Очередь за Нобелем

Лауреатов Нобелевских премий за 2024 год начнут объявлять уже на будущей неделе. Однако многие пытаются заранее угадать, кто получит почетные награды. Если вы из числа таких — обратите внимание на списки «лауреатов по цитируемости» от компании Clarivate, которые публикуются ежегодно примерно за полмесяца до Нобелевской недели.

Составляются эти списки следующим образом: сначала сотрудники компании собирают имена ученых, работы которых были процитированы коллегами более двух тысяч раз, а потом выбирают из них самых значимых в четырех областях — физиологии и медицине, химии, физике и экономике. Никакой награды «лауреатам по цитируемости» не полагается, хотя в Clarivate считают, что вклад этих ученых в науку сопоставим со вкладом нобелиатов.

Многие исследователи, ставшие лауреатами по цитируемости, в конце концов получают и Нобелевские премии. Правда, порой на между попаданием в список Clarivate и получением награды проходят годы и даже десятилетия. По оценкам компании, с 1989 года ее аналитикам удалось предугадать целых 75 нобелиатов! Так что список можно рассматривать как своего рода прогноза на Нобелевскую премию, пусть и с зазором в несколько лет (хотя аналитики компании и просят не называть эти списки прогнозами).

В 2024 году список Clarivate был опубликован 19 сентября. Рассказываем, кто вошел в него в этом году — и за какие заслуги.

Первыми в этой категории упомянуты Джонатан Коэн (Jonathan Cohen) из Юго-западного медицинского центра Техасского университета и Хелен Хоббс (Helen Hobbs) из Медицинского института Говарда Хьюза. Clarivate отметила их работы, посвященные генетике липидного обмена. Исследователи обнаружили, что мутации, сокращающие экспрессию гена PCSK9, уменьшают у носителей уровень холестерина ЛПНП (липотпротеинов низкой плотности) и тем самым защищают их от сердечно-сосудистых заболеваний. Открытие позволило создать новый класс препаратов, которые имитируют эффект таких мутаций и позволяют управлять уровнем холестерина в крови. В 2015 году Хоббс получила за исследования в этой сфере премию Breakthrough prize. Кроме того, Коэн и Хоббс выявили первый генетический фактор стеатоза печени — заболевания, при котором в клетках печени накапливается жир, из-за чего могут развиться цирроз и рак печени. Им оказалась мутация в гене PNPLA3.

На втором месте — Энн Грейбил (Ann Graybiel) из Массачусетского технологического института, Окихидэ Хикосака (Okihide Hikosaka) из Национальных институтов здравоохранения США и Вольфрам Шульц (Wolfram Schultz) из Кембриджского университета. Они попали в список за физиологические исследования базальных ядер — скоплений серого вещества в белом веществе головного мозга, которые играют центральную роль в регуляции движений и в поведении, включая обучение. В частности, Грейбил вместе с коллегами обнаружила, что повышенная активность хвостатого ядра приводит к отвержению конфликтных решений (такой паттерн поведения характерен для пессимистично настроенных людей с повышенной тревожностью). А Шульц, помимо прочего, исследовал систему вознаграждения — и в 2017 году удостоился за это Европейской премии за исследования мозга имени Грете Лундбек.

Третьими в списке значатся Давор Зольтер (Davor Solter) из Института иммунобиологии и эпигенетики Общества Макса Планка и Азим Сурани (Azim Surani) из Кембриджского университета. В 1984 году они открыли у млекопитающих геномный импринтинг — явление, при котором уровень экспрессии гена зависит от того, от какого родителя были унаследованы аллели. Например, для гена IGF2 рабочей является только копия, унаследованная от отца, а в случае гена IGFR2 — наоборот, только материнская. У человека ученые обнаружили около 250 импринтированных генов — это около процента от общего числа кодируюших генов.

Среди физиков лидируют Рафи Бистрицер (Rafi Bistritzer) из Тель-Авивского университета, Пабло Харильо-Эрреро (Pablo Jarillo-Herrero) из Массачусетского технологического института и Аллан Макдональд (Allan MacDonald) из Техасского университета в Остине. Аналитики Clarivate отметили их теоретические и экспериментальные работы, посвященные двухслойному графену. В 2011 году Бистрицер и Макдональд обнаружили, что если листы графена повернуты друг относительно друга на один из так называемых магических углов (наименьший из которых составляет около 1,1 градуса), то вещество приобретает свойства, которые нельзя было предсказать на основе теоретических расчетов. А в 2018 году команда под руководством Харильо-Эрреро выявила у магического графена, охлажденного почти до абсолютного нуля, свойства сверхпроводника. Позднее Бистрицер, Харильо-Эрреро и Макдональд выпустили целый ряд работ о теоретических основах этого явления и его возможных применениях на практике, например в квантовых устройствах. Мы подробно рассказывали о двухслойном графене и его магических свойствах в материале «Тонко закручено».

Вторыми упомянуты Дэвид Дойч (David Deutsch) из Оксфордского университета и Питер Шор (Peter W. Shor) из Массачусетского технологического института. Они стояли у истоков развития квантовых алгоритмов и вычислений. В частности, Дойч в статье 1985 года предложил идею универсального квантового компьютера, который благодаря логическим вентилям может решать разнообразные задачи. Здесь же исследователь представил один из первых квантовых алгоритмов. В 1992 году Дойч вместе с математиком Ричардом Йожей (Richard Jozsa) опубликовал расширенную и дополненную версию этой работы; в ней описывался алгоритм, позднее получивший известность как алгоритм Дойча — Йожи. Два года спустя Шор, который параллельно изучал теорию вероятностей и информатику, создал квантовый алгоритм, который раскладывает числа на простые множители в миллионы раз быстрее классического. С его помощью можно взламывать криптографические системы с открытым ключом. Чтобы больше узнать о квантовых алгоритмах, прочитайте наши материалы «Квантовое преследование» и «Разминка для кубита».

На третье место среди физиков Clarivate поставила Кристофа Гербера (Christoph Gerber) из Базельского университета — одного из создателей атомно-силового микроскопа. Этот прибор позволяет определять рельеф поверхности с нанометровым разрешением.. При этом принцип его действия относительно прост: он водит по поверхности иголкой с острием нанометровой толщины, оценивает силу, с которой поверхность отталкивает иголку, после чего генерирует изображения на основе полученных данных. Гербер и его коллеги представили атомно-силовой микроскоп в 1986 году в качестве усовершенствованной версии сканирующего туннельного микроскопа, который работал только с проводящими поверхностями. Изначально предполагалось, что новое устройство будет предназначено для получения трехмерных изображений твердых поверхностей. Однако за минувшие четыре десятилетия его приспособили для решения целого ряда других задач, от наблюдения за живыми клетками и диагностики рака до манипуляций со слоями атомов.

В этой категории первыми упомянуты Дэвид Бейкер (David Baker) из Медицинского института Говарда Хьюза и сотрудники компании Google DeepMind Джон Джампер (John Jumper) и Демис Хассабис (Demis Hassabis). В 2018 году исследователи представили алгоритм машинного обучения AlphaFold, предназначенный для решения одной из самых сложных задач в биохимии — реконструкции трехмерной структуры белков на основе их аминокислотной последовательности. Программа дебютировала с победы на соревнованиях CASP13, целью которых являются поиск и независимая проверка новых методов для определения структуры белков. По шкале абсолютной точности (GDT score) она получила 60 баллов. Вторая версия алгоритма, AlphaFold2, победила на CASP14 в 2020 году уже с 92 баллами, что сравнимо с традиционными — очень дорогими, долгими и трудоемкими — экспериментальными методами. А весной 2024 года Google DeepMind выпустила AlphaFold3. Разумеется, AlphaFold и ее наследники используются не только для участия в соревнованиях, но и для решения многих теоретических и практических задач, от реконструкции молекулярных структур до поиска потенциальных мишеней для лекарств. Больше узнать об этой теме можно из нашего материала «Гадание на белковой гуще».

На втором месте расположился Кадзунари Домэн (Kazunari Domen) из Университета Синсу. Его отметили за фундаментальные исследования фотокатализаторов для расщепления воды и разработку систем для синтеза водорода за счет солнечного света. Водород считается эффективным и экологически чистым источником энергии. В отличие от нефти, природного газа или угля, его сжигание не приводит к выбросам углекислого газа, ответственного за изменение климата. Предполагается, что в перспективе водород способен заменить ископаемое топливо. Неудивительно, что Домэн был отмечен за работы, позволяющие значительно удешевить его производство.

На третьем месте — Роберто Кар (Roberto Car) из Принстонского университета и Микеле Парринелло (Michele Parrinello) из Университета Лугано. В 1985 году они опубликовали статью с описанием метода Кара — Парринелло для анализа поведения атомов и молекул. Этот подход позволяет моделировать динамику взаимодействующих атомов и молекул ab initio — то есть из первых принципов, на основе уравнений квантовой механики для электронов, без феноменологических упрощений. В Clarivate отмечают, что исследования Кара и Парринелло привели к революции в вычислительной химии. В настоящее время их метод применяется к системами из нескольких десятков и сотен частиц на временных масштабах до десятков пикосекунд.

Среди экономистов первым лауреатом по цитируемости стала Джанет Карри (Janet Currie) из Принстонского университета. Clarivate отметила ее новаторские работы, посвященные экономическому анализу развития ребенка. Карри, в частности, исследовала, как бедность и правительственные программы по борьбе с ней влияют на здоровье и благополучие детей и их дальнейшую жизнь. Она также оценивала воздействие на детей ряда других факторов, включая жестокое обращение, образование матери и загрязнение окружающей среды.

Следующий в списке — Парта Дасгупта (Partha Dasgupta) из Кембриджского университета. Он наиболее известен исследованиями в области экологической экономики. Например, докторская диссертация Дасгупты была посвящена ограничениям, которые биосфера накладывает на экономический рост. В 1982 году ученый опубликовал монографию «Контроль над ресурсами» о взаимосвязях между численностью населения, потреблением и окружающей средой. А в последние годы Дасгупта исследует влияние биоразнообразия на экономическое благополучие.

Наконец, на третьем месте оказался Паоло Мауро (Paolo Mauro) из Международной финансовой корпорации. В своих самых цитируемых статьях, написанных в 1990-х и 2000-х годах, ученый исследовал влияние коррупции на уровень инвестиций и экономический рост. Например, работа 1995 года «Коррупция и рост» была процитирована коллегами почти 15000 раз.