان در آیندهای نه چندان دور داشته باشد، کارل بری شارپلس دومینبار است که برنده نوبل شیمی می‌شود و کارولین برتوزی هم هشتمین زنی است که نامش در فهرست زنان برنده نوبل میآید.
نوبل فیزیک برای درک تازه و دقیق‌تر از درهمتنیدگی کوانتومی
فیزیک کوانتومی در دهه‌های ابتدایی قرن بیستم ظهور کرد. این دوره، انقلاب علمی دوم نامیده می‌شود به این دلیل که دانشمندان تلاش کردند از آنچه درون اتمها اتفاق می‌افتد باخبر شوند و رفتار ذراتی را که در دل اتم است، درک کنند. سال ۱۹۲۷ یکی از محور‌های اصلی کانیک کوانتومی از سوی ورنر هایزنبرگ بیان شد؛ اصلی به نام عدم قطعیت. این اصل با کمک ریاضیات نشان میداد زمانی که در دنیای داخل اتمها و ذرات درون آن آزمایش انجام میدهیم، نمیشود به طور همزمان اطلاعاتی درباره مکان وسرعت ذره به دست بیاوریم؛ زیرا هرچه یکی از دو ویژگی را دقیق‌تر بررسی و اندازهگیریاش کنیم، دیگری مبهمتر و نامطمئنتر به دست میآید. به گفته هایزنبرگ، این مرزی است که در فیزیک کوانتوم قرار دارد و نمی‌توان درباره هر ذرهای مثل الکترون به طور دقیق مکان و سرعت آن را اندازهگیری کرد. آلبرت اینشتین که خودش از بنیانگذاران نظریه کوانتوم بود این مسأله را رد کرد و سال ۱۹۳۵ مقاله‌ای با همکاری بوریس پودولسکی و ناتان روزن نوشت و سعی کرد نقصهای مکانیک کوانتومی را توضیح دهد. این موضوع به مرور زمان به یکی از بحثهای فلسفی در بین فیزیکدان‌ها تبدیل شد. سال ۱۹۶۴ جان استورات بل فیزیکدان نظری که در آزمایشگاه بزرگ سرن کار می‌کرد آزمایش ذهنی را ارائه کرد که مفهومش این بود؛ اگر دو ذره زیر اتمی با فاصله زیادی در حد چندین سال نوری از هم قرار بگیرند آزمایش بر روی یکی، می‌تواند نتایج اندازه گیری ذره دیگر را به طور کامل تغییر دهد، آنچه امروز به درهم تنیدگی کوانتومی معروف شده است و اساس حوزه اطلاعات کوانتومی به حساب میآید. در واقع این طور به نظر میرسد دو ذره شبیه یک واحد عمل می‌کنند و در حال انتقال اطلاعات‌شان برای همدیگرند در حالی که دو ذره کاملا جدا از هم هستند. اسپکت از موسسه اپتیک پاریس، جان کلوزر از دانشگاه کالیفرنیا و آنتون زیلینگر از دانشگاه وین اتریش با کمک تحقیقات مفصلشان در این زمینه توانستند درهم تنیدگی کوانتومی را به عنوان یکی از مهمترین بخش‌های مکانیک کوانتومی نشان دهند. این ویژگی مهم مکانیک کوانتومی در زمینه رمزنگاریهای بسیار پیچیده، توسعه اینترنت کوانتومی و محاسبات کوانتومی کاربرد دارد.
روزنامه جام جم
