Нобелевские премии Часть 5. Итоги Челябинск, 2013 © Составитель Л.А. Кожевникова

ИТОГИ С 1901 г., когда была вручена первая Нобелевская премия, и по 2012 г. люди и организации получили 863 премии. В период с 1901 по 2012 гг. Нобелевскую премию получили 839 лауреатов и 24 организации. Вместе они внесли значительный вклад в культурную и научную историю мира. Немногие из лауреатов были удостоены этой чести не единожды, поэтому всего Нобелевскую премию получили 835 людей и 21 организация. Среди правил присуждения Нобелевских премий есть условие о том, что все премии, кроме премии мира, могут присуждаютютться одному человеку лишь однажды. Тем не менее известны четверо нобелевских лауреатов, которые получали премии дважды: Мария Склодовская- Кюри, ее коллеги – химики Лайнус Поллинг (1954 и 1962 годы) и Фредерик Сенгер (1958 и 1980 годы), а также физик Джон Бардин (1956 и 1972 годы).

ИТОГИ Трехкратный лауреат за всю историю Нобелевской премии был только один Международный комитет Красного Креста, получивший премию мира (эта премия единственная, допускающая номинирование не только частных лиц, но и организаций) в 1917, 1944 и 1963 годах. В 1974 году Фонд Нобеля ввел правило, согласно которому Нобелевская премия не присуждаютютется посмертно. До этого было всего два случая посмертного присуждения премии: в 1931 году Эрику Карлфельдту (по литературе), и в 1961 году Дагу Хаммаршельду (премия мира). После введения правила оно было нарушено лишь однажды, и то по трагическому стечению обстоятельств. В 2011 году премию по физиологии и медицине присудили Ральфу Стайнману, однако он скончался за несколько часов до обнародования решения Нобелевского комитета

ИТОГИ За всю историю Нобелевской премии зафиксирован лишь один случай, когда лауреаты дважды получали одни и те же нобелевские медали за одно и то же открытие. Физики из Германии Макс фон Лауэ (лауреат 1915 года) и Джеймс Франк (лауреат 1925 года) после введенного в 1936 году в нацистской Германии запрета на получение Нобелевских премий передали свои медали на сохранение Нильсу Бору, руководив- тему институтом в Копенгагене. В 1940 году, когда Рейх оккупировал Данию, сотрудник института венгр Дьердь де Хевеши, опасаясь, что медали могут изъять, растворил их в «царской водке» (смеси концентрированной азотной и соляной кислот), а после освобождения вы- делил золото из сохраненного раствора золото хлористоводородной кислоты и передал его в Шведскую королевскую академию. Там из него вновь изготовили нобелевские медали, которые и вернули лауреатам. Сам Дьердь де Хевеши в 1944 году был удостоен Нобелевской премии по химии.

ИТОГИ. Физика Нобелевская премия по физике за время существования не присуждаютют- лась 6 раз: 1916, 1931, 1934, 1940, 1941, 1942 гг. В 2012 г. премия присуждаютютлась в 107 раз. Всего было 192 лауреата. 47 премий получил один лауреат, 31 премию – двое, 28 премий разделили три лауреата. Период времени, прошедший со времени создания метода нейтронной дифракции до награждения Шала и Брокхауза является самым боль- шим в истории Нобелевский премий (48 лет). Самым юним лауреатом стал - 25-летний австралиец Уильям Лоренс Брегг (премия по физике 1915 год), ставший лауреатом вместе со своим отцом Уильямом Генри Бреггом. Когда правительство Германии во время Первой мировой войны обратилось к населению с просьбой помочь государству деньгами и ценностями, Вильгельм Ренген отдал все свои сбережения, включая Нобелевскую премию.

ИТОГИ. Химия Нобелевская премия по химии за время существования не присуждаютют- лась 8 раз: в 1916, 1917, 1919, 1924, 1933, 1940, 1941, 1942 годах. В 2012 г. премия присуждаютютлась в 104 раз. Из 104 премий 63 получил один лауреат, 23 были поделены между двумя лауреатами, 18 – между тремя. Фредерик Сенгер единственный в истории человек, получивший премию по химии дважды (1958 г. - «За установление структур белков, особенно инсулина» г. - «За фундаментальные исследования биохимических свойств нуклеиновых кислот, в особенности рекомбинантных ДНК». Самый молодой лауреат – Фредерик Жолио, получивший награду в 35 лет (1935 г.) Самый пожилой – Джон Фенн. На момент принятия решения о присуждении премии ему было 85 лет (премия 2002 г.).

ИТОГИ. Химия Среди лауреатов – 4 женщины – Мария Склодовская Кюри (1911 г.), Ирен Жолио-Кюри (1935 г.), Дороти Кроуфт- Ходжкин (1964 г.) и Ада Йонат (2009 г.) Лайус Поллинг помимо премии по химии (1954 г.) получил Нобелевскую премию мира (1962 г.) Лауреат Нобелевской премии по химии 1993 года Кэрри Муллис выступает в защиту использования ЛСД. Он заявил, что визуализация полимеразной цепной реакции открытие, за которое ему была присуждена Нобелевская премия произошла благодаря принятию ЛСД. Тенденция, просматривающаяся при присуждении премий по химии – с равним успехом за отмеченные открытия можно давать премию по физиологии и медицине.

ИТОГИ. Физиология и медицина Нобелевские премии по физиологии и медицине за время существования не присуждаютютлась 9 раз: в 1915, 1916, 1917, 1918, 1921, 1925, 1940, 1941, 1942 годах. В 2012 г. присуждаютютлась в 103 раз. Премию получил 201 человек. Из них – 10 женщины. Рита Леви-Монтальчини стала первой женщиной, принятой в Папскую академию наук. Рита Леви-Монтальчини стала самым старым нобелевским лауреатом. Она прожила 103 года. Из 103 премий 38 получил один лауреат, 34 премии – два, 31 премия разделена между тремя лауреатами. 94 премии было выдано за открытия. В 2003 г. премия выдана за изобретение магнитно-резонансной томографии В 1949 году премию по физиологии и медицине получил португалец Эгаш Муниш за разработанную им в 1935 году операцию на головном мозге префронтальная лоботомия. Операция уже тогда вызывала сомнения у медиков, а вскоре была официально запрещена во многих странах.

ИТОГИ. Литература Нобелевская премия по литературе за время существования не присуждаютютлась 7 раз: в 1914, 1918, 1935, 1940, 1941, 1942, 1943 годах. В 2012 г. премию вручали в 106 раз. Ее получили 109 человек. Три премии были разделены между двумя лауреатами. В 2005 году, на десять дней позже срока, был назван лауреат премии в области литературы. Причиной стал выход из состава жюри авторитетного критика Кнута Анлунда в знак протеста против присуждения премии годом ранее австрийской писательнице Эльфриде Елинек. Бернард Шоу - единственный лауреат Нобелевской премии, бывший также лауреатом "Оскара" (1938, за сценарий фильма "Пигмалион"). Эрик Аксель Карлфельд единственный нобелевский лауреат по литературе, получивший эту награду посмертно.

ИТОГИ. Литература В начале советско-финской войны Сельма Лагерлёф послала правительству Финляндии свою Нобелевскую медаль, чтобы по- мочь этой стране собрать средства для борьбы с агрессией СССР. Правительство нашло необходимые средства другим способом, а медаль писательницы была ей возвращена. Самым молодым лауреатом Нобелевской премии по литературе является Дж. Редьярд Киплинг, который получил премию в 42 года в 1907 году. Самым пожилым лауреатом к моменту получения Нобелевской премии по литературе стала в 2007 году Дорис Лессинг– 87 лет.

ИТОГИ. Литература Решение о вручение первой Нобелевской премии по литературе Сюлли-Прюдому, а не Льву Толстому вызвало жесткую критику общественности. Группа шведских писателей даже выступила с открытым письмом, протестующим против решения Академии и выступающим в поддержку Толстого. Узнав о том, что Российская академия наук выдвинула его кандидатом на Нобелевскую премию по литературе за 1906 год, 8 октября 1906 года Лев Толстой направил письмо финскому писателю и переводчику Арвиду Ярнефельту. В нем Толстой просил своего знакомого через шведских коллег «постараться сделать так, чтобы мне не присуждаютютли этой премии», ибо, «если бы это случилось, мне было бы очень неприятно отказываться». Ярнефельт выполнил это деликатное поручение, и премия была присуждена итальянскому поэту Джозуэ Кардуччи. Толстой был доволен тем, что премия ему не присуждена. «Во-первых, – писал он, – это избавило меня от большого затруднения – распорядиться этими деньгами, которые, как и всякие деньги, по моему убеждению, могут приносить только зло; а во-вторых, это доставило мне честь и большое удовольствие получить выражение сочувствия со стороны стольких лиц, хотя и не знакомых мне, но все же мною глубоко уважаемых».

ИТОГИ. Премия мира Организации, получившие премию Институт международного права (Гент, Бельгия) – 1904 г. Международное бюро мира – 1910 г. Международный комитет Красного Креста – 1917 г., 1944 г., 1963 г. Нансеновская международная организация по делам беженцев – 1938 г Совет Друзей на службе обществу (Квакеры), Американский комитет Друзей на службе обществу (Квакеры) – 1947 г. Служба верховного комиссара ООН по делам беженцев – 1954 г. Лига обществ Красного Креста – 1963 г. Детский фонд ООН (ЮНИСЕФ) – 1965 г. Международная организация труда – 1969 г. Международная амнистия – 1977 г. Управление Верховного комиссара ООН по делам беженцев – 1981 г. Врачи мира за предотвращение ядерной войны – 1985 г. Миротворческие силы ООН – 1988 г. Пагуошские конференции по науке и глобальним проблемам – 1995 г. Международное движение за запрещение пехотных мин – 1997 г. Врачи без границ – 1999 г. Организация Объединённых Наций (ООН) – 2001 г. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) – 2007 г. Европейский союз – 2012 г.

ИТОГИ. Премия мира Нобелевская премия мира за время существования не присуждаютютлась 20 раз: в 1914, 1915, 1916, 1917, 1918, 1923, 1924, 1928, 1932, 1939, 1940, 1941, 1942, 1943, 1948, 1955, 1956, 1966, 1967, 1972 годах В 2012 г. премия присуждаютютлась в 94 раз. Ее получили 100 индивидуальных лауреатов и 23 организации. 50 премий получил один лауреат, 26 премий – два и две премии разделили три лауреата Ригоберта Менчу, получив Нобелевскую премию мира в 33 года, стала самой молодой женщиной-лауреатом. В 2002 году члены Нобелевского комитета выступили с беспрецедент- ним заявлением, сообщив, что они лишили бы Шимона Переса премии мира, если бы у них была такая возможность. По их мнению, будучи членом кабинета министров, Перес не принял мер к предотвра- щению новой оккупации Израилем палестинских территорий. По некоторым сведениям, сначала на Нобелевскую премию были выдвинуты только Рабин и Арафат, но после того как Шимон Перес пригрозил разрывом мирных соглашений, члены Нобелевского коми- тета сделали исключение из правил, наградив сразу троих.

ИТОГИ. Премия мира В 2002 году Генри Киссинджер возглавил список 100 ведущих интеллектуалов мира. Однажды во время охоты президент Теодор Рузвельт отказался убить медведицу с медвежонком. После этого появилась новая игрушка - плюшевые медвежата, которых стали называть «Медвежата-Тедди". В немецкой националистической прессе Берту Зутнер называли "фурией пацифизма". Переписка с Альфредом Нобелем и призывы Берты Зутнер жертвовать средства на финансирование пацифистских проектов как эффективного средства предотвращения потенциальных войн, привели к тому, что в 1893 г. в личном письме Нобель пообещал ей учредить премию мира.

ИТОГИ. Экономика Премия по экономике с 1969 г. (дата введения), вручалась ежегодно. В 2012 г. премия выдавалась в 44 раз. Ее получил 71 лауреат, 17 премий поделили два лауреате, 5 премий – три. Элинор Остром стала первой и пока единственной женщиной, которая получила премию по экономике. Во время Второй мировой войны Элинор Остром занималась вязкой шарфов для американских солдат. Самым пожилым лауреатом на момент присуждения премии был 90- летний американец Леонид Гуревич (премия по экономике 2007 год).

Нобелевские изобретения Наиболее часто употребляемые формулировки причины награждения премией – «За открытие…», «За исследование…», «За разработку…». Есть Нобелевские премии, выданные «За изобретение…». По физике было выдано 7 дипломов за изобретение, по химии – два и по физиологии и медицине – 1. Из них – 5 дипломов – это изобретение метода, пять – изобретение приборов.

Нобелевские изобретения Дален получил степени магистра и доктора в Чалмерс- ком технологическом университете. Основатель ком- пании AGA. Он проводил исследования по химии аце- тилена с целью получения очень яркого света, разра- ботал методы безопасного хранения газа. Самым из- вестним изобретением Далена является солнечный клапан (1907 г.), сделавший возможними маяки ком- пании AGA. Солнечный клапан состоит из четырех вертикальных металлических стержней, помещенных в стеклянную прозрачную трубку и закрепленных за верхние их концы. Три отполированных стержня расположены вокруг четвертого, зачерненного. При нагревании солнечним светом, отраженним полированними стержнями, зачерненный стержень удлиняется и нажимает рычаг, закрывающий газовый вентиль, делая прохождение газа невозможним и тем самым выключая свет. Ночью зачерненный стержень охлаждается и сжимается, что позволяет поджимаемому пружиной рычагу подняться и открыть вентиль для прохода газа. Возникающий поток газа поджигается с помощью запального устройства. Нильс Густав Дален ( гг.) Солнечный клапан устройство для зажига- ния сигнального огня, обеспечивающее выде- ление газа только в но- чное время или в плохую погоду г. Физика «За изобретение автоматических регуляторов, испо- льзуемых в сочета- нии с газовыми ак- кумуляторами для источников света на маяках и буях»

Нобелевские изобретения Циклотрон – циклический ускоритель нереля- тивистских тяжёлых заряженных частиц (про- тонов, ионов), в котором частицы двигаются в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастот- ное электрическое поле неизменной частоты. Э. Лоуренс ( гг.) Лоуренс предложил идею многократного прохождения частицами ускоряющего зазора с относительно небольшим напряжением, которое не могли обеспечить высоковольтные ускорители. Для замыкания орбиты использовалось постоянное магнитное поле, для уско- рения частиц локализованное высокочастотное элек- трическое поле с амплитудой в несколько киловольт. Калютрон, построенный лабораторией Лоуренса для обогатительного завода в Оук-Ридже во время Второй ми- ровой войны. Одна из модификаций калютрона работала во время войны на обогатительном заводе в Оук-Ридже. Именно с помощью этой установки был наработан уран-235 для сброшенной на Хиросиму атомной бомбы. Первая работающая модель циклотрона С. Ливингстоун и Э. Лоуренс у 27-дюймового циклотрона 1939 г. Физика «За изобретение и создание циклотро- на, за достигнутые с его помощью ре- зультаты, особенно получение искус- ственных радиоак- тивных элементов»

Нобелевские изобретения Идея состояла в специальной настройке электри- ческого поля в зазоре, которая отстающие части- цы подгоняла бы сильнее, а убежавшие вперед - слабее. В результате частицы всегда будут дер- жаться в виде компактного, не расплывающего- ся сгустка. Наконец, чтобы избавиться от инже- нерных проблем, частицы стали запускать вмес- то огромного диска в длинную свернутую в коль- цо трубу, а для удержания их на постоянной ор- бите синхронно с ростом энергии увеличивали магнитное поле. Ускорители такого типа полу- чили название синхрофазотронов 184-дюймовый циклотрон в Университете Беркли в Калифорнии, разгонявший частицы до 100 МэВ В. И. Векслер В 1944 г. советский физик Владимир Векслер и, незави- симо от него годом позже, американец Эдвин Макмиллан (Edwin McMillan) придумали принцип автофазировки Оппенгеймер, Ферми, Лоуренс

Нобелевские изобретения Большой андронный коллайдер Большим назван из-за своих разме- ров: длина основного кольца уско- рителя составляет м; андронним из-за того, что он ускоряет адроны, то есть тяжёлые частицы, состоящие из кварков; коллайдером (англ. collide сталки- ваться) из-за того, что пучки час- тиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках столкновения. Следующим этапом в истории ускорительной техники стало создание коллайдеров - ускорителей со встреч- ними пучками, где два пучка частиц раскручиваются в противоположных направлениях и сталкиваются друг с другом. Изначально эту идею высказал и даже запа- тентовал в 1943 г. норвежский физик Рольф Видероэ (Rolf Wideröe), однако реализована она была лишь в начале 1960-х годов тремя независимыми командами исследователей: итальянской группой под руководст- вом австрийца Бруно Тушека (Bruno Touschek), аме- риканцами под руководством Джерарда ОНейлла (Gerard K. O'Neill) и Вольфганга Пановски (Wolfgang K. H. Panofsky) и но- восибирской груп- пой, возглавляемой Г. И. Будкером

Нобелевские изобретения В теоретической физике существует система урав- нений, называемая стандартной моделью. Она призвана описать все возможности взаимоотноше- ния элементарных частиц – все законы физики. Построена она была, когда далеко не все элемен- тарные частицы были открыты, и предсказала их существование. Теперь в стандартной модели есть всего одна «темная лошадка» - бозон Хиггса, неу- ловимая элементарная частица, ответственная за гравитацию. Мы до сих пор не знаем, почему пред- меты обладают разной массой. Обнаружение бозо- на позволит ответить на этот вопрос. Эксперимен- Ты меньшего масштаба, чем БАК, не годятся

Нобелевские изобретения Посредине темной сферической полости размером с земной шар помещено очень большое количество одинаковых предметов, например, радиоприемников одной и той же марки. В условиях невесомости и отсутствия сопротивления воздуха вы стреляет по ним из пулемета, а на поверхности полости регистрируете скорость и место падения осколков. Подумайте, как по этим данним восстановить конструкцию приемника, и вы получите представление о том, как изучают элементарные частицы» (Панин В. Научные открытия меняющие мир. – М, 2011, с. 22)

Нобелевские изобретения В 1905 г.Бриджмен начал исследования некоторых явлений при высоких давлениях. Из-за поломки установки ему пришлось изменить её, в результате чего он изобрёл новый блок, позволявший получать давления до 100 тысяч атмосфер (10 ГПа). Такие да- вления стали огромним достижением по сравнению с теми, которые достигались до того атмосфер (0.3 ГПа). Также его имя известно в связи с «проклад- кой Бриджмена» и термодинамическим уравнением Бриджмена ТРИ СПОСОБА УПЛОТНЕНИЯ соединений высокого давления. а - в первых экспериментах соеди- нения уплотняли сургучом; б - фла- нцевое соединение на винтах; в - самоуплотняющееся соединение. Первые два способа уплотнения ненадежны, т.к. сургуч и прокладка могут быть выдавлены наружу. В соединении в прокладка полностью закрыта, и при увеличении давле- ния лишь повышается плотность соединения. МИНИАТЮРНЫЙ АППАРАТ для получения очень высоких давлений. Он помещается в напол- ненную жидкостью камеру давления аппарата; конический сосуд поддерживается стальним кольцом и, еще более эффективно, гидростатическим давлением окружающей жидкости г. Физика «За изобретение при- бора, позволяющего создавать сверхвысо- кие давления, и за от- крытия, сделанные в связи с этим в физике высоких давлений» П. Бриджмен ( гг.)

Нобелевские изобретения Пузырьковая камера – трековый детектор элементарных заряженных частиц, в котором трек (след) частицы образует цепочка пузырь ков пара вдоль траектории её движения. Дональд Глазер ( гг.) Старая пузырь- ковая камера (лаборатория им. Энрико Ферми) Камера Вильсона Пузырьковая камера Глейзера Если в камере Вильсона заряженная частица иници- ирует на своём пути превращение пара в жидкость, то в пузырьковой камере, наоборот, заряженная частица вызывает превращение жидкости в пар г. Физика «За изобретение пузырьковой камеры»

Нобелевские изобретения Пузырьковая камера: а - внешний вид б - фотография события в камере в - расшифровка события Важним преимуществом пузырьковой камеры по сравнению с камерой Вильсона и диффузионной камерой является то, что в качестве рабочей среды в ней используется жидкость (жидкие водород, гелий, неон, ксенон, фреон, пропан и их смеси). Эти жид- кости, являясь одновременно мишенью и де- тектирующей средой, обладают на 2-3 поря- дка большей плотностью, чем газы, что мно- гократно увеличивает вероятность появле- ния в них событий, достойных изучения.

Нобелевские изобретения Начало изобразительной голографии было поло- жено работами Эмметта Лейта и Юриса Упатни- екса из Мичиганского Технологического Институ- та (США), получившими в 1962 г. первую объем- ную пропускающую голограмму, восстана- вливаемую в лазерном свете. Схема записи голограмм, предложенная этими ученими, теперь используется в голографических лабораториях повсюду в мире. Деннис Габор ( гг.) Ю. Упатниекс (1936 г.-) и Э. Лейт (1964 г.-) В 1947 г. Д. Габор изобрёл гологра- фию. Это откры- тие не получило коммерческого развития до поя- вления лазера в 1960 г г. Физика «За изобретение и разработку голографичес- кого метода»

Нобелевские изобретения В 1969 г. Стивен Бентон из Polaroid Research Laboratories (США) изготовил пропускающую голограмму, видимую в обычном белом свете. Голограммы, изобретенные Бентоном, были названы радужними, так как они переливаются всеми цветами радуги, из которых состоит белый свет. Голограммы именно такого типа применяются сегодня для защиты от подделок документов, банковских карточек и т.д. Благодаря Бентону голография обрела популярность в широких слоях общества. Ю.Н. Денисюк ( гг.) Решающее значение для развития изобразительной голографии имели работы академика Ю.Н. Денисюка, выполненные в х годах. Он впервые получил отражательные голограммы, позволяющие воспроизводить объемные изображения в обычном, белом свете. Первые высококачест- венные голограммы по методу Ю.Н. Денисюка были выполнены в 1968 г. в СССР - Г.А. Соболевым и Д.А. Стаселько, а в США - Л. Зибертом. С. Бентон ( гг.) В 1970 г. появилось решение Госкомитета о регистрации открытия за 88 с приори- тетом от 1 февраля 1962 г. Две голограммы, которые сделал в 60-х годах Ю.Н. Денисюк

Нобелевские изобретения В 1977 г. Ллойд Кросс получил мультиплексную голограмму, состоящую из множества обычных фотографий объекта, снятых с множества точек зрения, лежащих в горизонтальной плоскости. При перемещении такой голограммы в поле зрения можно увидеть все запечатленные кадры. С середины 70-х годов ве- дутся разработки систем голографического кинема- тографа. В России значите- льные успехи в этом напра- влении были достигнуты специалистами Научно- исследовательского кино- фото института (НИКФИ) в Москве под руководством В.Г. Комара. Ллойд Кросс 2009 г. Виктор Григорьевич Комар (1913 г.)

Нобелевские изобретения Российская кинокамера для съёмки стереофильмов по сис- теме «Стерео-70». В 1991 году Американская академия кинематографических искусств и наук наградила премией «Оскар» отечественную систему «Стерео-70» в номинации «За техническое достижение», признав официально нашу систему стереокино лучшей в мире! Сегодня за пределами России не решён вопрос съёмки стереофильмов одной ка- мерой, а недавние тесты нашей стереокамеры, проведён- ный Иностранними кинематографистами, показали, что и в 21 веке она вне конкуренции: Российская кинокамера для съёмки стереофильмов по системе «Стерео-70» Кадр стереофильма на не- гативной 65 мм киноплёнке системы «Стерео-70» Российская цифровая 3D-stereo камера (НИКФИ) Экран первого в мире стереокинотеатра.

Нобелевские изобретения Первый успешный эксперимент с использованием голографии состоялся в 1948 году. Голография основана на разности фаз волн и может зафиксировать информацию, недоступную для обычного фотоаппарата расстояние от каждой точки фотографируемого предмета до пленки. Чтобы получить голограмму, фотопленку нужно осветить расщепленним на два луча пучком света. Один луч опорный следует направить прямо к пленке, а другой сначала отразить от фотографируемого предмета, а затем также направить к пленке. В результате, фотопленка освещается одновременно опорним лучом и светом, отраженним от предмета. Два луча, прежде чем встретиться в плоскости пленки, проходят различные расстояния, в результате чего возникает интерференционная картина из темных и светлых пятен. Светлые пятна появляются, когда пик одной из пересекающихся волн совпадает с пиком другой, что вызывает резонанс, а темные когда пики одной волны накладываются на впадины другой, что вызывает их гашение. Таким образом, узор на пла- стинке зависит от того, в фазе или в противофазе находятся волны. Голограмма, в отличие от негатива, даже отдаленно не напоминает предмет. Для того, чтобы получить изображение, пленку снова надо осветить светом, аналогичним первоначальному, и тогда он, расщепив- шись на два луча, создаст ту же ситуацию, какая на- блюдалась при фотографировании. Тогда на пленке возникнет трехмерное изображение предмета.

Нобелевские изобретения

Для передачи движения в кино и телевидении применяется дискретизация во времени, т. е. кадровая. Нечто подобное было предложено ис- пользовать в трехмерном кино и телевидении. Речь идет о ракурсной дискретизации. Съемку отдельных ракурсов можно вести с помощью традиционной съемочной аппаратуры – телеви- зионных или кинокамер. Дальнейшая схема включала запись отснятых ракурсов на общую голограмму, их восстановление и проекцию в зал с помощью специального голографическо- го экрана-зеркала. Голографический экран фор- мирует для каждого из зрительских мест индиви- дуально волновой фронт многоракурсного изо- бражения. В этой схеме участие когерентных оптических процессов с применением жестоко стабилизированных голографических устано- вок сведено к минимуму. В основном, они нуж- ны при изготовлении голографического экра- на и записи многоракурсных изображений на промежуточный носитель В 2006 году институт впервые в мире разработал технологию цифровой стереосъемки кукольной анимации одним цифровым фотоаппаратом. В 2007 году ОАО «НИКФИ» на базе анимационной студии "NUKU FILM" создал первый в мире кукольный анимационный фильм «ЧУЧЕЛО» в формате «гигантский экран» (IMAX). Приоритет России в этой области зафиксирован во время презентации фильма на очередной конференции GSCA в г. Ванкувере (Канада). В 2008 году создан мобильный комплекс для цифровой событийной стереосъемки в формате HDV, который прошел успешные испытания в рам- ках международного Каннского кинофестиваля. Кадр из фильма «Чучело» (ле- вая половина сфотографиро- вана через спе- циальные очки)

Нобелевские изобретения Голограмма лазерного луча, отра- жающегося от зеркала (авт. А. Акилов) Голографическое изображение летящей пули

Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ, англ. STM scanning tunneling microscope) прибор, предназначенный для измерения рельефа проводящих поверхностей с высоким про- странственним разрешением. В СТМ острая металлическая игла подводится к образцу на расстояние нескольких ангстрем. При подаче на иглу относительно образца небольшого потенциала возникает туннельный ток. Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния образец-игла. Типичные значения пА при расстояниях около 1 Å. В процессе сканирования игла движется вдоль образца, туннельный ток поддерживается ста- бильним за счёт действия обратной связи, и удлинение следящей системы меняется в зависимости от топографии поверхности. Та- кие изменения фиксируются, и на их основе строится карта высот. Нобелевские изобретения Сканирующий туннелирующий микроскоп (если не считать вакуумную камеру) уме- щается на ладони и позволяет разрешать по вертикали детали размером в 0,1 ангст- рема, или, иначе говоря, одну десятую ди- аметра атома водорода. Разрешающая спо- собность сканирующего острия шириной всего в несколько атомов позволяет раз- решать детали горизонтальной плоскости размером не более 2 ангстремов. В насто- ящее время удалось изготовить острия шириной всего лишь в 1 атом. Герд Карл Биннинг (1947 г.) Генрих Рорер ( гг.) Изображение отдельных атомов кремния – структура Si (111) - (7 х 7), полученное с помощью сверхвысоковакуумного скани- рующего туннельного микроскопа фирмы Omicron г. Физика «За изобретение сканирующего туннельного микроскопа»

Нобелевские изобретения Основная идея этого прибора состоит в том, чтобы сканировать поверхность твердого тела в вакууме с помощью кончика острой иглы. Если между образцом и кончиком иглы приложено напряжение и расстояние достаточно мало, то электроны туннелируют с острия иглы на образец. Поток электронов измеряется как ток туннелирования. Сила тока туннелирования зависит от расстояния между образцом и острием иглы и выражается экспоненциальной функцией расстояния. Водя иглой по образцу и дозируя ток, иссле- дователи получают возможность «нанести на карту» расположение микроскопических (атомных размеров) холмов и долин на поверхности образца. б в г Типовая схема осуществления сканирующих зон- довых методов исследования и модификации поверхности в нанотехнологии (а) и три основных типа приборов: б - туннельный микроскоп, в - атомно-силовой микроскоп и г - ближнепольный оптический микроскоп

Нобелевские изобретения Находясь в творческом отпуске в Стэнфорде (США) Бинниг совместно с коллегой по Исследовательскому центру IBM в Цюрихе Кристофором Гербером (Christoph Gerber) и профессором Стэнфордского университета Келвином Квейтом (Calvin Quate) создали атомно-силовой микроскоп, открывший новые перспективы в микроскопии. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа, позволяющего исследовать только поверхность металлов и полупро- водников, атомно-силовой микроскоп позволяет иссле- довать диэлектрические материалы. Certus Optic I – сканирующий зондовый микроскоп (атомно-силовой микроскоп), совмещенный с оптическим микроскопом исследовательского класса. Комплекс предназначен для работы с методиками оптической и атомно- силовой микроскопии при исследовании биологических объектов и полимерных плёнок. Кристофор Гербер Келвин Квейт Сканирующие зондовые микроскопы

Нобелевские изобретения Всего через 27 месяцев после формулировки базовой концепции сканирующего туннель- ного микроскопа была экспериментально доказана характерная для туннелирования экспоненциальная зависимость тока It от расстояния δz острие-образец. Датой рож- дения сканирующего туннельного микро- скопа считается 16 марта 1981 года. В 1994 году Биннинг основал фирму Delphi Creative Technologies GmbH, которая специализировалась на анализе изображений различного масштаба от микрофотографий до спутниковых карт. Позднее фирма была переименована сначала в Definiens GmbH, а в 2006 году в Definiens AG и зарегистрирована в Мюнхене. От Definiens AG отделилась фирма Definiens Imaging GmbH, которая успешно действует в области программной, объектно-ориентированной классификации изображений. В настоящее время Бинниг возглавляет исследовательскую деятельность в компании. Сканирующий зондовый микроскоп Атомно-силовой микроскоп с вакуумной камерой Solver HV Атомно-силовой микроскоп, CSM Instruments, Швейцария

Нобелевские изобретения Рамзей проводил эксперименты по магнитному резонансу. Чтобы преодолеть трудность с созданием однородных магнитных полей в большом объёме (что необходимо для получения узких спектральных линий и, следовательно, повышения точности измерений), в 1949 году он изобрёл метод разнесённых осциллирующих полей (separated oscillatory field method). Суть этого подхода состоит в том, что вза- имодействие атомов с электромагнитним полем происходит не во всём объёме резонатора, а лишь в двух его небольших участках вблизи входа и выхода резонатора; это позволяет сильно смягчить тре- бование к однородности магнитного поля. Результирующая форма спектральной линии является результатом наложения двух линий, зафиксированных при пролёте атомов через каждый из концов резонатора; при этом ширина узкого центрального пика, образованного при таком наложении, опре- деляет истинную точность измерения и зависит не от времени взаимодействия атомов с полем, а от полного времени пролёта через резонатор. Увеличение этого последнего времени позволяет сравни- тельно легко добиться резкого повышения точности измерений. Норманн Фестер Рамзей ( гг.) Норманн Рамзей (справа) и бомба Малыш», сброшенная на Хиросиму 1989 г. Физика «За изобретение метода раздель- ных колебатель- ных полей и его использование в водородном мазере и других атомных часах»

Нобелевские изобретения Серия работ, связанных с применением метода: 1. Этот метод нашёл применение в атомных часах 2. В измерении таких параметров, как ядерные спины, дипольные и квадрупольные моменты ядер, вращательные магнитные моменты молекул, характеристики спин-спиновых и спин-вращательных взаимодействий 3. Рамзей изобрёл водородный мазер и в дальнейшем применил его к исследованию сверхтонкой структуры водородного спектра и созданию стандарта частоты и времени беспрецедентной стабильности (вместе со своими учениками Дэниэлом Клеппнером) и Марком Гольденбергом) Атомные часы ́ (молекулярные, квантовые часы) - прибор для измерения времени, в котором в качестве периодического процесса используются собственные колебания, связан- ные с процессами, происходящими на уровне атомов или молекул В 2011 г. атомные часы, установленные в Националь- ной физической лаборатории Великобритании (National Physical Laboratory, NPL), были признаны самыми точними часами в мире. Цезиевые часы NPL-CsF2 в настоящее время используются как стандарт для про- верки Международного атомного времени и Всемирного координированного времени. Проверка показала, что эти часы могут отстать или уйти вперед на одну секун- ду за 138 миллионов лет Первые в мире атомные часы, создан- ные в 1949 году Американским нацио- нальним бюро стандартов

Нобелевские изобретения Магнитно – резонансная томография (МРТ) – метод исследования внутренних органов человека с использованием явления ядерно-магнитного резонанса. С помощью томографии можно послойно увидеть все ткани и органы человечес- кого организма и заметить все, даже мельчайшие патологии. Если в основе компьютерной томогра- фии лежит способность любой ткани поглощать рентгеновские лучи, то при МРТ облучаться не придется. Этот метод основан на использовании магнитного поля. Регистрируется энергия, которую выделяют атомы водорода под влияние поля. Потом эта энергия переводится в цифровую форму и создается послойное изображение исследуемого объекта Пол Лотербург ( гг.) Питер Мэнсфилд (1933 гг.) Схема МРТ Вручение Нобелевской премии П. Лотербургу 2003 г. Физиология и медицина «За изобрете- ние метода магнитно- резонансной томографии »

Нобелевские изобретения

Лаборатория Прегля стала мировым цент- ром органического микроанализа. Перед смертью он пожертвовал большую сумму денег Академии наук в Вене на установле- ние премии за достижения в области мик- рохимии. Эта премия носит имя Прегля. Фриц Прегль ( гг.) Широко известен количественный элементный микроанализ органических веществ по Преглю. Условия сжигания должны обеспечивать длите- льный и полный контакт вещества, его паров и продуктов разложения с горячим кислородом. Углерод при этом количественно окисляется до диоксида углерода, а водород - до воды. Про- дукты окисления других элементов, если они содержатся в веществе, улавливаются соответ- ствующими соединениями и не мешают опреде- лению 1923 г. Химия «За изобретение метода микроанализа органических веществ».

Нобелевские изобретения Прегль занимался изучением органических молекул, которые содержали главним образом углерод, водород, кислород, а за час- тую азот, фосфор, серу и другие элементы. Анализ этих соединений требует определения пропорционального состава входящих в них элементов. Сначала весь углерод необходимо превратить в угле- кислый газ, а весь водород – в воду. Затем эти продукты разделя- ются путем поглощения их другими веществами, которые, будучи взвешены до и после поглощения, покажут, какое количество углерода, кислорода и водорода ими было поглощено. Прегль изобрел специальный фильтр, который задерживал все, кроме углекислого газа и воды. Продолжая свои исследования, Прегль разработал методы микроанализа для изучения таких классичес- ких органических групп, как галогены, карбоксильные группы и метилы, а также изготовил с помощью стеклодува чрезвычайно маленького размера новую аппаратуру, которая позволяла опре- делять молекулярный вес вещества через его точку кипения. К 1911 г. Прегль применял свои методы анализа к образцам в количестве от 7 до 13 миллиграммов вещества, а через два года – уже до 3 миллиграммов. Ученый также сократил время хими- ческого анализа до одного часа, т.е. более чем в три раза. Пред- ложенные им методы, гораздо менее сложные и значительно более точные, чем предыдущие, оказались особенно важны при анализе сложных природных соединений.

Нобелевские изобретения Полимеразная цепная реакция (ПЦР) даёт быструю и точную информацию о на- личии возбудителя в организме. Этот ме- тод позволяет в самые короткие сроки оп- ределиться со стартовой антимикробной терапией и провести её оценку в динамике. Существовавшие в то время методики позволяли создавать фрагменты ДНК только в живых клетках и были очень сложны. В 1983 г. Муллис открыл возможность осуществления этого процесса in vitro (в лабораторных условиях). Метод, получив- Ший название «полимеразная цепная реакция», основан на многократном избирательном копировании определенного участка ДНК при помощи ферментов. Спираль ДНК «разматы- вают» при помощи нагревания, затем вводят ДНК-праймеры, которые «отмечают» нужные участки. Далее добавляются свободные основания и фермент ДНК-полимераза. Таким образом создаются две копии нужной последовательности, которые далее нагреваются и разделяются. Процесс повто- ряется, и образцов становится четыре. Последовательним повторением процесса с постоянним удвоением можно получить неограниченное количество ко- пий. Методика используется для многократного увеличения небольшого количества ДНК, что особенно ценно для крими- налистической экспертизы. Компания «Ситус» запатентовала метод, а затем, в 1991 г., продала патент за 300 млн долларов. Кэрри Муллис (1944 г.) Все исходные компоненты пред- ложенной Муллисом реакции были давно описаны и исследо- ваны по отдельности, а вот ис- пользовать их совместно, для амплификации ДНК не доду- мался никто! 1992 г. Химия «За изобретение метода полимеразной цепной реакции».

Нобелевские изобретения Термостабильную ДНК-полимеразу, необходимую для этой реакции, впервые выделили и исследовали за несколько лет до этого советские ученые А.С. Каледин, А.Г. Слюсаренко и С.И. Городецкий из института ВНИИгенетика. Их статья вышла в апреле 1980 года в журнале «Биохимия». С.И. Городецкий и его сотрудники в то время занимались изучением так называемых термофильных бактерий, обитающих в воде гейзеров и горячих источников. Для выяснения причин необыкновенной устойчивости бактерий к высокой температуре они выделяли их ферменты. При этом и была найдена та самая термостабильная ДНК-полимераза, которая с подачи Кари Маллиса нашла применение в реакции ПЦР-амплификации. В своих статьях Муллис ссылается на работу советских авторов по выделению термостабильной ДНК-полимеразы. Одно время в научной беллетристике даже обсуждали вопрос о том, не должны ли фирмы, продающие этот фермент и получающие миллиардные прибыли, платить определенный процент тем биохимикам, кто опубликовал методику его выделения и впервые исследовал. Но фирмы сослались на то, что молекулярный вес их термостабильной полимеразы несколько отличается от описанной советскими ученими и, стало быть, фирмы выделяют не тот же самый фермент, хотя и по той же методике и из того же вида бактерий! Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – является наиболее чувствительним и быстрым методом диагностики ЛЮБОЙ инфекции. В основе метода ПЦР лежит комплиментарное достраивание участка геномной ДНК или РНК возбудителя. Специфичность метода определяется уникальностью генетического материала выявляемых инфекционных агентов (вирусов).

Итоги Человечество всегда будет благодарно всем тем, кто своим трудом, знаниями и талантами способствует развитию и процветанию человеческой цивилизации, несмотря на форму, в которой эта благодарность будет проявляться.