Alfredas Nobelis — išradėjas, ginklų pirklys ir mecenatas

1 pav. Alfred Nobel
(1833-1896)

Švedų išradėjas ir verslininkas Alfredas Nobelis buvo labai talentingas ir savitas žmogus, pasiūlęs daug įvairių išradimų, originalių projektų ir idėjų. Sukaupęs didelius turtus, jis nepaliko jų, kaip įprasta, savo giminaičiams, bet paskyrė mokslininkams ir kitiems žymiems žmonėms, atnešusiems daugiausia naudos žmonijai. Vargu ar jis numatė, kad tuo būdu jo turtai pasidaugins daugelį kartų, o jis pats po šimtmečio ne tik nebus pamirštas, bet taps vienu iš žinomiausių žmonių pasaulyje.

Nobelio pavardė skambi ir atrodo kilminga (lot. nobilis – kilnus, taurus, nuostabus), tačiau iš tikrųjų jo protėviai buvo valstiečiai, gyvenę Nobeliovo kaime. Iš čia į Upsalos miestą XVII a. atvyko mokytis sumanus jaunikaitis, turėjęs tik vardą – Peras. Miestiečiai tuo metu jau turėjo ir pavardes, tad Peras, prisitaikęs sau gimtinės pavadinimą, tapo Nobelijumi. Vėliau jo anūkas pavardę sutrumpino, ir taip Švedijoje atsirado Nobeliai.

Alfredo tėvas Emanuelis Nobelis buvo architektas. Ta veikla jam ne itin sekėsi, tad užsiėmė ir verslu, išradimais. Vienas po kito gimė aštuoni vaikai, bet išgyveno tik trys. Ketvirtasis – Alfredas, gimęs Stokholme 1833 m., irgi buvo silpnas, vaikystėje persirgo įvairiomis ligomis, bet išliko gyvas. Tėvas, ieškodamas pelningesnių užsakymų, išvyko į Rusiją. Jis pastebėjo, kad ši šalis, turinti didelę armiją, įsiveža iš užsienio daug sprogmenų, tad užsiėmė jų gamyba. Sumanymas pavyko, ir po kelerių metų E. Nobelis atsivežė į Rusiją savo šeimą. Alfredas rusiškos mokyklos nelankė, jam buvo samdomi privatūs mokytojai. Domėjosi fizika ir chemija, bet kartu rašė eiles, netgi pjesę ir romaną. O sulaukęs 17 metų, jis išvyko į ilgą kelionę po įvairias Europos šalis; Prancūzijoje studijavo chemiją, bet diplomo nesiekė, vėliau lankėsi Jungtinėse Amerikos Valstijose. Po dvejų metų grįžęs į Rusiją, dirbo tėvo sprogmenų fabrike.

Pasibaigus Krymo karui, sprogmenų poreikis Rusijoje sumažėjo, tad tėvas perdavė savo verslą sūnums, o pats grįžo į Švediją, čia taip pat gamino sprogmenis. Netrukus tėvo pėdomis pasekė ir Alfredas, tėvas jam savo fabrike įrengė atskirą laboratoriją, kurioje šis vykdė chemijos ir fizikos bandymus, padarė net kelis išradimus, kuriuos užpatentavo.

Tuo metu buvo išrasta nauja galinga sprogstamoji medžiaga nitroglicerinas, tačiau pastarasis lengvai detonuodavo ir sprogdavo. Atliekant su juo bandymus, E. Nobelio fabrike įvyko sprogimas, žuvo aštuoni žmonės, tarp jų ir Nobelio jauniausias sūnus Emilis. Tėvas labai išgyveno, sunkiai susirgo, tad jo verslą perėmė Alfredas. Jis užsibrėžė tikslą sukurti mažiau pavojingą sprogstamąją medžiagą ir tai jam pavyko. 1867 m. Alfredas Nobelis išrado dinamitą, kuris padarė perversmą to meto sprogmenų pramonėje. Užpatentavęs šį išradimą, A. Nobelis ėmė steigti dinamito fabrikus įvairiose šalyse, be to, pardavinėjo licencijas šiai medžiagai gaminti. Tai atnešė jam didžiulius turtus.

Tačiau Nobelis neužsiėmė vien tik verslu. Jis toliau darė ir patentavo įvairius išradimus. Daugelyje gamyklų Nobelis turėjo asmenines laboratorijas, tad atvykęs galėdavo iš karto atsidėti bandymams. Iš viso jis užpatentavo net 355 išradimus. Tai buvo ne tik sprogmenys ar ginklai – bedūmis parakas balistitas, sviedinių užtaisai, bet ir civiliniai išradimai – dujų degiklis, įvairios sintetinės medžiagos...

Net ir tapęs milijonieriumi, Nobelis gyveno asketiškai, netgi spartietiškai, nerūkė, negėrė alkoholio, nežaidė kortomis, buvo uždaras žmogus. Laisvai kalbėdamas pagrindinėmis Europos kalbomis, jis mėgo gyventi įvairiose šalyse, tad buvo vadinamas turtingiausiu Europos valkata. Būdamas silpnos sveikatos, nuolat gydėsi kurortuose. Liko nevedęs; tiesa, būdamas keturiasdešimt trejų, viename kurorte susižavėjo dvidešimtmete gėlių pardavėja, apipylė ją dovanomis, nupirko prabangų butą, bet vėliau įsitikino, kad jai rūpi tik pinigai.

Nobelis garsėjo originaliomis pažiūromis, ironišku požiūriu į visuomenėje pripažintas vertybes. Jis šaipėsi iš tradicijų ir autoritetų, paminklų ir apdovanojimų. Pasisakė prieš rinkimų teisės suteikimą moterims, bet labai rūpinosi savo darbininkų gerove ir sveikata. Buvo dosnus jam patikusiems žmonėms (antai ištekančiai ir jį paliekančiai virėjai davė milžinišką sumą pinigų), dažnai padėdavo jauniems talentams. Sakydavo: „Jeigu duoti, tai nesigailint.“

Dinamitas buvo panaudotas ne tik kariniams, bet ir taikiems tikslams. Jis įgalino nutiesti Sen Gotardo tunelį po Alpėmis, Korinfo kanalą Graikijoje, daug kitų tunelių, kanalų, geležinkelių ir automobilių kelių. Vis dėlto jis atnešė daug daugiau nelaimių, negu naudos – labai padidino karų griaunamąją galią, aukų skaičių, materialinius nuostolius. Kaltinamas dėl tų nelaimių, A. Nobelis atsikirsdavo, kad jo išradimai greičiau užbaigs karus, negu taikos kongresai. Išradus labai galingus sprogmenis bei ginklus, politikai atsikvošės, įsitikins karų beprasmiškumu ir ims spręsti savo problemas kitomis priemonėmis. Deja, kaip žinome, ta Nobelio pranašystė neišsipildė net sukūrus atominę bombą.

Kartą Nobelis prancūzų spaudoje perskaitė savo nekrologą – žurnalistas jį supainiojo su mirusiu jo broliu. Nobelis buvo pavadintas mirties komersantu ir jo veikla įvertinta labai kritiškai. Tas nekrologas Nobelį sukrėtė ir gal buvo viena iš priežasčių, nulėmusių jo sprendimą steigti ne tik mokslo premijas, bet ir taikos premiją.

Viena iš paskutinių originalių Nobelio idėjų buvo steigti namus savižudžiams.

Alfredas Nobelis mirė 1896 m. gruodžio 10 d., sulaukęs 63 metų, nuo kraujo išsiliejimo į smegenis.

Testamentas ir ginčai dėl jo

2 pav. A. Nobelio testamentas

Gyvenimo pabaigoje Nobelis valdė 93 sprogmenų gamyklas, veikiančias įvairiose šalyse, jo turtas buvo vertinamas apie puse milijardo Švedijos kronų (dabartiniu kursu). Vaikų jis neturėjo, broliai buvo mirę, tad pagal įstatymą palikimas turėjo atitekti brolių vaikams. Tačiau paaiškėjo, kad Nobelis buvo palikęs originalų testamentą, kuriuo beveik visą savo sukauptą turtą paskyrė teikti jo vardo premijoms. Jis pageidavo, kad nekilnojamasis turtas būtų parduotas, gauti pinigai investuoti į vertybinius popierius, o iš metinio pelno kasmet teikiamos penkios tarptautinės premijos – fizikos, chemijos, medicinos, literatūros ir taikos. Fizikos ir chemijos premijas turėjo skirti Švedijos karališkoji mokslų akademija, medicinos – Karolio medicinos ir chirurgijos institutas, literatūros – Švedijos literatūros akademija, o taikos – Norvegijos parlamentas. Testamento vykdytoju Nobelis paskyrė savo sekretorių Ragnarą Sulmaną (Ragnar Sohlman).

Testamentas buvo parašytas Nobelio ranka ir pasirašytas, bet nepatvirtintas notaro. Aišku, giminaičiai iš karto ėmėsi ginčyti dokumentą. Švedijos vyriausybę, politikus papiktino tai, kad taikos premijos laureatų parinkimas patikėtas Norvegijai. (taip Nobelis išreiškė savo palankumą šiai šaliai, kuri siekė panaikinti jai primestą uniją su galingesne kaimyne.) Švedijos mokslo įstaigos abejojo, ar joms verta imtis naujos veiklos – premijų laureatų atrinkimo.

Bylinėjimasis su giminaičiais truko kelerius metus. Teko aiškintis, kurios šalies teismai turi spręsti ginčus, nes Nobelio turtas buvo įvairiose valstybėse, neaiški netgi jo pilietybė. Galop Sulmano atkaklumo dėka pavyko pasiekti taikos susitarimą – giminaičiai pasitenkino dešimčia milijonų dolerių, o didžioji Nobelio turto dalis liko jo valiai vykdyti.

Pagaliau 1900 m. buvo įsteigtas Nobelio fondas, patvirtintas jo statutas, premijų skyrimo taisyklės. Pirmieji laureatai buvo išrinkti naujojo šimtmečio pradžioje – 1901 m.

Kaip skiriamos Nobelio premijos

3 pav. Nobelio premijos įteikimo
iškilmės Stokholmo koncertų salėje

Nobelis pats numatė premijų skyrimo tvarką, tačiau ji vėliau buvo iš dalies pakeista ir sukonkretinta. Nobelio fizikos premiją skiria Švedijos mokslų akademija, kandidatus parenka Nobelio fizikos komitetas, sudarytas iš penkių žmonių, o didelį organizacinį ir parengiamąjį darbą jam padeda atlikti Nobelio institutas.

4 pav. Laureatų pagerbimo ceremonija prasideda

Dar metų pradžioje išsiuntinėjama apie tūkstantis kvietimų kelti kandidatus tų metų premijai. Juos gauna ankstesniųjų metų Nobelio premijos laureatai, Švedijos MA nariai, Skandinavijos šalių pagrindinių universitetų profesoriai, žymūs įvairių šalių fizikai. Siūlyti gali tik minėti mokslininkai, bet ne įstaigos. Gaunama apie 200–300 siūlymų, dalis jų sutampa. Po preliminarios atrankos lieka 30–40 pagrindinių kandidatų, kurių pasiekimai labai kruopščiai įvertinami pasitelkus įvairių krypčių specialistus. Po ilgų svarstymų komitetas palieka ne daugiau kaip tris kandidatus (jų skaičių apriboja premijos nuostatai). Spalio mėnesį Švedijos MA išrenka laureatus, ir tada jų pavardės paskelbiamos viešai (o žinios apie kitus siūlytus kandidatus ir jų atrinkimą įslaptinamos penkiasdešimčiai metų). Nobelio premijos įteikiamos iškilmingos ceremonijos metu Stokholmo koncertų salėje gruodžio 10 d. – Nobelio mirties metinių dieną. Jas įteikia pats karalius, laureatai vyrai turi dėvėti frakus, o kad išsiblaškę mokslininkai nesuklystų ceremonijos metu, prieš tai rengiama repeticija. Po ceremonijos vyksta pokylis, kurio metu, atsižvelgiant į tai, kad, Nobelis fiziką laikė svarbiausiu mokslu, ją pirmąją nurodė ir savo testamente, laureatas fizikas sėdi greta Švedijos karalienės. Per pusmetį kiekvienas laureatas turi perskaityti paskaitą, kurioje papasakoja apie savo atradimą.

5 pav. Nobelio premijos laureato medalis

Palaipsniui Nobelio premijos įgijo didžiulį prestižą. Nors yra daug tarptautinių premijų, tačiau fizikai, kaip ir chemikai ar medikai, labiausiai vertina Nobelio premiją. Sėkmingai investavus fondo lėšas, taip pat jas papildžius kitų mecenatų lėšomis, dabar premija viršija vieną milijoną eurų. Jei viena premija skiriama keliems mokslininkams, ji padalijama laureatams tam tikromis, nebūtinai lygiomis dalimis.

Per šimtmetį – 162 laureatai

6 pav. Pirmasis Nobelio fizikos
premijos laureatas vokiečių
mokslininkas Wilhelm Conrad
Röntgen

Nobelio fizikos premijos teikiamos kasmet nuo 1901 metų, tik keletą kartų pasaulinių karų metais, taip pat du kartus Švedijos mokslų akademijos nariams nesutarus dėl kandidato, laureatai nebuvo išrinkti. Per šimtmetį šias premijas gavo 162 fizikai. Tarp laureatų – daugelis žymiausių XX a. mokslininkų, šiuolaikinės fizikos kūrėjų: A. Einšteinas (A. Einstein), N. Boras (N. Bohr), E. Fermi (E. Fermi), M. Kiuri (M. Curie), M. Plankas (M. Planck), V. Heizenbergas (W. Heisenberg), L. Landau ir kiti. Tiesa, apie trisdešimt fizikų už atradimus, padarytus fizikos ir chemijos sandūroje, yra pelnę Nobelio chemijos premijas: E. Rezerfordas (E. Rutherford) – už elementų radioaktyviųjų virsmų tyrimus, I. Kiuri (I. Curie) ir jos vyras F. Žolio-Kiuri (F. Joliot-Curie) – už dirbtinio radioaktyvumo atradimą, O. Hanas (O. Hahn) – už urano dalijimosi reakcijos atradimą ir t. t.

Dėl Nobelio fizikos premijos paskyrimo beveik nebūna ginčų, kurie nuolat kyla dėl literatūros ar taikos premijų. Iš tikrųjų, fizikai laureatai atrenkami labai kruopščiai ir objektyviai. Vis dėlto keli žymūs fizikai nėra šios premijos gavę. L. Bolcmanui (L. Boltzmann) ji nebuvo paskirta gal todėl, kad svarbiausi jo atradimai buvo padaryti gerokai anksčiau, negu buvo įsteigta Nobelio premija, o komitetas iš pradžių stengėsi laikytis fundatoriaus pageidavimo skirti premiją už naujus atradimus. Buvo aplenktas ir Dž. Gamovas (G. Gamov), kuris dirbo gretutinėse – tarp fizikos ir astronomijos, fizikos ir biologijos – srityse, be to, jo sukurta Visatos Didžiojo sprogimo teorija negreit buvo pripažinta ir patikrinta. Antra vertus, fizikos premiją už švyturiuose naudojamo automatinio reguliatoriaus išradimą pelnė moksle ryškesnio pėdsako nepalikęs švedų inžinierius N. Dalenas (N. Dalén). Tačiau tai tik reta išimtis.

Prieš keletą metų, išslaptinus senuosius Nobelio premijos archyvus, paaiškėjo, kad kai kurie mokslininkai, kaip antai vienas iš kvantinės atomo teorijos kūrėjų A. Zomerfeldas (A. Sommerfeld), buvo nominuoti premijai po keliolika ar net keliasdešimt kartų, bet jos taip ir negavo.

7 pav. Marie Curie

Tarp Nobelio premijos laureatų fizikų ligi šiol buvo tik dvi moterys – M. Kiuri ir M. Gepert-Majer (M. Goeppert-Mayer), abi gavusios premiją už atomo branduolio fizikos atradimus. Beje, M. Kiuri, apdovanota kartu su A. Bekereliu (H. Becquerel) ir savo vyru P. Kiuri už radioaktyvumo tyrimus, gavo ir antrąją Nobelio premiją – šįsyk chemijos srityje – už radioaktyvaus elemento radžio atradimą. Jo bendraautoris buvo ir P. Kiuri, bet jis ligi to laiko žuvo, o premija yra skiriama tik gyviesiems.

8 pav. John Bardeen

Pagal nerašytą taisyklę, Nobelio premiją mokslininkas gauna tik kartą gyvenime. Netgi A. Einšteinas ar E. Fermi pelnė premiją po vieną kartą, nors mokslo istorikai priskaičiuoja po 5–6 jų atradimus, vertus šio apdovanojimo. Tačiau yra viena išimtis. Amerikietis Dž. Bardinas (J. Bardeen) fizikos premiją gavo du kartus: 1956 m. drauge su V. Brateinu (W. Brattain) ir V. Šokliu (W. Shockley) už puslaidininkių tyrimus ir tranzistoriaus sukūrimą bei 1972 m. su L. Kuperiu (L. Cooper) ir Dž. Šriferiu (J. Schrieffer) už superlaidumo teorijos sukūrimą. Taigi abi premijos buvo skirtos už kolektyvinius pasiekimus, ir apeiti Dž. Bardiną nebuvo galima.

Keliais Nobelio medaliais gali didžiuotis keturios fizikų šeimos. Net penkis jų – du fizikos ir tris chemijos srityje – susirinko Kiuri šeima. Tėvas ir sūnus Viljamas (William) ir Lorensas (Lawrence) Bragai (Bragg) drauge pelnė premiją už struktūrinės analizės metodo sukūrimą: vienas – kaip eksperimentatorius, kitas – kaip teoretikas. O štai Dž.P. Tomsonas (G.P. Thomson) pakartojo savo tėvo Dž. Dž. Tomsono (J.J. Thomson) pasiekimą po trisdešimties metų, tačiau tirdamas tą patį objektą – elektroną: vienas atrado jį kaip dalelę, o kitas įrodė bangines jo savybes. N. Boro pėdomis pasekė ir jo sūnus Ogė, tačiau Nilsas buvo apdovanotas už atomo, o Ogė – už branduolio savybių paaiškinimą.

Kadangi fizikos didžiųjų atradimų laikotarpis tęsėsi visą XX a. ir vertų kandidatų būdavo daug, tai antrojoje to amžiaus pusėje komitetas kasmetę premiją dažniausiai paskirstydavo trims mokslininkams, netgi už tarpusavyje nesusijusius atradimus.

Atradimai daromi brandžiame amžiuje, bet premija dažniausiai suteikiama išeinant į pensiją

9 pav. Mokslininkų amžius atradimų metu

10 pav. Laiko tarpas tarp atradimo ir apdovanojimo

Vykdant Nobelio pageidavimą, premija suteikiama ne už darbų visumą, o už konkretų atradimą ar darbų ciklą, kuriame dažniausiai irgi išsiskiria pagrindinis atradimas. Tad daugeliu atveju galima nustatyti atradimo metus ir panagrinėti, kokio amžiaus būdami fizikai padaro Nobelio premijos vertus atradimus, kiek laiko praėjus jie yra įvertinami.

Paplitusi nuomonė, kad mokslininkas kūrybingiausias jaunystėje. Iš tikrųjų premiją pelnę atradimai yra padaryti įvairaus amžiaus mokslininkų (9 pav.). Anksčiausiai – būdami tik 22 metų – savo žymiausius darbus atliko trys fizikai: O. Ričardsonas (O. Richardson), G. Markonis (G. Marconi) ir B. Džozefsonas (B. Josephson). Kūrybingumo maksimumas atitinka 26–44 metų amžių, tačiau pora dešimčių būsimųjų laureatų padarė pagrindinį savo atradimą dar vėliau (vienas net 62 metų). Vidutinis teoretikų amžius atradimo metu ketveriais metais mažesnis negu eksperimentatorių.

11 pav. Vidutinis laiko tarpas tarp atradimo ir
apdovanojimo įvairiais dešimtmečiais

12 pav. Laureatų amžius premijos įteikimo metu

13 pav. Vidutinis laureatų amžius premijos įteikimo
metu

Nobelis savo testamente pageidavo, kad premija būtų skiriama „tiems, kurie tais metais atnešė didžiausios naudos žmonijai“. Deja, tai pasirodė praktiškai neįgyvendinama: tikroji atradimo reikšmė ir taikymai neretai paaiškėja palaipsniui per daugelį metų. Tad per visą Nobelio fizikos premijos istoriją tik keturis kartus buvo įvertinti ką tik gauti, didžiulį susidomėjimą sukėlę rezultatai: 1915 m. – jau minėtas Bragų sukurtas labai perspektyvus tyrimo metodas, 1957 m. – Č. Jango (Ch. Yang) ir T. Lee (T. Lee) atrastas lygiškumo neišsilaikymas, 1984 m. – K. Rubia (C. Rubbia) atrasti W⁺,W^– ir Z⁰ tarpiniai bozonai ir 1987 m. – J. Bednorco (J. Bednorz) ir K. Miulerio (K. Müller) aptiktas aukštatemperatūris superlaidumas. Nobelio fizikos komitetui prireikdavo vidutiniškai net penkiolikos metų atradimui įvertinti (10 pav.). Rekordas – E. Ruskai (E. Ruska) net po 53 metų suteikta premija už elektroninio mikroskopo išradimą.

Vidutinis laiko tarpas tarp atradimo ir premijos suteikimo ilgėjo visą XX a. antrąją pusę (11 pav.). Tai lėmė ir laureatų amžiaus premijos suteikimo metu didėjimą – dabar premiją dažniausiai gauna šešiasdešimtmečiai ir vyresni (12 pav. 13 pav). Taigi ji užtikrina pasiturinčią senatvę, bet nebėra paskatinimas naujiems reikšmingiems darbams. Kadangi premija skiriama tik gyviems mokslininkams, tai daug didesnę tikimybę ją gauti turi ilgaamžiai.

Pirmoji fizikos dama – mikrofizika

14 pav. Premijų pasiskirstymas pagal fizikos sritis
(tarptautinė PACS klasifikacija)

Nobelio premijos, atsiradusios beveik kartu su šiuolaikine fizika, gana gerai atspindi jos istoriją, atradimų poliaus persikėlimą iš vienos srities į kitą.

Kalbant apie premijų pasiskirstymą pagal įvairias fizikos sritis, premija reikia vadinti ją visą arba jos dalį, skiriamą (su bendra formuluote) vienam ar keliems mokslininkams. Daugiausia premijų buvo suteikta už mikrofizikos – atomų, jų branduolių, molekulių, elementariųjų dalelių fizikos atradimus (14 pav.). Pridėjus dar kvantinės mechanikos sukūrimą, suteikusį teorinį pagrindą šiems tyrimams, mikrofizikai teko daugiau kaip pusė visų Nobelio fizikos premijų. Iš tikrųjų, mažų atstumų kryptis buvo pagrindinė fizikos skverbimosi į nežinomybę XX a. kryptis.

15 pav. Laureatų iš eksperimentinės ir teorinės
fizikos santykis

16 pav. Premijuotų eksperimentinių, teorinių ir
bendrų atradimų pasiskirstymas

Maždaug trečdalis premijų teko kietojo kūno fizikos kūrėjams. Tai pati vaisingiausia savo taikymais šiuolaikinės fizikos sritis, kurios dėka atsirado mikroelektronika, šiuolaikiniai kompiuteriai, internetas, mobilieji telefonai... Kitoms sritims: optikai (įskaitant lazerių fiziką), plazmos fizikai, astrofizikai – buvo skirta gerokai mažiau premijų. O juk XX a. astronomijoje vyko tikra mokslinė revoliucija, kurią lėmė ir jai teorinį pagrindą suteikė šiuolaikinė fizika. Tačiau astrofizikos, o ypač kosmologijos, teorinės išvados negreit patikrinamos, be to, ši sritis – tarp fizikos ir astronomijos, o pastarajai Nobelio premijos nėra numatytos. Visiškai nebuvo skirta premijų iš reliatyvumo teorijos (jos rezultatai ilgai laikyti nepakankamai patikrintais), matematinės bei statistinės fizikos (gal dėl jų ryšio su matematika ir klasikine fizika). Matyt, įtakos turėjo ir tai, kad šių mokslų atstovų nebuvo Nobelio fizikos komitete.

XX a. fizikai galutinai pasidalijo į teoretikus ir eksperimentatorius. Pastarieji Nobelio premiją pelnė vidutiniškai du kartus dažniau, nors tas santykis keitėsi – buvo dešimtmečių, kai pirmaudavo teoretikai (15 pav.). Kadangi pastarųjų yra gerokai mažiau negu eksperimentatorių, tikimybė gauti Nobelio premiją iš teorinės fizikos yra didesnė.

Premija pažymėti atradimai laiko atžvilgiu išsidėsto labai netolygiai – sudaro tarsi kelias bangas (16 pav.). Pirmoji banga 1894–1901 m., kai buvo aptikti reiškiniai, atvėrę mikropasaulio sritį. Antroji atradimų banga 1922–1941 m. – kvantinės mechanikos sukūrimo ir atomo, branduolio bei molekulių fizikos pagrindų formulavimo. O pats vaisingiausias fizikai laikotarpis buvo po Antrojo pasaulinio karo ligi aštuntojo dešimtmečio pabaigos, kai fizikai buvo skiriamos didžiulės lėšos, – tai įgalino sparčiai plėtoti elementariųjų dalelių, kietojo kūno fiziką bei kitas sritis.

Ar gali Nobelio premiją gauti Lietuvos mokslininkas?

17a pav. Nobelio fizikos premijos laureatų iki
II pasaulinio karo pasiskirstymas pagal šalis

17b pav. Nobelio fizikos premijos laureatų po
II pasaulinio karo pasiskirstymas pagal šalis

Nobelio fizikos premiją XX a. yra pelnę mokslininkai tik iš 17 šalių (11 Europos, 4 Azijos ir 2 Amerikos). Iki Antrojo pasaulinio karo pirmavo didžiosios Europos šalys (17a pav.): Vokietija (11), Didžioji Britanija (10), Prancūzija (6). JAV turėjo tiek pat laureatų kaip ir Prancūzija, o iš Azijos šalių – tik Indija vienintelį laureatą. Po karo pasiskirstymas iš esmės pasikeitė: daugiausia kartų fizikos premija buvo suteikta JAV mokslininkams (17b pav.). Tai atitinka žinomą faktą, jog po karo mokslo svorio centras iš Europos persikėlė į JAV. Ši šalis mažiau nukentėjo nuo karo, skyrė labai dideles lėšas moksliniams tyrimams; prie fizikos suklestėjimo Naujajame pasaulyje daug prisidėjo nuo nacių persekiojimų ten emigravę žymūs Europos mokslininkai. O Senajame žemyne Nobelio premiją laimi tų pačių kelių labiausiai išsivysčiusių šalių mokslininkai. Tiesa, po Vokietijos ir Didžiosios Britanijos įsiterpė TSRS (Rusija), tačiau jai tekusios kelios premijos neatitiko didelio šioje šalyje dirbusių fizikų skaičiaus. Antroje XX a. pusėje premiją gavo ir trijų Azijos šalių fizikai: Japonijos (3), Kinijos (2) ir Pakistano (1). Šie palyginti kuklūs jų rezultatai liudija, kad pakelti mokslo lygį sunkiau negu ekonomikos lygį.

Situacija nesikeičia ir XXI amžiuje. Iš 19 laureatų (įskaitant ir 2007-ųjų metų) keturiolika – JAV mokslininkai, vienas japonas, ir keturi europiečiai.

Premijų pasiskirstymo rezultatai patvirtina žinomą mokslotyros nustatytą dėsningumą, kad ypač didelį indėlį į mokslą įneša nedidelis skaičius labiausiai išsivysčiusių šalių, pagrindinių mokslo centrų, žymiausių mokslininkų. Šalies mokslo pasiekimai priklauso ne nuo gyventojų skaičiaus ir ne vien tik nuo skiriamų lėšų, bet didele dalimi – nuo esamo mokslo potencialo, ryšių, tradicijų. Lietuvoje atliekami aukšto lygio fizikos darbai, bet vis dėlto pagrindiniuose JAV ir Vakarų Europos mokslo centruose yra daug geresnės sąlygos vykdyti aukščiausio lygio mokslinius tyrimus, padaryti Nobelio premijos vertą atradimą. Tad tikimybė, kad mokslininkas, dirbantis Lietuvoje, pelnys Nobelio premiją yra labai maža. Kiek daugiau vilties, kad tai pavyks lietuviui, vykdančiam tyrimus užsienio mokslo centre.

2007-ųjų metų Nobelio fizikos premija

Albertas Fertas

Šių metų Nobelio fizikos premija buvo paskirta dviem mokslininkams – vokiečiui Peteriui Griunbergui (Peter Grünberg) ir prancūzui Albertui Fertui (Albert Fert), kurie 1988 m. nepriklausomai atrado naują fizikinį reiškinį, plačiai pritaikytą elektronikoje – milžinišką magnetovaržą.

Peteris Griunbergas

Šiuolaikinėje elektronikoje ir medžiagotyroje plačiai naudojami dariniai, sudaryti iš medžiagų plonųjų sluoksnių. Jie pasižymi įdomiomis savybėmis, kurias lemia kvantiniai efektai. P. Griunbergas ir A. Fertas nepriklausomai skirtingose laboratorijose sudarė tokį plonytį „sumuštinį“: nemagnetinio metalo sluoksnelis tarp dviejų kitokios – magnetinės medžiagos sluoksnelių. Pastarieji, nesant išorinio magnetinio lauko, būna orientuoti priešingomis kryptimis. Elektros srovei tekant per tokį darinį statmenai sluoksniams, jo varža gana didelė. Juk elektronai turi savąjį magnetinį momentą, tad jie, judėdami per priešingos krypties laukus, yra stipriai išsklaidomi. Įjungus išorinį magnetinį lauką, abu darinio magnetiniai sluoksniai yra orientuojami viena kryptimi. Tada elektronai, kurių sukinio kryptis sutampa su lauko kryptimi, juda gana lengvai. Tiesa, elektronai su priešingu sukiniu yra stipriai išsklaidomi, tačiau srovės stiprį lemia ne jie. Taigi, įjungus magnetinį lauką, varža staiga sumažėja, o išjungus, priešingai, padidėja. Tas efektas ir buvo pavadintas milžiniška magnetovarža (giant magnetoresistance). Vaizdi, bet nelabai tiksli analogija – poliarizuoto šviesos spindulio sklidimas per dvi kristalo plokšteles, iš kurių kiekviena praleidžia tik viena kryptimi poliarizuotą šviesą. Kai plokštelės orientuotos vienodai, spindulys praeina, kai orientuotos statmenai, jis sugeriamas.

Milžinišką magnetovaržą paaiškina tik kvantinė teorija, nes elektrono magnetinis momentas yra susijęs su elektrono sukiniu – savybe neturinčia analogo klasikinėje mechanikoje.

Stebėtas reiškinys iš pradžių net nenusipelnė tokio skambaus epiteto milžiniškas. P. Griunbergo grupė aptiko tik 10% varžos pokytį. A. Ferto laboratorijoje buvo naudotos tos pačios medžiagos (nemagnetinė – geležis, magnetinė – chromas), tačiau jie sukūrė darinį ne iš trijų, o iš trisdešimties sluoksnių ir gavo 50% efektą. A. Fertas ir jo bendradarbiai pasiuntė straipsnį spaudai anksčiau negu vokiečių mokslininkai, bet jis buvo išspausdintas vėliau, negu pastarųjų straipsnis. A. Fertas paaiškino reiškinio priežastis, bet P. Griunbergas geriau suvokė taikymo galimybes ir užpatentavo atradimą. Taigi jie papildė vienas kitą.

Mokslininkų naudotas magnetinių darinių gavimo metodas buvo brangus ir netiko pramoninei gamybai, tad atradimą ne iš karto pavyko pritaikyti. Tačiau kuriant naujas technologijas yra svarbi pirminė idėja. Po to daugelio mokslininkų pastangomis pavyksta surasti optimalias sąlygas ir medžiagas, daug kartų sustiprinti efektą; taip yra buvę su tranzistoriumi, šviesolaidžiu ir kitais išradimais... Lemiamą žingsnį panaudojant milžinišką magnetovaržą elektronikos pramonėje po dvejų metų žengė amerikietis Stiuartas Parkinas (Stiuart Parkin), dirbantis IBM korporacijos mokslo centre. Jis pasiūlė pigesnį ir efektyvesnį būdą magnetiniams „sumuštiniams“ gauti. Tai įgalino sukurti galvutę kietojo disko informacijai nuskaityti, kuri reagavo į mažesnių matmenų magnetinio lauko pokyčius. Tiesa, informacijai įrašyti ši galvutė netiko, reikėjo naudoti kitokią. 1997 m. IBM pritaikė šį išradimą pramoniniu būdu išleidžiamame kompiuteryje. Nauja technologija įgalino labai padidinti informacijos tankį kietajame diske. Išradimas buvo plačiai pritaikytas nešiojamuose bei staliniuose kompiuteriuose: atsirado galimybė sukurti gigabaitinius, o vėliau ir šimtų gigabaitų talpos kietuosius diskus.

Vis dėlto Nobelio premija buvo paskirta tik fizikinio reiškinio atradėjams, o ją praktiškai realizavęs S. Parkinas į laureatų skaičių nepakliuvo, nors taisyklės leidžia už tą patį atradimą skirti premiją ir trims mokslininkams.

Mes, kaip Europos Sąjungos bendrapiliečiai, galime džiaugtis nors retu, bet svariu ES mokslo laimėjimu.

• R. Karazija, A. Momkauskaitė. The Nobel prize in physics – regularities and tendencies. // Scientometrics, 2004, Vol. 61, No. 2, p. 191.
• R. Karazija, A. Momkauskaitė. Nobelio premijos ir XX amžiaus fizika. // Mokslas ir gyvenimas, 2005, Nr. 6, p. 11.
• R. Karazija. 2007 m. Nobelio fizikos premija. // Fizikų žinios, 2007, Nr. 33, p. 13.

Apie Nobelio premijas, jų laureatus daug medžiagos galima rasti internete:
Nobelio premijų portale (http://nobelprize.org),
premijų interneto archyve (http://www.almaz.com) ir kt.