Текст: Јована Николић

Како наставити низ који чине Оскар, неколико Греми награда за најбољи музички албум, Златни глобус, Пулицерова награда и место у Рокенрол холу славних? Боб Дилан је пронашао потпуно неочекивано решење – Нобеловом наградом за књижевност.

Сто осма Нобелова награда за књижевност је по много чему несвакидашња. Најпре се на награду у овој области чекало дуже него на оне у осталим категоријама, затим је додељена песнику око кога су и даље подељена мишљења да ли се може назвати песником, а први пут у историји нобеловац сазнаје да је добио престижну награду истог дана када има концерт. Друштвене мреже су већ пуне честитки, коментара и понеких речи незадовољства, а публика у Лос Анђелесу вечерас ће имати прилику да уживо слуша лауреата и пева стихове који су награђени највећим признањем у свету књижевности.

Добитника Нобелове награде за књижевност прогласила је Сара Денијус, секретар Шведске академије наука, уз објашњење да је Дилан донео нов поетски израз у оквиру америчке традиције песама. На питања новинара како је направљен овако необичан избор, Денијусова је одговорила да је Дилан велики песник и да његове песме не само да се могу читати независно од музике, већ је препоручљиво упознати их и на тај начин. Она је овом приликом подсетила на дугу песничку традицију која није одувек била повезана са записаним речима и оним што се данас сматра конвенционалним књижевним делима, напомињући да су у античкој Грчкој песнички текстови били намењени слушању и извођењу, а често су их пратили музички инструменти.

Слично објашњење за Диланово име међу нобеловцима има и књижевник Салман Ружди, који је на свом Твитер профилу написао да су песма и поезија тесно повезане још од Орфеја, а да је Дилан сјајан наследник бардовске традиције и одличан избор за Нобелову награду.

Роберт Ален Зимерман, познатији као Боб Дилан, на оригиналан начин је спојио фолк, рок, кантри и поп музику и обогатио је поетским текстовима. У својој педесетогодишњој каријери, Дилан никада није био само музичар, већ отелотворење античког песника у савременом свету, који не само да проводи живот на турнејама и спаја музику и поезију, већ преноси важне поруке и покреће друштвене промене. Шездесетих година је важио за гласника читаве генерације, за покретача свести о грађанском активизму, а данас се његови стихови већ могу замислити као делови антологија поезије.

Годинама уназад љубитељи дела Боба Дилана напомињали су да је заслужио Нобелову награду за књижевност, али је мало ко веровао да ће се то заиста догодити. Ове године су му кладионице прогнозирале веће шансе него досад (1:50), али су бројни медији пренели текстове у којима се говори да је то само жеља публике која се неће остварити. Међутим, како је речено на конференцији за новинаре у Шведској академији наука, комисија је без несугласица одлучила – награду је заслужио Mr. Tambourine Man.

Нобелове награде 2016. Сваке године, током прве недеље октобра, у Стокхолму се додељује пет престижних награда које је својим завештањем успоставио шведски научник Алфред Нобел. Награде се саопштавају од понедељка до петка, увек истим редом: медицина, физика, хемија, књижевност и мир. Првог следећег понедељка објављује се и додатна награда у Ослу, за економију. Као и претходних година, из дана у дан, Елементаријум прати Нобелову недељу. Истражите више…

Текст: Тијана Марковић

Нобелова награда из економије додељена је ове године Оливеру Харту са Харварда и Бенкту Холмстрому са MIT-a, за развој теорије уговора.

Овогодишњи лауреати су развили теорију уговора као свеобухватан оквир за анализу многих различитих питања у дефинисању уговора, попут зарада руководилаца заснованих на учинку, такса и партиципација у осигурању, али и приватизација активности јавног сектора.

Већина данашњих уговора се односи на везе између осигуравајућих друштава и власника возила, акционара и извршног менаџмента, јавних органа и њихових добављача. С обзиром да у већини случајева такви односи често подразумевају и сукоб интереса, уговори морају бити правилно дефинисани како би се осигурало да постоји обострана корист између странака. Нови теоријски алати које су направили Харт и Холмстром веома су драгоцени за разумевање уговора и институција у реалним ситуацијама, као и потенцијалних замки у формулисању уговора.

У касним седамдесетим годинама 20. века, Бенгт Холмстром је демонстрирао како управник (на пример, акционар компаније) треба да осмисли оптимални уговор за извршитеља (CEO-а компаније), чији рад једним делом управник не може да надзире. Холмстром је Принципом информативности, прецизирао како овај уговор треба да повеже плату извршилаца и релевантне информације о његовом учинку. Коришћењем основног модела уговора између управника и извршитеља, он је показао колико је оптимални уговор пажљиво одмерава ризик од неоснованог давања подстицаја.

У каснијем раду, Холмстром je генерализоваo ове резултате на много реалније ситуације, и то: када радници нису само награђени платама, већ и са потенцијалним унапређењима; када су извршитељи уложили велике напоре на различитим пословима, док директори примећују само неке димензије учинка; када поједини чланови тима напредују захваљујући раду својих колега.

Средином осамдесетих година 20. века, Оливер Харт дао је основни допринос грани теорије уговора који се бави и случајем непотпуних уговора. Пошто је немогуће да уговор дефинише сваку могућу ситуацију, ова грана теорије наводи оптималну расподелу права контроле: која страна у уговору треба да има право да доносе одлуке у којим условима? Истраживања које је Харт спровео на непотпуним уговорима, која бацају ново светло на власништво и контролу пословања, имају огроман утицај на неколико области економије, као и на политичке науке и право.

Током последњих неколико деценија, они су такође истраживали многе њене примене. Њихова анализа оптималних уговорних споразума поставља интелектуалну основу за креирање различитих политика и закона, од стечајног законодавства до политичких устава.

Текст: Ивана Хорват

У једном од својих визионарских говора, славни Ричард Фајнмен предвидео је постојање најмањих машина. “Дајте нам још 25-30 година, и биће неке практичне примене од тога”, говорио је. Иако помало другачије од машина из Фајнменове приче, управо данас у свечаној сали Шведске краљевске академије наука, 30 година касније, додељена је Нобелова награда тројици научника за допринос у овом пољу истраживања: дизајн и синтезу молекуларних машина – најмањих машина на свету.

Овогодишњу награду поделили су Жан-Пјер Суваж са Универзитета у Стразбуру, Сер Фрејзер Стодарт са Нортвестерн Универзитета у САД-у и Бернар Феринга са Универзитета у Гронингену. Њихове најмање машине на свету хиљадама пута мање су од дебљине власи косе. 

Ове машине, величине молекула, које је могуће контролисано покретати како би извршиле одређени задатак када се систему дода енергија, први је осмислио Жан-Пјер Суваж 1983. године, само годину дана пре него што се Ричард Фајнмен осврнуо на будућност технологије. Као ни сам Фајнемен, ни остатак шире заједнице није знао да су први корацу у овом смеру већ били напрваљени.

Професор Суваж повезао је два молекула у облику прстена  у систем који подсећа на повезане карике у ланцу. На овај начин Жан-Пјер Суваж успео је да произведе први молекуларни ланац.

На пример, молекули могу да настану путем ковалентне везе када се њихови саставни делови, атоми, међусобно споје ”делећи” електроне. Међутим, у случају молекуларних машина, ствар је нешто другачија. Веза између молекула није хемијска, већ механичка. Ово је и био неопходан услов да се један молекуларни систем назове машином. Неопходно је било постићи одређену аутономију делова, односно способност да се један у односу на други крећу, а да притом остану функционални систем.

Развој молекуларних машина настављен је неколико година касније када је Фрејзер Стодарт створио још једну молекуларниу машину. Овај “невидљиви” уређај састојао се из два ланца молекула: једног кружног, затвореног и другог у облику праве линије, са задебљанима на крају – попут тега за боди-билдере.

Затворени молекуларни прстен могао је да се креће дуж осе другог молекула, али није могао да “склизне” с једног или другог краја управо због специфичног облика линераног дела. На овој машини заснива се рад молекуларног лифта, молекуларног мишића и молекуларног компјутерског чипа.

Наставак следи у лабораторији Бернара Феринга у Холандији. Овај научник први је осмислио молекуларни мотор 1999. године. Специјалним дизајном мотора постигао је, уз помоћ ултра-љубичасте светлости, да се ротор мотора континуирано окреће у истом смеру. Уз помоћ њега, успео  је да ротира стаклени цилиндар 10 000 пута већих од димензија машине. Осим тога, овај холандски научник дизајнирао је и нано-ауто.

Сва три научника успела су да молекуларне системе доведу у таква енергетска стања у којима се њихова кретања могу контролисати. У погледу фундаменталних истраживања, својим резултатима повели су развој хемије у област нових димензија.

Као и увек, када се ради о оваквим истраживањима, поставља се питање примене и развоја нових технологија. Можда је још увек рано говорити о њиховој широј употреби, иако је листа будућих апликација заиста импресивна: од нано машина, транспортовања лекова до одређених места у организму, паметних материјала који свој облик мењају у зависности од спољашњих утицаја, до складиштења енергије на молекуларном нивоу.

До шире употребе вероватно ће морати да прође још неколико деценија. Молекуларни мотор тренутно је у фази развоја у којој је електрични мотор био средином 19. века. Можда је излишно говорити о револуцији до које је електрични мотор довео: како би данас изгледао свет без електричних возова, аутомобила, веш машина, робота, свемирских летелица, индустријских постројења, усисивача, фрижидера?

С великим узбуђењем можемо констатовати да је ера молекуларних машина тек пред нама.

Жан-Пјер Суваж рођен је 1944. године у Паризу. Тренутно је професор емеритус на Универзитету у Стразбуру и директор лабораторије за неорганску хемију при познатом француском научном институту CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique).

Сер Фрејзер Стодарт, рођен је 1942. године у Единбургу. Докторирао је на Универзитету у Единбургу 1966. године, а тренутно је професор на Нортвестерн Универзитету у Сједињеним Америчким Државама.

Бернар (Бен) Феринга рођен је 1951. године у Холандији. Докторирао је 1978. године на Универзитету у Гронингену, где је и даље запослен. На овом познатом холандском универзитету запослен је као професор органске хемије. 

Нобелове награде 2016. Сваке године, током прве недеље октобра у Стокхолму се додељује пет престижних награда које је својим завештањем успоставио шведски научник Алфред Нобел. Награде се саопштавају од понедељка до петка, увек истим редом: медицина, физика, хемија, књижевност и мир. Првог следећег понедељка објављује се и додатна награда у Ослу, за економију. Као и претходних година, из дана у дан, Елементаријум прати Нобелову недељу. Истражите више…

Текст: Борис Клобучар*

Овогодишњу Нобелову награду за физику добили су британски физичари Дejвид Тaулeс, Данкан Хoлдејн и Мајкл Костерлиц, за теоријска открића такозваних тополошких фазних прелаза, који су у последњим деценијама XX века изузетно допринела разумевању егзотичне физике танких слојева.

О чему је реч? Каква егзотична стања су проучавали овогодишњи лауреати?

Ако погледамо атоме воде у леду, односно атоме воде у чврстом стању, видимо да су распоређени збијено, у кристалну решетку. Ако мало повећамо температуру молекули ће почети слободније да се крећу и вода ће прећи у течно стање. Ако наставимо да загревамо воду, она прелази у треће агрегатно стање и постаје гас, у ком се молекули крећу далеко хаотичније.

Понашање честица добро је познато у овим стањима, односно фазама. Прелазак из једног стања у друго зато називамо фазним прелазом. Међутим, у посебним случајевима, када су температуре јако ниске или када радимо са материјалима чија је дебљина само један слој атома ствари постају нешто компликованије, а механизми фазних прелаза битно другачији.

Захваљујући пионирском раду овогодишњих нобеловаца Дejвида Тaулeса, Данкана Хoлдејна и Мајкла Костерлица, данас боље разумемо механизме који у овим случајевима доводе до суперпроводности и суперфлуидности. Њих тројица су у различитим радовима од почетка осамдесетих година прошлог века па надаље дали теоријску подлогу која је касније експериментално и показана.

Сарадник из Србије

Нобелова награда за физику из године у годину афирмише различите физичке науке и притом, будући да физика не настаје радом само једног појединца, прећутно награђује читаву мрежу истраживача који директно или индиректно сарађују са Нобеловцима. Ове године се догодило да се међу сарадницима из најближег научног окружења лауреата налази и један истраживач пореклом из Србије, са Института за физику у Београду. Наиме, физичар Златко Папић који је докторирао на Универзитету у Београду и француском Универзитету Париз Суд, а дисертацију радио под менторством Милице Миловановић из Лабораторије за примену рачунара у науци (SCL) на Институту за физику, потписан је као ко-аутор на више радова са Нобеловцем Данканом Холдејном. Након постдокторских студија на Универзитету Принстон, доктор Папић тренутно предаје на Универзитету у Лидсу. (С.Б.)

Тaулeс и Костелиц потпуно су преокренули тадашње разумевање фазних прелаза у танким (приближно једноатомским) слојевима материјала. Наиме, до тада су научници претпостављали да температурне флуктуације у оваквим слојевима (који се налазе на јако ниским температурама) потпуно пониште свако уређење честица од којих су направљене.

Тaулeс и Костелиц су одлучили да проуче феномен из перспективе топологије, што је једна област у математици. Ова два нобеловца, користећи тополошке методе, показали су да су за фазне прелазе у оваквим дводимензионим материјалима одговорни такозвани вортекси (вртлози).

На ниским температурама вртлози се увек јављају у паровима један до другог. Међутим са повећањем температуре они почињу да се одвајају.  То, та околност, заправо представља – фазни прелаз. Јако важно за ове такозване КТ прелазе (Костелиц-Тaулeс) јесте да су универзални, то јест не зависе од материјала.

Захваљујући томе било је могуће теоријски објаснити постојање суперпроводних способности материјала на јако ниским температурама. Настављајући се на овај теоријски рад, Данкан Хoлдејн је са Тaулeсом дао теоријски квантномеханички метод за одређивање који то материјали могу проводити наелектрисање.

Током конференције у Стокхолму, члан Нобеловог комитета Торс Ханс Хансон,  покушао је врло пластично да објасни концепт топологије. Он је на презентацију донео једну крофну, један ђеврек и перецу. Ова три пецива су за нас, наиме, веома различита – једно је слатко, друго слано, треће има житарице по себи. Међутим, са тополошке стране они се разликују само по једном параметру – крофна нема отворе, ђеврек има један, а переца два. И то је једина разлика. Дакле са тополошког становишта, лопта и чинија, на пример, су иста ствар, јер оба немају отворе па се једна може трансформисати у другу. Лопта и обруч, с друге стране, не спадају у исту групу.

Одређене промене магнетног поља или температуре неће променити особине материјала са тополошког становишта, као и када би крофну развлачили у палачинку. Међутим у одређеном тренутку у тој палачинки би настала рупа, што је са тополошке стране нови ниво. Ова промена аналогна је скоку проводности. Сада поново ту палачинку са рупом можемо обликовати у ђеврек, обруч или било шта друго, али је за топологе то све исто док се ђеврек поново не поцепа па добијемо перецу.

Управо користећи топологију, Дejвид Тaулeс је објаснио феномен познат као Холов ефекат. Рад тројице научника током година дао је бројне резултате, а међу неким од будућих примена помињу се тополошки изолатори и тополошки суперпроводници. Ови материјали требало би да побољшају карактеристике пре свега електронских компоненти и у многоме унапреде како рачунарску тако и друге гране индустрије. Још једна од поменутих примена ове теорије је у квантним рачунарима. 

Дejвид Тaулeс рођен је 1934. године у Берсдену у Енглеској. Докторске студије завршио је на Корнел Универзитету, а тренутно ради на два универзитета, у Вашингтону и Сијетлу.

Ф. Данкан Хoлдејн рођен је 1951. године у Лондону, а докторирао је на универзитету Кембриџ. Тренутно ради на универзитету Принстон у САД.

Ј. Мајкл Костелиц је рођен 1942. године у Абердину, а докторирао је на универзитету Оксфорд. ради као професор физике на универзитету Браун.

*Текст је допуњен новим информацијама пет сати након објављивања, у 20.30, 4. октобра, уз мање корекције у транскрипцији имена (прим. ур.)

Нобелове награде 2016. Сваке године, током прве недеље октобра у Стокхолму се додељује пет престижних награда које је својим завештањем успоставио шведски научник Алфред Нобел. Награде се саопштавају од понедељка до петка, увек истим редом: медицина, физика, хемија, књижевност и мир. Првог следећег понедељка објављује се и додатна награда у Ослу, за економију. Као и претходних година, из дана у дан, Елементаријум прати Нобелову недељу. Истражите више…

Текст: Ивана Хорват

У саставу наших ћелија налази се знатан број минијатурних  структура, органела. Оне свакодневно обављају велики број функција, неопходних за оптимални рад нашег организма: од производње енергије у митохондријама, превођења генетског кода у рибозомима, до складиштења готово свог генетског материјала човека у ћелијским језгрима.

Међутим, шездесетих година прошлог века научници су приметили још једно својсто ћелије, путем којег рециклира своје саставне компоненте. Овај процес назвали су аутофагија. Било је неопходно још неколико деценија рада на проучавању овог механизма, како би се добро разумела његова улога – како у оптималном функционисању организма, тако и у јављању одређених болести.

Почетком деведестих година прошлог века, јапански научник Јошинори Осуми извео је низ пажљиво осмишљених експеримената током којих је разоткрио комплексне механизме процесе аутофагије. Као награду за свој труд и допринос у овој области научних истраживања Јошинори Осуми данас је добио Нобелову награду у области медицине. 

Сматра се да је аутофагија један од основних механизама преживљавања током периода екстремне глади, али и процес који игра значајну улогу у обољењима попут рака.

Ћелијска рециклажа

Аутофагија омогућава нормалну рециклажу саставних компоненти ћелије. Назив је грчког порекла, од auto “само” и phagein “јести”. Термин се односи на процес током којег ћелија разграђује сопствени садржај, било да су у питању оштећени протеини или истрошене органеле.

Аутофагија се одвија у такозваним лизозомима, једној врсти ћелијских органела, које садрже преко 40 различитих ензима неопходних за процес разградње. Осим протеина, поједини ензими задужени су за разлагање масноћа, као и угљених-хидрата. Ове специјализоване ћелијске нише успешно рециклирају и бактерије и вирусе.

Током шездесетих година такође је уочено да ћелије поседују стратегију како би успешно транспортовале ”сировине” за рециклирање до лизозома. Током микроскопских и биохемијских аналаиза које су уследиле, откривено је да током овог процеса одређени састојци у цитоплазми ћелије бивају одвојени двомембарнским везикулама, која се називају аутофагозоми. Једном када настану, аутофагозоми ”заробљени” материјал транспортују до лизозома, након чега се са њима слепљују и испоручују свој карго. 

Након што је процес разградње завршен, ћелија уместо протеина абнормалних структрура или других непожељних “становника” добија рециклиране саставне делове и хранљиве материје које може да искористи за своје обнављање или у неке друге сврхе. 

Програмирана ћелијска смрт, како се овај механизам још зове, међутим није једини. Аутофагија се сматра ћелијском смрћу типа 2, док се апоптоза сматра ћелијском смрћу типа 1. Апоптоза за разлику од аутофагије представља ”самоубиство” ћелије, као целовитог система.

Промена парадигме

Почетком деведестих година прошлог века, Јошинори Осуми извео је један од најзначајнијих експеримената у својој каријери, који осим што му након 25 година доноси Нобелову награду, доводи и до промене парадигме када је у питању функционисања ћелијског система.

Након оснивања своје лабораторије 1988. године у Јапану, професор Осуми се фокусирао на изучавање пекарског квасца као одличног модел-организма за разумевање процеса у људским ћелијама. Конкретно, бавио се проучавањем разградње протеина у вакуолама, органелама у ћелијама квасца које по својој функцији одговарају лизозомима.

Међутим, он се суочио са неколико проблема, међу којима је заправо највећи био, иронично, премали пречник ћелије. Мале димензије ћелија учиниле су да је структуру вакуоле тешко посматрати чак и помоћу врхунских микроскопа. Како би доскочио овом проблем, Јошинори је осмислио неколико трикова: уколико би се аутофагозоми у довољној количини акумулирали унутар вакуола, тада би их било могуће посматрати. Како би ово постигао, професор Осуми онемогућио је процес разградње ”искључујући” дејство различитих ензима.

Једно од најпроучаваијих стања током којих је појачана појава аутофагије и акумулација садржаја за рециклажу је гладовање. На тај начин ћелије себи обеyбеђују неопходну храну. Недостатак било којег есенцијалног састојка може да доведе до аутофагије. Како се показало, као најјачи окидач за овај механизам код квасца је недостатак азота.

Након што би се материјал за ћелијску рециклажу накупио унутар вакуола, оне су постајале видљивије, што је омогућило овом јапанском научнику даље изучавање. Осим што је пре свега био у прилици да потврди постојање овог механизма и код гљивица, овај експеримент довео је до још једног значајног помака у истраживању: могућности идентификовања гена који су одговорни за процес.

Осуми је током даљег изучавања излагао гљивице дејству различитих хемикалија, које су насумично доводиле до различитих генетских мутација. Након тога, индуковао би процес аутофагије.  

Проучавајући на хиљаде гливица, Осуми је идентификовао 15 гена који управљау овим процесом. Потом, бавио се изучавањем улоге протеина за чију синтезу су одговорни управо ови гени. Ово му је помогло да утврди који то фактори иницирају процес ћелијске рециклаже.

Будући да је пекарски квасац одличан модел-организам, проучавање њихових ћелија омогућило је разумевање улоге аутофагије у људским ћелијама. Након готово 50 година од када је аутофагија први пут била идентификована, више није постојала препрека за разумевање значаја овог механизма за оптимално функционсање човека. Сви неопходни алати били су спремни за даљу употребу.

Након великог броја радова који су потом уследили, међу чијим ауторима су се нашла значајна имена медицинских наука, данас знамо да аутофагија контролише неке од основних физиолошких механизам у организму. Веома брзо, аутофагија обезбеђује саставне компомненте за производњу енергије у ћелијама, једног од основних предуслова за функционисање организма, али и неопходне саставне делове за обнављање ћелијског материјала. Због свега овога, аутофагија се сматра једним од основних процеса одговорних за адаштацију организма на периоде екстремне глади или неке друге изворе интензивног стреса.

Уочено је такође да су неадекватни механизми аутофагије повезани са појавом стања као што је Паркинсонва болест, дијабетес типа 2, неуродегеративне болести или чак рак. Такође, уочено је да након инфекција, овај процес има једну од значајних улога у ”чишћењу” организам, уклањајући заостале унутаћелијске бактерије и вирусе. Осим тога, аутофагија има улогу у диференцијацији ћелија ембриона. 

Јошинори Осуми рођен је 1945. године у граду Фукуока у Јапану. Докторирао је 1974. године на Универзитету у Токију, где је две деценије касније извео своје најзначајније експерименте. У међувремену, боравио је на Рокафелер Универзитету у Њујорку. Своју лабораторију и истраживачку групу оснива 1988. године на Универзитету у Токију. Пар година након тога одлази на Институт за фундаментална биолошка истраживања у јапанском граду Оказаки, где наставља са радом. Од 2009. године ангажован је на три универзитета, међутим на Токијском технолошком институту након пензинисања бива биран у звање професора емеритуса. 

Нобелове награде 2016. Сваке године, током прве недеље октобра у Стокхолму се додељује пет престижних награда које је својим завештањем успоставио шведски научник Алфред Нобел. Награде се саопштавају од понедељка до петка, увек истим редом: медицина, физика, хемија, књижевност и мир. Првог следећег понедељка објављује се и додатна награда у Ослу, за економију. Као и претходних година, из дана у дан, Елементаријум прати Нобелову недељу. Истражите више…