在刚刚结束的国庆中秋长假期间,位于地球另一端的瑞典斯德哥尔摩,诺贝尔奖评审委员会的成员们似乎错过了最佳时机。
他们在我们的国庆假期中,陆续投票并公布了2025年的诺贝尔奖获奖名单。
目前,除诺贝尔和平奖外,其他奖项均已全部揭晓。
然而有趣的是,今年互联网上对奖项本身的讨论反而较少。
更多人的注意力集中在像今年日本一举夺得诺奖双黄蛋、谷歌再次大获全胜之类的新闻上。
因为这我们的邻居日本,在25年内获得了第22个诺奖,而本世纪初,日本曾提出50年内拿下30个诺奖的计划,现在看来完成目标似乎只是时间问题。
而另一边的谷歌,在短短两年内,已有5名科学家赢得了3个诺贝尔奖,人类历史上,超过这一数字的企业似乎只有贝尔实验室和IBM了。
这再次让谷歌首席执行官桑达尔·皮查伊显得颇为得意。
因此,大家纷纷热议这两件事。
实际上,这些外界的讨论本质上与诺奖无关,而且大多数诺奖反映的是过去技术突破的积累,并不一定代表当前科技实力或科研能力的真实水平。
所以,笔者认为,与其在这些风言风语上浪费口舌,不如我们来聊聊这些诺奖背后的真实故事。
首先来看生理学或医学奖,美国科学家玛丽·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和日本科学家坂口志文共同获奖,他们因在外周免疫耐受机制方面的开创性发现而获此殊荣。
一听到免疫之类的术语,是不是有种被遗忘的生物课记忆突然袭击的感觉?
没错,如今即使走进初中课堂,孩子们也能告诉你,人体依靠免疫系统来保护自己,抵抗病毒和细菌的入侵。
问题来了:人体如何准确识别外来入侵者,以避免误伤自身,造成杀敌一千自损八百的局面呢?
早在1995年,日本京都大学的坂口志文通过小鼠研究发现,人体免疫系统中还有一种后来被命名为“调节性T细胞”的监督者,它们会监控其他免疫细胞,一旦发现这些细胞误伤友军,调节性T细胞就会主动出击清除内鬼。
随后,玛丽·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔及其团队通过大量工作,最终找到了调节性T细胞的总开关:Foxp3基因。
千万别小看这一发现,它已在医学上取得了许多实际应用。
例如,许多免疫缺陷综合征可以通过提高体内调节性T细胞的数量和活性来治疗;另一方面,在治疗癌症时,医生们为了让免疫系统全力攻击癌细胞,甚至不惜牺牲一些正常细胞,这时就需要设法控制肿瘤附近的调节性T细胞。
讲完今年的生理学或医学奖,再来聊聊化学奖。
化学奖得主分别来自日本京都大学的北川进、澳大利亚墨尔本大学的理查德·罗布森以及美国加州大学伯克利分校的奥马尔·亚吉,他们因发展金属有机框架,开创了一种全新的分子建筑学而获奖。
分子建筑学这名字听起来很玄乎,甚至让人有种想去工地搬砖的冲动,但说实话,金属有机框架确实与土木工程有相似之处。
土木工程师在现实世界中建造房屋,而金属有机框架则是在分子尺度上建造结构。
早在1974年,理查德·罗布森就在思考,能否利用分子与离子之间的吸引力,像榫卯结构那样搭建框架。
直到十多年后,他才正式开始相关研究,并且真的构建出了这种结构。
但当时罗布森创造的新结构非常脆弱,大多数科学家认为这只是有趣的理论,根本没有实用性。
然而北川进和奥马尔·亚吉却不这么认为。
1997年,北川进开发出一种名为“舌槽式”的新结构,能够在室温下可逆地吸收和释放甲烷、氮气和氧气。
这一功能意义重大,意味着从纯科学研究转向了可商业化的材料开发。
几乎在同一时期,奥马尔·亚吉研发出了MOF-5,这种材料不仅耐高温,还具有惊人的内部比表面积(理论上,几克MOF-5粉末内部孔隙展开的面积足以媲美一个足球场),其性能已超越当时大多数材料的气体吸附能力。
从此,大量投资者开始感兴趣,纷纷投资研发各类新型材料。
如今,这些新材料已逐步推广,进入日常生活。
例如,亚吉团队已开发出能捕获水蒸气并转化为饮用水的新材料,完全可用于干旱沙漠地区,利用清洁能源收集水源。
它还可以直接捕获空气中的二氧化碳,从而有效促进碳中和目标的实现。
与前两个奖项得主较为“接地气”的研究方向相比,物理学奖得主约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯的研究则显得更具科幻色彩,他们因在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化方面的贡献而获奖。
网上不是流行那句话吗?遇事不决,量子力学。
但实际上,以往量子力学那些看似诡异的效应,普遍被认为只会在微观尺度出现。
而今年的物理学奖得主们颠覆了这一认知。
关于量子力学有个经典比喻:在日常生活中,你撞向一堵墙,通常会鼻青脸肿,程度取决于你的决心;你向墙扔球,球也会弹回来。
但在微观世界里,单个粒子会直接穿过“墙壁(等效势垒)”,瞬间出现在另一侧,这种现象被称为“隧穿”。
而在1984-1985年,约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯通过一系列精妙实验证明,只要条件合适,宏观系统也能发生隧穿(此处实验难度较大,有兴趣者可自行深入研究)。
这一量子现象的发生,让他们坚信:宏观量子现象确实存在。
于是,他们加紧工作,继续实验观察,发现这个构建的系统确实符合其他量子世界的特征。
也就是说,在合适条件下,宏观系统也能具备量子力学特性。
大家不妨开脑洞想象一下,如果有一天你成为一个宏观量子系统,是不是直接变身成DC漫画中的曼哈顿博士了?
当然,目前的量子技术尚未达到这种境界,但已给人们带来无限遐想。
例如,约翰·马蒂尼斯直接将这种具有量子化能级的超导电路用作信息单元,即如今常听的量子比特,从而衍生出量子芯片、量子计算机等。
未来或许还会有更多量子传感、量子计算等应用。
或许,遇事不决,量子力学真是对的。
好了,今年已公布的诺贝尔奖得主基本盘点完毕。哦,就在写稿时,诺贝尔文学奖得主也已公布,近年呼声很高的匈牙利作家拉斯洛·卡撒兹纳霍凯成功获奖,不过对于文学奖,笔者只能说:正在关注,正在阅读。
最后再聊两句,相比于去年几个奖项都涉及AI,今年全面回归基础科学,2025年的诺贝尔奖显得更为纯粹。
因此,我们这些旁观者或许也应少一些“谁输谁赢”的口水战,多一些对科学本身的敬畏。
科学家们数十年如一日的专注与坚持,是全人类共同的智慧结晶,终将推动整个社会的进步。
这,或许才是诺贝尔奖年复一年想要传递给我们的核心故事。
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