۹ نوامبر امسال (۱۸ آبان) اولین مراسمِ جایزه علمی پیشرفت با رویکردی متفاوت برگزار کرد. ساختار جایزه «پیشرفت» به جای آن که حالت خشک و جدی نوبل را داشته باشد، بیشتر شبیه به جایزه اسکار یا گرمی است! هدف بنیان‌گذاران این جایزه علمی جذاب کردن علم برای نسل جوان است.

بسیاری از افراد معتقد هستند که دنیای علم از جذابیت‌هایی که در دنیای هنر وجود دارد، بی‌بهره است و به همین دلیل نسل جوان کمتر به علم علاقه نشان می‌دهد. اما مراسم جایزه پیشرفت (Breakthrough Prize) که ۹ نوامبر در مقر شماره یک ناسا در دره سیلیکون برگزار شد، نشان داد که می‌توان دنیای علم را جذاب‌تر کرد. مجری این مراسم، سث مک‌فارلین بود و برخی نام‌های مشهور هالیوود مثل کیت بکینسیل،بندیکت کامبربچ، کامرون دیاز، جان هم و ادی ردماین به عنوان اهداکنندگان جوایز در آن حضور داشتند. هدف کمیته اجرایی این مراسم اضافه کردن عنصر شهرت یا همان Celebrity به دنیای علم است.

این بدان معنا است که ستارگان اصلی ۱۲ برنده جایزه ۳ میلیون دلاری «پیشرفت»  بودند، نه ستارگان هالیوودی که روی صحنه حاضر بودند یا مشاهیر دنیای اینترنت مثل مارک زاکربرگ، سرگی برین و جک ما که سرمایه‌گذاران این مراسم به شمار می‌روند. از بین ۱۲ جایزه‌ای که اهدا شد، ۶ مورد به شاخه علوم زیستی اختصاص داشت، پنج مورد به علوم ریاضی و یک جایزه هم به فردی از گروه فیزیک رسید. جایزه سه میلیونی که به این ۱۲ نابغه اهدا می‌شود، دو برابر مبلغی است که در مراسم جایزه نوبل و سه برابر جایزه Genius موسسه مک‌آرتور است.

از بین ۱۲ برنده این جایزه سه ایده بزرگ نظر بیشتری را به خود جلب کرد و احتمالا در سال پیش روی میلادی بیشتر درباره آنها خواهیم شنید. یکی از شاخه علوم زیستی، یکی از علوم ریاضی و تنها برنده از شاخه فیزیک.

فناوری جدیدی برای دستکاری ژنوم انسان

تصور کنید بشر بتواند ژنوم انسان را تغییر دهد و فقط با رمزگشایی یک مکانیسم دفاعی باکتریال، ژن‌های آسیب دیده را حذف کرده و آنها را با ژن‌های سالم جایگزین کند. این ایده‌‌ای است که در ذهن جنیفر دودنا از دانشگاه کالیفرنیا-برکلی، هاوارد هیوز از انستیتو پزشکی و لابراتوار ملی برکلی و امانوئل کارپنتیر از مرکز هلمهولتز دانشگاه اومیا برای ساخت روشی برای ویرایش ژنوم وجود داشته است. چیزی که انها با مطالعه ایمنی باکتریال متوجه شدند، این است که یک مکانیسم دفاعی میکروبی به نام Crispr/Cas9 در محافظت از ماده ژنتیکی در برابر ویروس‌ها بسیار خوب عمل می‌کند. آنزیمی که Crispr/Cas9 آزاد می‌کند، می‌تواند ساختار DNA ویروس‌های مهاجم را به هم بریزد.

این سه پژوهشگر با استفاده از این مفهوم توانسته‌اند به یک تکنولوژی عمومی و قدرتمند برای دستکاری ژنوم‌ها دست یابند. به زبان ساده‌تر از این فناوری می‌توان برای تصحیح خطاهای ژنتیکی در سطح ژن استفاده کرد. دو خطای ژنتیکی رایجی که تا کنون کشف شده عبارتند از فیبروز سیستیک یا سفتی مخاط و اختلالات خونی ژنتیکی. دودنا درباره این تکنولوژی می‌گوید:

ما فکر می‌کنیم که این روش می‌تواند در وهله اول برای درمان اختلالاتی که به خاطر نقص یک ژن ایجاد می‌شوند، مورد استفاده قرار گیرد، اما در بلندمدت می‌توان امیدوار بود که از این فناوری برای درمان سایر اختلالات ژنتیکی که بر اثر نقص چندین ژن به وجود می‌آیند نیز استفاده کرد.

ریاضیات رمزنگاری جدید، انتقال و ذخیره‌سازی

ریچارد تیلور، ریاضیدان بریتانیایی که هم‌اکنون با موسسه مطالعات پیشرفته دانشگاه پرینستون همکاری می‌کند، به خاطر «پیشرفت‌های متعدد در تئوری فرم‌های اتومورفیک» جایزه دریافت کرد. تیلور تا کنون راهکارهای فراوانی برای برخی از بزرگ‌ترین مسایل ریاضی، مثل «قضیه نهایی فرمات» که بیش از ۳۵۰ سال بود که کسی نتوانسته بود آن را اثبات کند، ارائه کرده است. با این حال ریچارد تیلور بزرگ دست از کار نکشیده و توانسته نام خود را در جدیدترین پیشرفت‌های علم ریاضیات بارها و بارها مطرح کند؛ یافته‌هایی چون اثبات «تخمین تانیاما-ویل»، «تخمین لنگ‌لندز» برای گروه‌های خطی عمومی و «تخمین ساتو-تیت».

شاید در نظرتان کمی کسل‌کننده باشد که یک ریاضیدان در گوشه‌ای از محل کار خود نشسته و مشغول اثبات قضایایی در زمینه نظریه اعداد باشد، اما وقتی به کاربردهای بی‌نظیر این کار در زندگی روزمره فکر می‌کنید، متوجه می‌شوید که چقدر کار این افراد ارزشمند است. تیلور در مقاله‌ای که در ژورنال موسسه «مطالعات پیشرفته» منتشر کرده، کاربردهای واقعی نظریه اعداد را این گونه توضیح می‌دهد:

امروز نظریه محاسبات ماژولار پایه روش‌هایی است از طریق آنها اطلاعات بر روی DVD ذخیره شده یا ماهواره‌ها اطلاعات حجیم را بدون اشکال مخابره می‌کنند. علاوه بر این کدهای رمزنگاری که مثلا اطلاعات تراکنش‌های بانکی ما را به صورت ایمن نگهداری می‌کنند نیز به شکل گسترده‌ای به تئوری محسبات ماژولار وابسته‌اند.

به بیان دیگر اگر به دنبال راهکارهای ذخیره‌سازی و رمزنگاری بهتر برای تراکنش‌های آنلاین و روش‌های بهتر برای انتقال اطلاعات هستید، باید به دنبال پیشرفت‌های جدی در زمینه نظریه اعداد باشید.

دنیای در حال انبساط با انرژی تاریک تغذیه می‌شود!

تیم برنده جایزه نوبل فیزیک به سرپرستی ساول پرلماتر از دانشگاه کالیفرنیا و لابراتوار ملی برکلی توانست جایزه پیشرفت در شاخه فیزیک پایه را به خاطر «غیرمنتظره‌ترین اکتشاف فیزیک» از آن خود کند. برایان پی.اشمیت از دانشگاه ملی استرالیا و آدام ریس از دانشگاه جان هاپکینز و موسسه علمی تلسکوپ فضایی دیگر اعضای این تیم هستند. آنها متوجه شده‌اند که شتاب انبساط جهان در حال افزایش است. پیش از این تصور فیزیک‌دانان بر این بود که انبساط جهان روز به روز سرعت کمتری می‌یابد.

حتی با گذشت ۲۵ سال از زمانی که استیفن هاوکینگ برای اولین بار مفهوم انبساط رو به رشد جهان را در کتاب «تاریخ زمان» معرفی کرد، هنوز هم این موضوع یکی از پیچیده‌ترین مسایل فیزیک محسوب می‌شود. هاوکینگ در آن زمان مدعی شد با این که بین ۱۲ تا ۱۴ میلیارد سال از واقعه بیگ‌بنگ (اتفاقی که منجر به خلق جهان شد) می‌گذرد، آنقدر انرژی آزاد شد که حتی تا امروز نیز این انرژی نه تنها وجود دارد، بلکه بیشتر و بیشتر شده سرعت انبساط جهان افزایش می‌یابد.

اما سوالی که به وجود می‌آید این است که علت افزایش سرعت انبساط جهان چیست؟ فیزیکدانان اتفاق نظر دارند که علت این پدیده، «انرژی تاریک» است که منجر به از هم گسیختگی کهکشان‌ها می‌شود. دانشمندان معتقدند ۶۸ درصد جهان از «انرژی تاریک» و ۲۷ درصد آن از «ماده تاریک» تشکیل شده است. این بدان معنا است ۹۵ درصد جهان پیرامون ما هنوز یک راز پنهان است که کسی نتوانسته آن را کشف کند. آنچه می‌ماند، همه آن چیزی است که روی زمین وجود دارد، همه آن چیزی که با تمام ابزارهای متنوع خود مشاهده کرده‌ایم و همه مواد معمول دنیا که تنها ۵ درصد از جهان هستی را تشکیل می‌دهند. همین مساله باعث شده تا پژوهش‌های فراوانی برای کشف این نیروی عظیم ناشناخته صورت گیرد.

جایزه «پیشرفت» می‌تواند آینده روشنی داشته باشد. بنیان‌گذاران این جایزه می‌گویند که هدف این جایزه «علم برای علم» است. امسال فیلم‌های جالبی درباره آلن تورینگ (بازی تقلید) و استیفن هاوکینگ (نظریه همه چیز) اکران خواهند شد و این خبر خوبی برای افرادی است که به علم و سینما علاقه‌مندند. اما حضور ستارگان دنیای سینما چون بندیکت کامبربچ و ادی ردماین در مراسم جایزه علمی «پیشرفت» جالب‌تر هم هست. کاری که این مراسم انجام می‌دهد این است که در دنیای علم به ستاره‌سازی می‌پردازد تا حوزه علم جذاب‌تر شده و علاقه‌مندان بیشتری در این حوزه فعالیت کنند.