Если учёные пустятся во все тяжкие…

Чем бы занялись нобелевские лауреаты в условиях неограниченных бюджета, времени и сил
«Узнать, как началось всё»
«Создать точные молекулярные машины и искусственные мышцы»
Илья Фомин    
Альфия Максутова    

Большая наука почти всегда связана с большими затратами. Возьмём, к примеру, создание детекторов гравитационных волн или расшифровку человеческого генома — на эти проекты ушёл не один десяток лет и не один миллион долларов, потребовался труд тысяч учёных и инженеров. А если бы все ресурсы были безграничными и сыпались на исследователей как из рога изобилия? Какую проблему они взялись бы решать? Какой эксперимент поставили бы? Что открыли бы или изобрели? Мы задали эти вопросы двум нобелевским лауреатам. Ответы нас удивили.

«Узнать, как началось всё»


Барри Бэриш — американский физик, директор гравитационно-волновой обсерватории LIGO. В 2015 году детекторы обсерватории впервые засекли гравитационные волны, существование которых было предсказано Общей теорией относительности Эйнштейна. За это Барри Бэриш и его коллеги — также основатели LIGO Кип Торн и Райнер Вайсс — получили год назад Нобелевскую премию по физике.

Если бы у меня были неограниченные ресурсы и достаточно времени, я бы придумал эксперимент, позволяющий понять, как появилась ранняя Вселенная. То, что мы сейчас знаем, подтверждает теорию Большого взрыва и инфляционной Вселенной. Но чтобы полностью понять, как прошли самые первые мгновения, нужен новый инструмент и эксперимент.

Все наши сегодняшние знания о Вселенной целиком основаны на изучении фотонов. Однако они позволяют увидеть не всё прошлое, а лишь события, случившиеся спустя 400 000 лет после Большого взрыва. Если мы хотим узнать, что было ещё раньше, нужно провести другое исследование — изучить гравитационные волны, которые не были поглощены: именно они могут рассказать о первых мгновениях жизни Вселенной.

Мы только недавно засекли гравитационные волны с помощью аппаратов в космосе, и потребуется много работы, а также более специализированные инструменты, чтобы изучить раннюю Вселенную. Такой эксперимент точно будет проходить в космосе — придётся тщательно продумать технологические решения. И хотя пока мы не знаем, как это сделать, я верю, что это возможно — когда у нас будет достаточно данных, ресурсов и светлых умов. На мой взгляд, нет ничего более потрясающего, чем знать, как началось всё!

«Создать точные молекулярные машины и искусственные мышцы»


Жан-Пьер Соваж — французский химик, в 2016 году получил Нобелевскую премию за синтез и дизайн «молекулярных наномашин» — молекул, которые при подаче энергии совершают контролируемые движения. Ещё в 1983 году команда Соважа смогла соединить молекулы в цепь под воздействием солнечного света. В 1995-м учёные заставили двигаться одну молекулу вокруг другой, подавая на неё энергию. Последние исследования Соважа направлены на создание из молекул искусственных человеческих тканей.

Вопрос интересный: он одновременно удивляет и сбивает с толку. Мне кажется, финансирование не должно быть слишком щедрым или неограниченным, как вы предложили. Причина проста: у лидера группы должно быть значительно меньше людей, чем идей, которые эти люди могли бы воплотить в жизнь. Парадоксально? Нет. Начать амбициозный проект — это важное решение, его нужно тщательно продумать. Необходимо убедиться, что проект действительно великий, новаторский и при этом выполнимый, имеющий высокий научный и технологический потенциал. Если у вас ограниченное количество талантливых сотрудников, вы просчитаете все возможные ходы, будете искать творческие решения. В ходе размышлений вы доработаете проект так, что он будет удовлетворять всем перечисленным выше условиям. И только когда вы и ваша команда убедитесь, что дело того стоит, вы приступите к работе.

Если же бюджет будет неограниченным, появится множество слабых и тривиальных проектов. Ведь вы сможете нанять столько людей, сколько пожелаете, и начнёте столько проектов, сколько захотите. Иными словами, финансовые ограничения и конкуренция полезны, поскольку заставляют воплощать только лучшие проекты, быть настолько креативным и изобретательным, насколько это возможно.

Я уверен, что большой бюджет существенно не изменил бы мою научную карьеру. Это справедливо и для других больших проектов. Несколько десятков лет назад лекарство от рака было абсолютным приоритетом для учёных и врачей США. В 1960–1970-х эти исследования получали почти неограниченную финансовую поддержку, пока не стало понятно, что значительного прогресса таким образом не добиться. Это яркий пример того, что время, размышления и высококвалифицированная работа для великих открытий важнее, чем финансирование.

В целом, конечно, масштабные исследования высокого уровня требуют щедрого денежного вливания, но не безграничного. Возвращаясь к вопросу, над чем бы стал работать я со своей группой, будь у нас доступ к большому количеству денег, думаю, мы сделали бы более точные молекулярные машины, а именно биосовместимые машиноподобные системы. Я уверен, что эта область науки будет стремительно развиваться: созданные человеком машины смогут взаимодействовать с ферментами, чтобы стимулировать их или наоборот — сдерживать активность. Машины смогут путешествовать в жидкостях и уничтожать агрессоров: злокачественные клетки, вирусы или бактерии. Машины заменят слабые или больные клетки мышц и других типов тканей. Уйдёт немало времени, чтобы создать полноценные искусственные мышцы, которые будут сокращаться и расширяться, но однажды это случится.


P.S. Всех интересующихся темой Megascience и наукой в целом, портал oLogy приглашает 13-14 октября на площадку Фестиваля NAUKA 0+ "Золотые мозги" в главном здании Российской академии наук на Ленинском проспекте 32А. В программе выставка научных комиксов, дискуссии, встречи с авторами научно-популярных книг, научные настолки и многое-многое другое. Подробности - на страничках мероприятия в Facebook и VK.

Источники

Спецномер научно-популярного журнала «Кот Шрёдингера», октябрь 2018