اغلاق
آخر تحديث: 2017/9/25 الساعة 17:22 (مكة المكرمة) الموافق 1439/1/5 هـ

انضم إلينا
من سيربح نوبل للعلوم هذا العام؟

من سيربح نوبل للعلوم هذا العام؟

شادي عبد الحافظ

محرر علوم
  • ض
  • ض
في أواخر (سبتمبر/أيلول) من كل عام، وقبل أن تبدأ احتفالات نوبل في (أكتوبر/تشرين الأول)، تنشر مؤسسة تومسون رويتر العلمية الشهيرة -التي تعرف الآن تحت اسم تحليلات كلاريفيت(1) (Clarivate Analytics)- توقعاتها لجائزة نوبل لهذا العام، معتمدة على معايير حاسمة تتضمن قدر الإسهام البحثي لمجموعة كبيرة من العلماء لتحديد أيهم سوف يكون "شخصية نوبل" لهذا العام التي يجب أن تنطبق عليها عدة صفات(2) تضم أن تكون أبحاث تلك الشخصية هي الأكثر استشهادا بين الباحثين، وأن يكونوا الأوائل في اكتشافاتهم بحيث تمثل تلك الأبحاث نافذة جديدة تماما لمجالات بحثية جديدة وأصيلة، مع ضمان تاريخ حافل بالجوائز العلمية الشهيرة والرصينة رفيعة الشأن، مع محاولة لمقارنة هذا الإنجاز بالجوائز السابقة التي أقرتها هيئة نوبل، ثم الخروج بقائمة تضم 12 ترشيحا، 3 ترشيحات(3) لكل من الفيزياء، والطب والفيسيولوجيا، ثم الكيمياء، والاقتصاد، لكن الأخير لن يكون موضوعنا في هذا التقرير.

نوبل في الطب والفيسيولوجيا

لنبدأ بالسرطان، هناك 1 من كل 6 وفيات في العالم تحدث بسبب السرطان(4)، بواقع حوالي تسعة ملايين حالة وفاة فقط في 2015، وبينما يؤثر السرطان في الاقتصاد العالمي وتتكلف احتياجاته حوالي 1.2 مليار دولار أميركي سنويا فإن 16% فقط من البشر هم من يصلهم علاج سليم ومتكامل له، ورغم ذلك كله لا نجد بعد آليات علاجية واضحة وسهلة للقضاء على هذا المرض، لهذا السبب نحتفي كثيرا ونهتم جدا -كمواطنين في المنازل أو هيئات مثل نوبل- بكل إنجاز علمي يمكن له أن يساعد على تقصير المسافة بيننا وبين علاج هذا المرض.


لذلك، فإن هناك مكانين للسرطان ضمن توقعات كلاريفيت في جائزة نوبل للطب والفيسيولوجيا بـ 2017، الأولى للدكتور لويس كانتلي(5) (Lewis C. Cantley) أستاذ بيولوجيا الخلايا السرطانية بمركز ساندرا وادوارد ماير للسرطان والتابع لكلية طب ويل كورنيل في جامعة كورنيل عن اكتشافه ودراسته لآلية عمل ناقل إشارة خلوي يدعى فوسفوإينوسيتايد 3-كاينيز(6) (Phosphoinositide 3-kinase) الذي وجد أنه ذو علاقة ببعض الوظائف المهمة في الخلية، كالنمو، الانتشار، التمايز، الحركة، لكن الاكتشاف الأهم كان حينما ظهرت علاقة قوية بين أنواع عدة من السرطان وطفرات بفئات محددة من ذلك الإنزيم.

دكتور لويس كانتلي وفريقه  (مواقع التواصل)


حيث تتسبب بعض تلك الطفرات(8،7)، التي نجدها مثلا في الورم الأرومي (Glioblastoma) أكثر أورام المخ شيوعا والأكثر عدوانية مقارنة بباقي أورام المخ التي تصيب الإنسان، في رفع درجة نشاط هذا الإنزيم، كذلك نجد أن أنزيمًا آخر يدعى "بي تي إي إن" (PTEN) -اختصارًا-، وهو ما يكبح عمل الفوسفوإينوسيتايد 3-كاينيز، يغيب في الكثير من السرطانات، مع وجود تمثيل عال لمستقبل يدعى "EGFR" المسؤول بدوره عن تنشيط الفوسفوإينوسيتايد 3-كاينيز، مما يعني أن هذا الإنزيم يسهم بشكل كبير في عمليات التحول داخل الخلايا السرطانية، يمكننا الفهم الدقيق لتلك الآليات لعمل الخلايا السرطانية على المستوى الخلوي من ابتكار أدوية تستهدف مناطق محددة فعّالة ومؤثرة في نظام الخلايا السرطانية، مما يساعد في القضاء عليها.


لنفس السبب تضع المؤسسة كلا من باتريك مور(9) (Patrick S. Moore) عالم الفيروسات الأميركي بكلية الطب جامعة بتسبرج، وزوجته التي التقاها في أثناء دراستهما كطلاب في كلية الطب في الثمانينيات، يوان تشانغ(10) (Yuan Chang) كمرشحين لنوبل 2017 في الطب والفيسيولوجيا، بسبب اكتشافهما لفيروس(11) الهربس 8 (HHV-8) -ثامن فيروس يصيب الإنسان بالسرطان- المرتبط بسرطان ساركوما كابوزي (Kaposi's sarcoma) وسرطان خلية مركل (Merkel-cell carcinoma) المصاحبين لمرض الإيدز عبر عزل قطع من الحمض النووي الخاص بالفيروس، ثم تمكن فريق البحث من عمل تسلسل للجينوم الخاص بهذا الفيروس كاملا بعد أقل من عامين من عزل تلك القطع، ومكنتنا معرفة سبب تلك الأنواع من السرطانات من تطوير علاجات أفضل لها.


ثم ثالثا، تضع المؤسسة كارل فريستون(12) (Karl J. Friston) كمرشح ثالث لنوبل طب وفيسيولوجيا 2017 عن إسهاماته الجوهرية في تحليل بيانات التصوير الدماغي، خاصة عن التخطيط البارامتري الإحصائي (Statistical Parametric Mapping) وقياس التشكل المعتمد على الفوكسلات (Voxel-Based Morphometry)، إسهامات فريستون كما ترى لم تكن في التصوير الدماغي ذاته، ولكن في تحليل البيانات الخارجة من هذا التصوير من أجل الحصول على معلومات دقيقة عما نرى في النتائج، يشبه الأمر أن تظهر البيانات كأحجية ما، وتقوم أنظمة التحليل التي ابتكرها فريستون بتجميع أجزائها.


أضف إلى ذلك أن ابتكارات فريستون تتخطى ذلك الحد لتساهم في نموذج عمل شامل في صورة نظرية موحدة تشرح وظائف الدماغ البشري عبر تقنيات إحصائية شبيهه بنظام رياضياتي يسمى "الاحتمالية البايزية"(13)، فالمخ يجمع البيانات من الأعضاء الحسية ويغذي بها نماذج متنافسة ثم يختار بشكل عقلاني تنفيذ قرار النموذج الأقرب إلى اليقين، يسري ذلك في كل نشاطات المخ من الأكثر تعقيدا حتى قرار تفادي حيوان على الطريق بينما تسير بالسيارة مسرعا، ينجح هذا النموذج في تحليل تصرفاتنا اليومية، كذلك يساهم في فهم الكثير من الأمراض كالفصام.

نوبل في الفيزياء
دكتور" بول مسيون" أستاذ الفيزياء بجامعة كورنل  (مواقع التواصل)


بالنسبة للفيزياء فإن مؤسسة كلاريفيت تبدأ توقعاتها من فايدون أفوريس(14) (Phaedon Avouris) الكيميائي الفيزيائي اليوناني الأصل من مركز توماس واطسون لعلوم وتكنولوجيا النانو، مع سيس ديكر(15) (Cornelis Dekker) الفيزيائي بمركز تكنولوجيا النانو جامعة دلفت للتكنولوجيا، هولندا، وبول مسيون(16) (Paul McEuen) أستاذ الفيزياء بجامعة كورنل، عن إسهاماتهم في حقل الإلكترونيات المعتمدة على الكربون(17) (Carbon electronics)، بالطبع نعرف أنه على مدى أربعة عقود استطاعت الصناعات المعتمدة على أشباه الموصلات أن تحسّن من الأنظمة الكهربية عن طريق التصغير المستمر للأدوات الخاصة بها.


لكن هذا النطاق قريبا سوف يصل إلى حدوده العلمية والتقنية، مما يفتح الباب للبحث عن بدائل جديدة تستطيع تحقيق قدرات أكبر تتخطى بها حاجز الترانزستورات المعتمدة على السيليكون، تلك التقنيات كالأنابيب النانوية أحادية البعد، وطبقات الجرافين ثنائية البعد، والتي لها خصائص كهربية فائقة تتخطى كثيرا سابقتها، مما يفتح مستقبلا واسعا غير محدود الاحتمالات للتواصل، والحوسبة، وصناعة الآلات الذكية، بجانب كل شيء آخر في حياتنا مرورا بالطب وعلاج السكر، والضغط، والسرطان، حتى وسائل الترفيه.


ما زلنا في نوبل للفيزياء 2017، لكن في هذه المرحلة نتخلى عن أنابيب الكربون ونذهب إلى نظرية الفوضى، حيث تتوقع كلاريفيت فوز ميتشل فايغنباوم(18) (Mitchell J. Feigenbaum) أستاذ الفيزياء الرياضياتية بجامعة روكفيلر، الولايات المتحدة، عن إسهاماته في تطوير فهمنا للنظم الفيزيائية اللاخطية والفوضوية واكتشافه لثابت فايغنباوم(19) الذي هو في الحقيقة ثابتان رياضيان يحددان تطور الأنظمة اللاخطية، لفهم ما تعنيه اللاخطية يمكن أن نتصور خلية حية تنقسم إلى خليتين كل دقيقة، كل خلية منهما تنقسم إلى خليتين في الدقيقة التالية، وهكذا، هنا نبدأ بالرقم 1، ثم 2، ثم 4، ثم 8، ثم 16، إلى الآن يبدو تطور الكميات مقبولا، لكن بعد قليل يصل عدد الخلايا إلى 16384 في الدقيقة رقم 20، ثم بعد خمس دقائق إضافية فقط يصل عدد الخلايا إلى 525 ألف خلية تقريبا!


هذا هو شيء لا نعتاده في الحياة العادية، نحن فقط نتأمل أنظمة خطية تعني أن هناك تناسبا مباشرا بين المُدخلات والمخرجات، فمثلا لتر بنزين يساوي عشرة كيلومترات بسرعة كذا في سيارة ماركة كذا، لتران يصنعان 20 كيلومترا، 5 تسمح لك بالقيادة 50 كيلومترا، وهكذا، أما الأنظمة اللاخطية فهي تصنع تغيرات غاية في القوة بعد خطوات قليلة من تطورها، يساعد ذلك على حدوث ما نسميه بالتحول الطوري (Phase Transition)، ويشبه الأمر أن ترفع درجة الحرارة بالتدريج حتى نصل إلى المرحلة التي يتبخر فيها الماء، في حالة الفوضى التي تظهر أثناء هذا التطور تظهر نظرية التشعب (Bifurcation Theory) التي تحكم تطور المنظومة مستقبلا عبر التشعبات في نطاقات مختلفة، هنا يتدخل ثابت فايغنباوم.


أخيرا، في الفيزياء ترشح كلاريفيت العالم الروسي الكبير البروفيسير رشيد سنيف(20) (Rashid A. Sunyaev) الأستاذ بمعهد الفيزياء والتكنولوجيا، موسكو، كذلك هو رئيس قسم الفيزياء الفلكية عالية الطاقة بمؤسسة أبحاث الفضاء، عن إسهاماته في تحسين فهمنا للكون، خاصة أصوله، وتطور مجراته، والأقراص المحيطة بالثقوب السوداء، وغيرها من الظواهر الفلكية، حيث في السبعينيات -بالتعاون مع رفيقه ياكوف زلدوفيتش- طور سنيف نظرية عن تطور تقلبات كثافة الكون في اللحظات الأولى من تاريخه، والتي تمكنت من شرح أرصاد مسبار ويلكينسون لتباين الأشعة الكونية "دبليو إم أيه بي" (WMAP) وإشعاع الخلفية الميكروي، وكذلك رصد الهيكل الكوني واسع النطاق(21) (Large scale structure) وتوزيع المجرات بالنسبة لبعضها البعض.


أضف إلى ذلك إسهامهما في تطوير ما نسميه تأثير سونيف-زيلدوفيتش (Sunyaev-Zeldo'vich effect) حيث توجد في الوسط بين المجرات مناطق ساخنة متأينة تتسبب إلكتروناتها في التأثير على فوتونات إشعاع الخلفية الميكروي فترفع طاقتها وبالتالي ترددها، كذلك طور سونيف بالتشارك مع نيكولاي شاكورا الفيزيائي الفلكي الروسي نموذجا يسمى "النظرية المعيارية للقرص المزود" (Standard Accretion Disk Theory)، حيث تطلق المادة التي تدور بالقرص المزود الذي يدور حول الثقب الأسود نمطا محددا من الأشعة السينية يمكن استخدامه كبصمة تدل على أماكن وجود الثقوب السوداء.


نوبل في الكيمياء

في الترشيح الثاني لنوبل للكيمياء نجد جينز نورزكوف الأستاذ بكلية الهندسة، والبروفيسور في علوم الفوتونات في معهد بريكوت للطاقة

مواقع التواصل
 

ننتقل الآن إلى نطاق الكيمياء، في الترشيح الأول نلتقي بالثلاثي المبدع جون بيركاو(22) (John E. Bercaw) أستاذ الكيمياء بقسم الكيمياء والهندسة الكيميائية، كالتك، مع وبرت بيرغمان(23) (Robert G. Bergman) أستاذ الكيمياء بجامعة باركلي، وجورجي شولبين)(24) (Georgiy B. Shul'pin) الأستاذ بمؤسسة سيمينوف للكيمياء الفيزيائية، الأكاديمية الروسية للعلوم، موسكو، عن إسهاماتهم في تحسين فهمنا لعملية تفعيل(25) الرابطة بين ذرة الكربون والهيدروجين (C-H) في المركبات العضوية خاصة، (Carbon-hydrogen bond functionalization)، وهو التفاعل الذي تنكسر الرابطة خلاله ثم يرتبط الكربون عادة بعنصر آخر كالكربون، الأكسجين أو النيتروجين، يساهم فهمنا لهذا التفاعل في تحسين قدراتنا على استخدام الميثان الخام في صناعة الوقود، أو تخليق منتجات طبيعية، أو مواد خام بيتروكيماوية بطرق أسهل وأرخص.


في الترشيح الثاني نجد جينز نورزكوف(26) (Jens Nørskov) الأستاذ بكلية الهندسة، والبروفيسور في علوم الفوتونات في معهد بريكوت للطاقة، قسم الهندسة الكيميائية، جامعة ستانفورد، عن إسهاماته العملية والنظرية في الحفز غير المتجانس (heterogeneous catalysis) للأسطح الصلبة، في الحقيقة لقد جذبت عملية الحفز غير المتجانس جوائز نوبل في الكيمياء في أربعة مرات سابقة، مما جعل هذا المجال مثار اهتمام الكثير من العلماء، لأنه يساهم بقوة في مجالات صناعات الطاقة وإنتاج الكيماويات.


العامل الحفاز (Catalyst) في العموم هو مادة إضافية تدخل في التفاعل لتغيير سرعته أو لإخراج منتج محدد منه، لكن العامل الحفاز نفسه لا يُستهلك في التفاعل لكنه يعود إلى حالته الأصلية، بعض أنواع تلك الحوافز يتواجد في وسط مختلف عن وسط المتفاعلات، كأن تكون المتفاعلات في وسط سائل والحافز في وسط غازي، أو أن يكون أحدهما في وسط زيتي والآخر مائي، هنا نسميه حفزا غير متجانس(27) (heterogeneous catalysis)، في النهاية يحدث أن يقوم الحافز بعملية إدمصاص -وليس امتصاص- لتلك المواد السائلة أو الغازية على سطحه، كأن نستخدم حبّات البلاتينيوم لتحفيز تفاعل أول أكسيد الكربون مع الأكسجين لصنع ثاني أكسيد الكربون، يستخدم هذا التفاعل لتحويل أول أكسيد الكربون الناتج من عادم السيارة، عبر فلاتر بداخلها، إلى ثاني أكسيد الكربون غير السام.

"هنري ثنايث"  البروفيسور بمعمل كلاريندون، جامعة أوكسفورد (مواقع التواصل)


أما في الترشيح الثالث فسوف نلتقي بالثلاثي تسوتومو مياساكا(28) (Tsutomu Miyasaka) أستاذ الكيمياء الكهربية الضوئية من جامعة توين يوكوهاما، باليابان، مع نام غيو بارك(29) (Nam-Gyu Park) أستاذ بكلية الهندسة الكيميائية بجامعة سانكيونكوان بكوريا الجنوبية، مع هنري ثنايث(30) (Henry J. Snaith) البروفيسور بمعمل كلاريندون، جامعة أوكسفورد، عن إسهاماتهم في اكتشاف لخصائص مادة البيروفسكايت(31) (perovskite) وتطوير تطبيقاتها، لكي نتمكن من تطوير أنواع جديدة تمتص الفوتونات القوية من شعاع الشمس وتحولها إلى طاقة كهربية، مما يمكننا من الحصول على تكنولوجيا أرخص، أسهل وأسرع في التصنيع، وأكثر فاعلية من الخلايا الشمسية المعتادة التي يتوقع الكثيرون أن تحطم سوق الطاقة الشمسية في العالم وتعيد بناءه من جديد حول البيروفسكايت.


الطاقة كما ترى هي المحرك الأساسي للتوقعات هنا، ولجوائز نوبل في الفيزياء والكيمياء على مدى زمني واسع، والسبب هو ببساطة أن أكبر مشكلة تواجهنا على هذا الكوكب إلى الآن، بجانب دونالد ترمب وصعود اليمين المتطرف في ألمانيا شيئا فشيئا لدرجة تقربنا من حرب عالمية ثالثة، هي مشكلة الطاقة، الوقود الأحفوري ينفد، ويتسبب في تلوث بيئي، ونحتاج لكي نصنع سيارات أفضل وأسرع وأكثر أمانا، هواتف أسرع مع بطاريات تمكث كثيرا، سفن، أجهزة طبية وهندسية، صواريخ تصل إلى النجوم القريبة والبعيدة، إلى آليات جديدة ثورية تنتج أكبر قدر ممكن من الطاقة عبر تقنيات أرخص، وأسهل، وأخف في الوزن.


حسنا، كانت تلك هي تسعة توقعات عن ثلاث جوائز سوف يبدأ إعلانها بحلول يوم 2 (أكتوبر/تشرين الأول) القادم، ينتظرها المتخصصون والهواة ومحبو العلوم في كل العالم على تنوع اهتماماتهم واختلاف ثقافاتهم. في الحقيقة، ورغم نجاح المؤسسة في توقع(32) 43 عالِما في جوائز الاقتصاد، الطب، الكيمياء، الفيزياء، خلال السنوات الخمس عشرة السابقة، منها نوبل طب واقتصاد العام الفائت، فإن هذا التقرير يهدف بالأساس إلى تعريفك بهذا العالم المبهر على تعقيده، والرصين على قدر ما يقدمه من سيرة فانتازية، إنه عالَم العِلم، مئات الآلاف من الباحثين عبر المنهج العلمي يحسّنون بشكل يومي من قدراتنا على فهم الكون، وذواتنا، يساعدون في تطوير أساليب حياتنا، والخوض في المجهول الكوني الواسع لمعرفة المزيد من الأسرار، نحن هنا أمام تسع من تلك النوافذ التي تطل بنا على عالم جديد جريء عظيم، ورغم كل التوقعات السوداء عن مستقبل مؤسف في ظل التوتر الذي يشهده هذا الكوكب خلال العقود القليلة الماضية فإن العلم يقف ليرسم لوحة أكثر تفاؤلا.

المصادر

المسلمون في الصين وعلاقتهم بالدولة

تقارير متصدرة


اّخر الأخبار

شارك برأيك