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      深觀察|諾貝爾獎(jiǎng)印象:中國(guó)的科學(xué)研究融入世界

      發(fā)布時(shí)間:2022-10-09 09:35:04來(lái)源:
      2022年10月3日至5日,諾貝爾獎(jiǎng)三個(gè)自然科學(xué)獎(jiǎng)生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)、物理學(xué)獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)已經(jīng)公布。今年的三個(gè)自然科學(xué)獎(jiǎng)有一些深刻的特點(diǎn),其中就包括:中國(guó)的科學(xué)研究融入世界。

      今天,中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在參與和融入世界科學(xué)前沿,因此中國(guó)人與諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)的距離已越來(lái)越近,幾乎是零距離。此前有本土科學(xué)家屠呦呦獲得2015年的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),說(shuō)明中國(guó)人早已撞線。更早的還有李政道、楊振寧、丁肇中等華裔科學(xué)家獲得物理學(xué)獎(jiǎng),也說(shuō)明了中國(guó)獲得諾貝爾獎(jiǎng)已經(jīng)是現(xiàn)實(shí)。只是,今年的諾貝爾獎(jiǎng)更突顯了一個(gè)明顯特征,一些獲獎(jiǎng)?wù)呤侵袊?guó)科學(xué)家的導(dǎo)師,而且獲獎(jiǎng)的內(nèi)容和研究也有中國(guó)科學(xué)家的參與。
      今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予巴黎薩克萊大學(xué)和巴黎綜合理工學(xué)院的阿蘭·阿斯佩(Alain Aspect)、美國(guó)加利福尼亞州核桃溪市的約翰·克勞瑟(John F. Clauser)和奧地利維也納大學(xué)的安東·塞林格(Anton Zeilinger),以表彰他們“用于糾纏光子的實(shí)驗(yàn),確立對(duì)貝爾不等式的違反和開(kāi)創(chuàng)性的量子信息科學(xué)”。

      塞林格(右)與潘建偉(左)合影

      其中,塞林格是中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉的博士生導(dǎo)師,1997年,塞林格等人首次完成量子隱形傳態(tài)的原理實(shí)驗(yàn),證明量子隱形傳態(tài)是從一個(gè)粒子向另一個(gè)粒子遠(yuǎn)距離傳遞未知量子態(tài)的方式,這一過(guò)程不需要傳遞粒子本身。潘建偉也是這一個(gè)實(shí)驗(yàn)的重要參與者之一。而且,諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)在介紹獲獎(jiǎng)?wù)叩墓ぷ鲿r(shí),提到了很多中國(guó)科學(xué)家所做的工作。除了塞林格的這篇量子隱形傳態(tài)的文章外,塞林格的其他4篇量子通信實(shí)驗(yàn)文章都有潘建偉的參與,不是第一作者,就是第二作者。
      無(wú)獨(dú)有偶,獲得今年生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的斯萬(wàn)特·帕博(Svante Pääbo)也與中國(guó)科學(xué)家有密切的聯(lián)系。他是中國(guó)古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員付巧妹的博士生導(dǎo)師。2003年,付巧妹到馬克斯·普朗克演化人類學(xué)研究所攻讀博士,斯萬(wàn)特·帕博成為她的導(dǎo)師。
      導(dǎo)師只是關(guān)系之一,更重要的是,是否參與了研究?jī)?nèi)容和項(xiàng)目。付巧妹的科研能力贏得了導(dǎo)師的信任,被斯萬(wàn)特·帕博指定擔(dān)任“西伯利亞西部4.5萬(wàn)年現(xiàn)代人基因組”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。而且,在這一項(xiàng)目中,付巧妹提出現(xiàn)代人祖先“走出非洲”路線存在北線“蹊徑”的可能,并發(fā)現(xiàn)在該4.5萬(wàn)年個(gè)體的遺傳物質(zhì)中確實(shí)存在與尼安德特人(古人類)的基因交流,時(shí)間大概在距今5萬(wàn)年到6萬(wàn)年前。
      無(wú)論是潘建偉還是付巧妹,以及其他研究人員的工作,都為塞林格和帕博的獲獎(jiǎng)做出了貢獻(xiàn)。不過(guò),更為重要的是,中國(guó)科學(xué)家接受國(guó)外科學(xué)家的指導(dǎo)并參與到國(guó)際頂尖科學(xué)項(xiàng)目的研究中,是獲得了迅速發(fā)展和提升研究能力的一個(gè)平臺(tái),可以獲得從研究思路到研究方法和路線的開(kāi)闊思維,更能領(lǐng)略如何進(jìn)行科研才能有科學(xué)研究的創(chuàng)新并獲得不俗的成果。
      帕博對(duì)古人類基因的研究就是如此,這是一個(gè)并不被人看好的出成果的領(lǐng)域,但帕博做到了,原因有很多,科研思路和技術(shù)等都有貢獻(xiàn),如避免遺骸的污染、利用高通量的基因測(cè)序技術(shù),以及對(duì)測(cè)序準(zhǔn)確性的追求,如對(duì)尼安德特人全基因組序列的平均每個(gè)片段都至少測(cè)了50次(50層)。
      如果中國(guó)有越來(lái)越多的科學(xué)家參與到國(guó)際尖端的科學(xué)研究中,開(kāi)闊思路,學(xué)習(xí)技術(shù)和方式,并經(jīng)歷全過(guò)程的科研,未來(lái),中國(guó)科學(xué)家的獲獎(jiǎng)將會(huì)是大概率事件。這種關(guān)系,主要是師承關(guān)系,在美國(guó)科學(xué)社會(huì)學(xué)家朱克曼的《科學(xué)界的精英——美國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者》已經(jīng)有全面闡述。
      這也正如中國(guó)的足球、籃球和排球,尤其是男足,需要更多的人走向海外,到高水平的國(guó)家去參加他們的聯(lián)賽和國(guó)際大賽,才能提高自己,并帶回先進(jìn)的理念和技術(shù),有可能在不遠(yuǎn)的將來(lái)打翻身仗。
      是金子總會(huì)發(fā)光并被認(rèn)可
      今年的諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)似乎產(chǎn)生了冷門,這就是生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。過(guò)去,該獎(jiǎng)項(xiàng)主要授予醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床研究的成果,但是今年的獎(jiǎng)項(xiàng)授予了研究人類演化的人類學(xué)領(lǐng)域,雖然也與醫(yī)學(xué)有關(guān),但明顯是跨了學(xué)科。
      然而,從本質(zhì)上看,這既非冷門,也并非太大的跨學(xué)科,在諾貝爾獎(jiǎng)歷史上這種情況并非沒(méi)有先例。1973年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)就是授予了與生理學(xué)或醫(yī)學(xué)關(guān)系并不大的動(dòng)物行為和心理研究,獲獎(jiǎng)?wù)呤菉W地利的康拉德·柴卡里阿斯·洛倫茲(Konrad Zacharias Lorenz)、卡爾·馮·弗利(Karl Ritter von Frisch)和尼可拉斯·庭伯根(Nikolaas "Niko" Tinbergen)。
      洛倫茲通過(guò)對(duì)動(dòng)物行為的研究提出了“印刻效應(yīng)”假說(shuō),認(rèn)為小動(dòng)物在出生后的第一眼和初期,只要看見(jiàn)了一種動(dòng)物或物體,就會(huì)把他們當(dāng)成自己的父母,并永遠(yuǎn)跟著他們走。這個(gè)印刻時(shí)期存在一扇狹窄的時(shí)間之窗,以小時(shí)和天數(shù)來(lái)計(jì)算,只在動(dòng)物出生后某段時(shí)間內(nèi)發(fā)生,才會(huì)產(chǎn)生印刻效應(yīng)。印刻效應(yīng)的重要性在于,它本身是一種本能。
      通過(guò)對(duì)動(dòng)物行為的研究,洛倫茲等人在20世紀(jì)40年代創(chuàng)立了一門新的學(xué)科——動(dòng)物行為學(xué),提出遺傳和環(huán)境條件這兩者的相互作用,決定了動(dòng)物接受刺激做出反應(yīng)的行為方式。動(dòng)物種種毋庸置疑的行為,可以被看成是遺傳編程以及環(huán)境促成的結(jié)果。這就像今天帕博創(chuàng)建古基因組學(xué)一樣。
      研究動(dòng)物能獲得諾貝爾獎(jiǎng)意味著研究動(dòng)物就是研究人類自身,將動(dòng)物身上的適應(yīng)性行為推論到人類復(fù)雜的社會(huì)與心理模式,對(duì)遺傳學(xué)、演化心理學(xué)和社會(huì)生物學(xué)等,將會(huì)產(chǎn)生重大作用。這也解釋了中國(guó)人的認(rèn)知,“人之所以異于禽獸者幾希”。
      研究人類的演化能獲得今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),理由更充分。研究人類的演化更是重視人和生命,這樣的研究結(jié)果獲得諾貝爾獎(jiǎng)既是該獎(jiǎng)的調(diào)性,也表明人類演化研究的重要性,而且有很多奧秘還有待揭示。單就此次獲獎(jiǎng)的研究成果來(lái)看,已經(jīng)非常重要,因?yàn)榻沂玖巳祟惇?dú)特的演化進(jìn)程,說(shuō)明了我們從哪里來(lái),未來(lái)可能要走向哪里。
      推而廣之,凡是重大的科學(xué)研究成果,有意義的發(fā)現(xiàn),都有可能獲得諾貝爾獎(jiǎng)的青睞。但是,獲得諾貝爾獎(jiǎng)也有很大的機(jī)遇在里面。這個(gè)機(jī)遇從今年的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)也能顯示。帕博在研究時(shí)未必會(huì)指望獲獎(jiǎng),只是認(rèn)為這項(xiàng)研究是值得的,也是會(huì)做出結(jié)果來(lái)的,很多人都不認(rèn)可古基因組學(xué),但帕博固執(zhí)甚至偏執(zhí)地認(rèn)為,可以通過(guò)這種研究揭示一些成果,以解釋人類的演化進(jìn)程。
      創(chuàng)新的可貴
      2022年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予的是美國(guó)斯坦福大學(xué)的卡羅琳·露絲·貝爾托齊(Carolyn R. Bertozzi)、丹麥哥本哈根大學(xué)的摩頓·梅爾達(dá)爾(Morten Meldal)和美國(guó)加利福尼亞拉霍亞斯克里普斯研究中心的卡爾·巴里·夏普萊斯(K. Barry Sharpless),“以表彰他們對(duì)點(diǎn)擊化學(xué)和生物正交化學(xué)的發(fā)展”。
      總體而言,今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)本質(zhì)上就是新概念化學(xué),涉及兩個(gè)新概念和新內(nèi)容,即點(diǎn)擊化學(xué)和生物正交化學(xué)。事實(shí)上,點(diǎn)擊化學(xué)(Click chemistry)更準(zhǔn)確的譯法應(yīng)當(dāng)是鏈接化學(xué),是指通過(guò)小單元的拼接,就像環(huán)扣一樣,快速可靠地一環(huán)接一環(huán)完成形形色色分子的化學(xué)合成。
      鏈接化學(xué)正是夏普萊斯在2001年提出的一個(gè)概念,但并非只是玩概念,而是有實(shí)質(zhì)上的內(nèi)容。夏普萊斯和梅爾達(dá)爾各自獨(dú)立地完成了被譽(yù)為鏈接化學(xué)皇冠上的明珠工作——銅催化的疊氮化物-炔烴環(huán)加成反應(yīng)。這是一種既簡(jiǎn)單又有效的化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)率高、應(yīng)用范圍廣,現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于藥物研發(fā),繪制 DNA 分子和創(chuàng)造更適合用途的材料。
      從概念到內(nèi)容的創(chuàng)新也促成了夏普萊斯的二次獲得諾貝爾獎(jiǎng),在諾貝爾獎(jiǎng)的歷史上迄今只有5人二次獲獎(jiǎng)。夏普萊斯已經(jīng)獲得過(guò)2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),他獲得獎(jiǎng)金的一半,以表彰他在“手性催化氧化反應(yīng)”領(lǐng)域所取得的成就,當(dāng)年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)金的另一半授予美國(guó)科學(xué)家威廉·諾爾斯與日本科學(xué)家野依良治,以表彰他們?cè)?ldquo;手性催化氫化反應(yīng)”領(lǐng)域所做出的貢獻(xiàn)。
      已經(jīng)獲得過(guò)一次諾貝爾獎(jiǎng)的人如果沒(méi)有在科研上的突破和創(chuàng)新,極不可能再次獲得諾貝爾獎(jiǎng)。此次夏普萊斯的二次獲獎(jiǎng)完全憑借其將化學(xué)的內(nèi)容和路徑進(jìn)行了創(chuàng)新,做了去繁就簡(jiǎn),而且指出了未來(lái)化學(xué)發(fā)展的一種方向。
      與此同時(shí),今年的諾貝爾獎(jiǎng)也提示,傳承固然重要,但在處女地和結(jié)合部上的開(kāi)荒同樣重要,甚至更重要。今年化學(xué)獎(jiǎng)的另一位獲獎(jiǎng)?wù)哓悹柾旋R就是在結(jié)合部上的實(shí)時(shí)拓荒和發(fā)展,即把鏈接化學(xué)的內(nèi)容擴(kuò)展到了生物正交化學(xué),發(fā)展和開(kāi)辟了在生物體內(nèi)起作用的鏈接化學(xué)反應(yīng),把鏈接化學(xué)提升到了一個(gè)新的水平。過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)表明,幾乎一半的化學(xué)獎(jiǎng)是授予生物化學(xué),說(shuō)明生物學(xué)與化學(xué)的結(jié)合更容易出成果。
      其實(shí),這些經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律在中國(guó)科學(xué)院前院長(zhǎng)路甬祥的《規(guī)律與啟示——從諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)與20世紀(jì)重大科學(xué)成就看科技原始創(chuàng)新的規(guī)律》文章中已基本都提到,今年的諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)不過(guò)是再一次驗(yàn)證了這些經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律,但是又突出并發(fā)展了一些經(jīng)驗(yàn)和特點(diǎn),例如跨學(xué)科研究比較能多出成果和快出成果。
      未來(lái),需要在總結(jié)規(guī)律基礎(chǔ)上繼續(xù)探索和研究,但也不必執(zhí)念于獲獎(jiǎng),只要有了扎實(shí)的顯著的和創(chuàng)新成果,獲得諾貝爾獎(jiǎng)是水到渠成,除非認(rèn)為諾貝爾獎(jiǎng)是酸葡萄。

      (責(zé)編: admin)

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