Наука – это она: 8 лауреаток Нобелевской премии, чьи открытия изменили мир

Нобелівська премія є однією з найвищих нагород у світі. Премія вручається особам, які зробили видатний внесок в області хімії, фізики, літератури, зміцнення миру і фізіології або медицини — тим, хто указом Альфреда Нобеля в своєму заповіті "приніс найбільшу користь людству". З 1969 року з'явилася також Нобелівська премія з економіки.

З моменту вручення першої Нобелівської премії в 1901 році і до 2020 року (у 2021 жодна жінка поки не отримала премії) відсоток «жіночих» премій становить лише 6% — лише 57 жінок удостоїлися цієї нагороди.

Згідно з Доповіддю ЮНЕСКО з науки гендерна упередженість в науці реальна і впливає на жінок на всіх рівнях. Менше 30% вчених — жінки. Це підтверджує і статистика: жінки в меншій мірі, ніж чоловіки представлені в престижних університетах і серед керівників вищої ланки, тобто на тих позиціях, де вчені найчастіше публікуються. Це призводить до недостатнього фінансування досліджень, скорочення кількості публікацій, зменшення наочності і більш повільного кар'єрного росту.

Три роки тому Шведська королівська академія наук нарешті визнала — жінки і представники етнічних меншин недостатньо представлені серед Нобелівських лауреатів. Щоб виправити цю обставину, академія озвучила прохання пропонувати в якості кандидатів більше жінок і прямо вказувала в листах на необхідність дотримуватися принципу різноманітності — як гендерної, так і етнічної. 

В результаті 2019 став переломним в історії "Нобелівки" — тоді було номіновано більше жінок, ніж зазвичай. А наступний 2020 рік приніс жінкам найбільшу кількість премій з точних наук, ніж будь-який інший. 

Звісно, говорити про якісь квоти було б недоречно. Адже Альфред Нобель прямо заявив, що приз повинен отримати найдостойніший. Але зрозуміло одне — нарешті голоси жінок-вчених почали звучати гучніше, а науковий світ почав звертати увагу на досягнення жінок не тільки в питанні боротьби за мир.

4 жовтня стартував Нобелівський тиждень, він триватиме до 11 жовтня. Ми ще не знаємо, чи вдасться нам цього року побачити серед лауреатів жінок, але сьогодні хотіли б згадати тих науковиць, завдяки яким відбулися прориви саме у точних науках. Більшість з цих видатних жінок отримали Нобелівську премію власноруч, проте деякі були вимушені незаслужено відійти на другий план — замість них володарями престижної нагороди стали чоловіки.

Двічі лауреатка Марія Кюрі

Марія і Ірен Кюрі — єдині мати й донька в історії, що вибороли премію Альфреда Нобеля. Марія — за відкриття радіоактивності, а Ірен — за синтез нових радіоактивних елементів. 

Стати однією з найшанованіших осіб у світі науки, у якому в той час беззастережно домінували чоловіки, Марії Склодовській-Кюрі допоміг чіткий план і сильне бажання добитися успіху. Уроджена Марія Склодовська стала символом наукового знання: єдина жінка, що двічі (у 1903 і 1911 рр) удостоїлася Нобелівської премії, та ще й єдиний нобелівський лауреат з двох наукових дисциплін — фізики і хімії. Причому премія з хімії була індивідуальною.

Крім того, нобелівським лауреатом був не тільки її чоловік П'єр Кюрі, який завжди наполягав на тому, що внесок Марії у відкриття був ніяк не менший за його власний, а й дочка Ірен Жоліо-Кюрі (вона отримала Премію з хімії у 1935 році). Все сімейство займалося вивченням властивостей і застосуванням виявлених ними елементів радію і полонія, названого на честь батьківщини Марії Склодовської — Польщі. Саме Марія Кюрі ввела у обіг термін «радіоактивність».

Уявити собі сучасність без знання про радіоактивні речовини та їх застосування, в тому числі в медицині, неможливо. За безцінні дослідження, внесені у скарбничку прогресу, велика вчена і її сім'я поплатилися здоров'ям і життям.

"Магічні числа" Марії Гепперт-Маєр

Марія Гепперт-Маєр — фізикиня, одна з чотирьох жінок-лауреаток Нобелівської премії з фізики. Марія теж уродженка Польщі, у її сімейній династії — сім поколінь професорів. Жінка стала гідною продовжувачкою династії, ставши наступною повною професоркою. 

Уже після війни, працюючи асистентом-професором Чиказького університету (без платні, бо дружина професора не могла отримувати гроші), Марія Гепперт-Маєр задалася питанням, як влаштовано атомне ядро і що таке "магічні числа". Попри те, що вперше на їхнє існування вказав німецький фізик Вальтер Ельзассер у 1933 році, можна сказати, що саме Гепперт-Маєр і відкрила їх разом з Едвардом Теллером (батьком водневої бомби), коли вони працювали над статтею про походження хімічних елементів. 

З цієї роботи вона почала працювати над питанням, чому елементи, які мали 2, 8, 20, 28, 50, 82 і 126 протонів або нейтронів, були особливо стабільними. У 1948 році Марія повідомила про свою теорію будови атомного ядра в статті, порівнявши ядро ​​з цибулиною. Модель Гепперт-Маєр пояснювала існування магічних чисел у фізиці ядра тим фактом, що елементи з атомними масами 2, 8, 20, 28, 50, 82 та 126 стабільніші за сусідів у періодичній таблиці. Природа цього пояснення полягає в спін-орбітальній взаємодії нуклонів, у результаті чого в ядрі утворювалися оболонки з можливою кількістю нуклонів 2, 6, 10 та ін. Так, коли заповненнюється чергова оболонка, виходить надзвичайно стабільна конфігурація ядра.

За цю теорію жінка через 60 років після Кюрі стала другою лауреаткою Нобелівської премії з фізики. Після смерті Гепперт-Маєр Американське фізичне товариство заснувало на її честь нагороду: її присуджують молодим жінкам-фізикам на початку їхньої наукової кар'єри.

Переворот в органічній хімії Дороті Кроуфут Годжкін

Присудження Дороті Мері Кроуфут Годжкін Нобелівської премії з хімії у 1964 році за успішні рентгеноструктурні дослідження складних біологічно активних сполук, в тому числі пеніциліну і вітаміну В12, було сприйнято хіміками усього світу як абсолютно справедливе. Але все ж таки ім'я переможниці викликало деяку сенсацію. Годжкін була лише третьою жінкою, яку удостоїли Нобелівської премії з хімії, причому в області, де далеко не кожен чоловік міг би домогтися успіху.

Британська біохімікиня присвятила 8 років свого життя дослідженню з розшифровки структури вітаміну В12. Коли вона взялася до роботи, завдання виглядало майже безнадійним, проте праця її увінчався успіхом. Виявилося, що структура молекули вітаміну В12 набагато складніша всіх інших біологічно активних сполук. 

Визначення структури дозволило з'ясувати механізм дії вітаміну в організмі, а також спланувати перші експерименти з модифікації його молекули з метою зміни фізіологічних властивостей. Для остаточного визнання отриманих нею результатів довелося витримати нелегку боротьбу з вкоріненими і упередженими уявленнями хіміків-органіків, які мали сумнів щодо правильності запропонованих структур. Втім, роботу Кроуфут-Годжкін було відзначено Нобелівською премією. 

Дороті Мері Кроуфут Годжкін прожила довге й активне життя незважаючи на важкий фізичний недуг: з 24 років вона страждала на тяжку форму ревматоїдного артриту. Її наукові заслуги отримали визнання і в неї на батьківщині. У 1960 році Годжкін стала почесною професоркою і Вульфсонівскою лауреаткою Королівського товариства. А також другою жінкою в історії Великої Британії, яка була нагороджена орденом «За заслуги».

"Сходження на Еверест" Ади Йонат

Ада Йонат — ізраїльська вчена-кристалографиня, лауреатка Нобелівської премії з хімії за 2009 рік (спільно з Венкатраману Рамакрішнаном і Томасом Стейцом) "за дослідження структури і функцій рибосоми". 

Йонат є однією з піонерів в галузі дослідження рибосоми. Крім цього, вона першою застосувала методику низькотемпературної білкової кристалографії. Її дослідження впливу антибіотиків на рибосому і механізмів опору організму антибіотиків були важливим кроком у процесі вивчення клінічної ефективності лікарської терапії.

Дівчинці, яка народилася в бідній родині продавця зелені, доводилося змалечку самій заробляти на хліб. Вона замітала підлогу, мила посуд, няньчила дітей. У школі Ади була хімічна лабораторія, майбутня науковиця відповідала за її прибирання і радо користувалася можливістю потрапити туди, щоб ставити там свої перші досліди. Вставала о пів на шосту ранку і вже о шостій давала приватні уроки з математики та хімії. Усе це в майбутньому зробило її більш витривалою. 

У науковому світі Аду Йонат довго вважали ненормальною, тому що вона бралася за дослідження, які, на думку інших людей, були безнадійними, але жінка ніколи не дозволяла скептикам вплинути на себе. Ада Йонат впевнена: прогрес, нехай навіть і невеликий, важливіший, ніж спроби переконати колег, які впевнені в тому, що у нас "немає шансів". 

"Я завжди кажу своїм учням, що заняття наукою приносять радість і задоволення. Ви ставите питання, яке вас захоплює, і шукаєте на нього відповідь — це і є найефективніший спосіб роботи! Я люблю порівнювати роботу дослідника зі сходженням на Еверест. Піднятися на вершину — досягнення, але й саме сходження — теж незвичайне пригода".

Дороті Стрікленд — жінка, яка стала сенсацією

У 2018 році сталася справжня сенсація — вперше за останні 55 років лауреатом Нобелівської премії з фізики стала жінка. Донна Стрікленд стала третьою жінкою-фізикинею з моменту заснування Премії, раніше цієї премії були удостоєні Марія Кюрі в 1903 році і Марія Гепперт-Маєр в 1963 році. Після другого нагородження серед науковців навіть існував жарт, що премія з фізики дістається жінкам раз на 60 років і наступної варто чекати не раніше, ніж у 2023.

Але канадська вчена не була налаштована чекати ще п'ять років і спростувала цей анекдот. У співавторстві з Артуром Ешкіном та Жераром Муру Стрікленд отримала нагороду за роботу, якою займалася ще в часи студентства на ступінь докторки філософії з фізики (оптика). Техніка підсилення чирпованих імпульсів, яку Стрікленд розробила з Жераром Муру, своїм науковим наставником, використовується для продукування надкоротких імпульсів дуже високої інтенсивності, що має застосування в технологіях, які використовують лазерні промені, у хірургії, медицині та фундаментальних наукових дослідженнях.

Коли її запитали, як це — бути третьою жінкою-лауреаткою на Нобелівську премію, Стрікленд відповіла, що спочатку вона була вражена, як мало жінок отримували нагороду: "Хоча, гадаю, ми живемо в чоловічому світі, тож не дивно спостерігати більшість чоловіків і тут".

Але визнання досягнень Донни Стрікленд — це обнадійливий сигнал для жінок в науці і загалом для різноманіття в науці, що сприятиме впровадженню інновацій.

Френсіс Арнольд бере еволюцію під контроль

Того ж року американка Френсіс Арнольд (разом із Джорджем Смітом та Грегорі Вінтером) отримала Нобелівську премію з хімії за вивчення "спрямованої еволюції ферментів". Френсіс Арнольд вважається засновницею цього напрямку. У її лабораторії працювали над створенням нових, більш ефективних ферментів, і Френсіс Арнольд вирішила використовувати для цього той самий метод, що використовує сама природа. Адже природа, як часто каже Арнольд, не конструює білки, а створює безліч варіантів, з яких відбираються найвдаліші. 

Принцип еволюції простий: під впливом зовнішнього середовища організми змінюються (мутують) — і зміни ці відбуваються в ДНК, тобто в генетичному коді клітин. Якщо це допомагає організму вижити, то змінену ДНК будуть успадковувати його нащадки — і зміни закріпляться на генному рівні. Якщо ні — організм гине. Так відбувається природний відбір. 

Френсіс Арнольд придумала, як імітувати цей процес і фактично направляти еволюцію. Вона розробила технологію, яка дозволяє вносити зміни в ДНК, де закодована інформація для виробництва «біологічних будматеріалів» організму. В результаті клітина починає виробляти нові ферменти (ензими), яких раніше не існувало, тобто білки, що прискорюють хімічні реакції і можуть бути використані в різних цілях.

Простіше кажучи, Френсіс Арнольд фактично створила універсальну біологічну мікрофабрику, навчившись програмувати клітини для виробництва білків з потрібними їй властивостями. 

Зараз саме так отримують нові ензими в усьому світі. З їх допомогою створюються нові ліки, нові види екологічно чистого біопалива і багато іншого.

Чорні діри існують! — довела Андреа Ґез 

Три лауреата поділили Нобелівську премію з фізики у 2020 році за своє відкриття про один із найзагадковіших феноменів у всесвіті — про чорну діру. Серед них була й американка Андреа Ґез — вона стала четвертою фізикинею, яка стала лауреаткою за час присудження премії. 

Фізичні властивості чорних дір настільки відрізняються від того, що ми звикли бачити навколо, що навіть самі вчені, передбачивши існування таких об'єктів, не могли до кінця повірити в їхнє існування. Ґез з колегами відповіла на одне з найважливіших питань астрономії. Вивчаючи понад 3 тисячі зірок, вона довела, що в центрі нашої галактики Чумацький Шлях, приблизно в 26 000 світлових років від нас, знаходиться надмасивна чорна діра, яка має масу, що більш ніж в 3 мільйони разів перевищує масу Сонця. Це питання було предметом запеклих суперечок серед астрономів більше чверті століття. Завдяки відкриттю Андреа Ґез на одну таємницю Всесвіту стало менше.

Сама Ґез зазначила, що ці дослідження "були на передньому краї" розвитку астрофізики. 

Генетичні ножиці Емманюель Шарпантьє і Дженніфер Дудни

У 2020 році вперше в історії премію з хімії присудили виключно жінкам.

Нобелівську премію з хімії отримали Француженка Емманюель Шарпантьє і американка Дженніфер Дудна за створення "генетичних ножиць". Працюючи по різні боки Атлантичного океану, вони спільними зусиллями з'ясували, як розрізати ДНК в заздалегідь визначеному місці і "перезаписати код життя".

Своє відкриття науковиці зробили, коли досліджували імунну систему бактерій. Ця технологія допомогла вдосконалити методи боротьби з раком та спадковими хворобами. "Можливість розрізати ДНК в потрібному місці зробила революцію в природничих науках", — заявила Пернілла Віттунг Стафшеде зі Шведської академії наук на церемонії нагородження.

За словами Шарпантьє, той факт, що нагороду вперше отримали дві жінки, демонструє, що в науці стає більше жінок-лідерок. "Чесно кажучи, я вважаю, що жінкам завжди складніше, — додає Френсіс Дудна,  — і має посилитися визнання всіх ролей жінок, повинна збільшитися підтримка жінок, які мають сім'ю, одночасно ведуть господарство і працюють. Я б дуже хотіла побачити відкрите визнання можливостей жінки та її права обирати свій шлях: професійний і особистий".

Але в історії були і жінки-вчені, які внесли у точні науки внесок, гідний присудження Нобелівської премії, та у світі чоловіків ці "невидимі жінки" так і не стали лауреатками.

Поділ ядра Лізи Мейтнер

У 1944 році Нобелівську премію з фізики одноосібно отримав Отто Ган. Ліза Мейтнер працювала разом із Ганом та заклала теоретичну базу для поділу ядра (саме вона запровадила цей термін), але не отримала визнання Нобелівським комітетом. Частково — через стать, частково — через єврейське походження, частково — через егоїстичність Гана. Навіть через багато років, ставши провідною фігурою в післявоєнній німецькій науці, Ган продовжував применшувати роль Лізи в спільних дослідженнях. 

Однак саме ідеї Майтнер були багато в чому визначальними для його відкриття і пояснення ядерних процесів, що заклали початок атомної ери. Ейнштейн, даючи інтерв'ю в 1945 році, сказав: "Я не вважаю себе творцем вивільненої атомної енергії. Я зіграв у цьому лише другорядну роль. Вона була відкрита в Берліні Ганом, який ще й неправильно інтерпретував своє відкриття. Правильну інтерпретацію дала Ліза Мейтнер". 

Іменем Лізи Мейтнер назвали астероїд, кратери на Місяці і Венері. 109 елемент таблиці Менделєєва, Мейтнерій, теж отримав назву на її честь. У Берліні є Інститут Гана-Мейтнер, а в Мюнхені — вулиця Мейтнер. Науковий фонд і Міждержавна асоціація післядипломної освіти Австрії заснували дослідницькі стипендії імені Лізи Майтнер, що присуджуються за наукові дослідження в галузі атомної фізики та хімії.

Експеримент Ву Цзяньсюн

Фізикиня Ву Цзяньсюн народилася у 1912 році в невеликому містечку недалеко від Шанхая, Китай. Її шлях до фізики почався в школі для дівчаток, яку заснував її батько, вважаючи, що всі молоді жінки повинні мати можливість отримати освіту. У той час такий прогресивний спосіб мислення був надзвичайним явищем.

Ву продовжила вивчати фізику в Шанхайському університеті, а в 1940 році отримала ступінь доктора філософії у Каліфорнійському університеті в Берклі. У 1944 році вона приєдналася до Мангеттенського проекту, в основному зосередившись на детекторах випромінювання. Отримавши посаду в Колумбійському університеті, Ву продовжила свою кар'єру, поринувши у вивчення процесу бета-розпаду та радіоактивного розпаду.

Коли її навички і знання стали відомі всьому науковому співтовариству, Ву привернула увагу двох американських фізиків — Лі Цзундао та Ян Чженьніна, які запропонували Ву поставити експеримент для перевірки їхньої нової теорії слабких взаємодій, побудованої без використання закону збереження просторової парності. У 1957 році Ву Цзяньсюн виконала необхідний експеримент (тепер він відомий як "експеримент Ву") та показала порушення парності у випадку бета-розпаду. За це відкриття наприкінці того ж року Лі і Янг стали Нобелівськими лауреатами, а Ву знехтували. Про неї лише згадали на церемонії нагородження.

Наступні роки Ву продовжувала працювати. Написала книгу по бета-розпаду. Успішно займалася різноманітними дослідженнями. У 70-х роках її досягнення вже стали широко визнаватися — у 1975 році вона стала президенткою Американського фізичного товариства, через три роки — першою лауреаткою премії Вольфа з фізики, однієї з найпрестижніших наукових премій у світі. Ще за життя її іменем був названий астероїд. Були і десятки інших нагород і відзнак. І були публічні виступи, у яких Ву Цзяньсюн говорила про важливі проблеми. У тому числі про право і можливості для жінок займатися наукою нарівні з чоловіками.