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2006年诺贝尔科学奖

2006-10-30 13:39 作者:薛巍 2006年第38期
2006年之前,有758人和18个组织获得了诺贝尔奖,其中近300人是美国人。今年像1983年一样,三项诺贝尔科学奖的获奖者全都是美国人。历年的诺贝尔奖,几乎从来没缺少过美国人的身影。2004年,诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖、化学奖和经济学奖得主的10人中有7人来自美国,2005年的10位诺贝尔奖获得者中的一半是美国人。

本年度的诺贝尔科学奖得主已经全部揭晓,《经济学家》说:“桂冠已经分派完了,失望的人再也不用像想得到内阁职位的政治家一样抓着电话不放了。今年诺贝尔奖评审委员会表现不错。他们挑出的获奖者即使不是家喻户晓,至少他们干的事在专业领域之外还有些反响。获得物理学奖的这项研究让宇宙学家能够画出第一个星星形成之前宇宙的样子。医学奖颁给了发现RNA干扰现象的人,它可以帮助细胞战胜病毒感染,被认为是新品种药物的基础。化学奖则是一个变相的医学奖,仍把它当作化学研究,可以免于承认自化学家诺贝尔的世纪之后,知识界的大部分精力都放到了化学研究之外。”

2006年之前,有758人和18个组织获得了诺贝尔奖,其中近300人是美国人。今年像1983年一样,三项诺贝尔科学奖的获奖者全都是美国人。历年的诺贝尔奖,几乎从来没缺少过美国人的身影。2004年,诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖、化学奖和经济学奖得主的10人中有7人来自美国,2005年的10位诺贝尔奖获得者中的一半是美国人。

此外,本年度获奖者相关论文的发表时间分别是:生理学或医学奖1998年、物理学奖1989年、化学奖2001年。论文发表时间与获奖时间相隔不像以前那样久,诺贝尔奖评审委员们希望评审对象的成果能够获得广泛公认和检验,因此往往需要耗费相当长时间,甚或几十年时间。

物理学奖:宇宙形成的婴儿时代

瑞典皇家科学院常任秘书贡诺·厄奎斯特说:“今年的诺贝尔物理学奖将我们带回了宇宙形成的婴儿时代。”约翰·马瑟(John Mather)和乔治·斯穆特(George Smoot)借助美国1989年发射的科勃卫星(Cosmic Background Explorer,缩写COBE,宇宙背景辐射探测者)做出的发现,为有关宇宙起源的大爆炸理论提供了支持,有助于研究早期宇宙,帮助人们更多地了解恒星和星系的起源。诺贝尔奖评审委员会的公报说,他们的工作使宇宙学进入了“精确研究”时代。

马瑟现年60岁,1974年在美国加利福尼亚大学伯克利分校取得博士学位,现为美国宇航局戈达德航天中心高级天体物理学家。斯穆特现年61岁,1970年获美国麻省理工学院博士学位,现为美国加利福尼亚大学伯克利分校物理学教授。

目前学界普遍接受的宇宙起源理论认为,约137亿年前,发生了一次大爆炸,大爆炸之后的宇宙温度高得惊人,那时的宇宙可以比作一个炙热的发出辐射的物体。如果宇宙真的起源于100多亿年前一种高度浓缩、高温的状态,宇宙中应该残留一种微弱的辐射,两位物理学家找到了这种辐射,也将大爆炸从一种单纯的理论变成了一个宇宙起源模型。

大爆炸之后大约30万年,宇宙温度降到足够低,电子和光子等可以结合而形成原子等物质。宇宙也由此走出晦暗的迷雾状态而变得透明,使光可以穿透。宇宙微波背景辐射正是在此期间产生。这种微波背景辐射被认为是大爆炸的“余烬”,现在仍均匀地分布于整个宇宙空间。随后宇宙不断扩张,宇宙背景辐射的温度也逐渐降低,预计目前相当于绝对温度2.7度(零下270.46摄氏度)的黑体发出的微波辐射。马瑟对COBE卫星测量的结果进行分析计算后发现,宇宙微波背景辐射与绝对温度2.7度黑体辐射非常吻合。斯穆特证明微波背景辐射在天空中穿越时在不同方向上温度有着极其微小的差异,也就是说存在所谓的各向异性,反映出最初的星云后来有着或大或小的密集程度,更加密集的星云具有引力,吸引周围的气体,形成星系,密集程度低的就比较空旷。他们的研究不仅能说明星系的起源,还能证明宇宙早期发生过暴胀,即突然、剧烈的扩张。

诺贝尔奖评审委员会让马瑟和斯穆特分享今年的物理奖,《时代》周刊科学记者迈克尔·莱莫尼克觉得有好戏看了,因为1992年的时候,斯穆特率先公布他的研究结果时,马瑟和COBE的其他成员感到震怒,认为斯穆特不道德地攫取了这一荣誉。马瑟后来在与他人合著的《第一道光》中说,COBE的成员们认为斯穆特不断违反团队的成果发布规定,项目主席甚至想开除他,让他的副手班尼特取而代之,但班尼特担心会破坏团结而谢绝了。

生理学或医学奖:RNA干扰机制和制药

诺贝尔奖评审委员会在评价安德鲁·法尔(Andrew Fire)和克雷格·梅洛(Craig Mello)1998年发表于《自然》上的研究成果时说:“他们的发现能解释许多令人困惑、相互矛盾的实验观察结果,发现了控制遗传信息流动的自然机制。这开启了一个新的研究领域。”

法尔出生于1959年,目前任职于斯坦福大学。马萨诸塞大学的梅洛出生于1960年。他们并不是最先注意到RNA干扰现象的人,但他们是最先搞清楚其机制的人。生物的遗传信息从脱氧核糖核酸(DNA)传到作为“信使”的核糖核酸(RNA),再传到蛋白质,特定的基因控制细胞制造特定的蛋白质。双链RNA可以使跟它同源序列的信使RNA基因发生降解,出现“基因沉默”,导致蛋白无法合成。健康的动植物细胞没有双链RNA,很多病毒却有双链RNA。从理论上说,让致病基因沉默能治愈很多种疾病。动物实验已证明,RNA干扰可以使导致胆固醇升高的基因沉默;病毒性疾病,眼疾,心血管代谢性疾病等方面的临床试验也正在进行中;这一方法为病毒性肝炎、艾滋病和肿瘤等人类顽疾的治疗指出了一条新路。

化学奖:变相的医学奖

12岁的时候,一天半夜里罗杰·科恩伯格(Robert Kornberg)被家里的动静吵得很烦,他被父亲阿瑟获得1959年诺贝尔医学奖的消息弄醒了。昏昏沉沉的他并没弄明白这件事的重要性,又倒头睡去。醒来之后,他的房间里满是庆祝活动留下的冷咖啡和面包渣。47年后,10月4日,轮到他半夜叫醒他的父亲了。因为在“真核转录的分子基础”研究领域做出的贡献,59岁的他在凌晨2点半接到瑞典打来的电话后,得知自己获得了今年的诺贝尔化学奖,一人独享137万美元的奖金。在诺贝尔奖105年的历史上,出现了第7对父子得主。1922年尼尔斯·玻尔独享物理奖,1975年他的儿子奥格·玻尔与人分享了物理奖。

罗杰·科恩伯格1947年出生于美国密苏里州圣路易市,在斯坦福大学获得博士学位,目前供职于该大学医学院。他的父亲阿瑟·科恩伯格1959年获奖的课题是基因信息如何从一个脱氧核糖核酸(DNA)分子转移至另一个DNA分子。科恩伯格则是第一个成功地将脱氧核糖核酸(DNA)的复制过程捕捉下来的科学家。

基因中遗传信息的转录和复制是地球上所有生物生存和发展必然经历的过程,科恩伯格教授有关真核转录的研究第一次将基因的这一转录过程细致地描述下来,使了解基因的转录过程成为可能。

真核生物是有细胞核的生物,相比起细菌更为复杂,动物和植物都是真核生物。真核生物如果想应用存储在基因里的信息,必须先将信息备份并传送至细胞外层,细胞再利用这些信息生产蛋白质,这个备份过程被称作转录。科恩伯格是首位在分子水平上揭示真核生物转录过程如何进行的科学家,这一过程具有医学上的“基础性”作用,因为人类的多种疾病如癌症、心脏病等都与这一过程失调有关。

了解基因转录在医学研究中起着决定性的作用,比如可以对致病基因进行干预,也可以创造新的抗生素。目前,基因转录的技术广泛应用在基因研究的实验室中。

此外,理解转录过程也有助于人们理解干细胞如何发展成不同的特定细胞。干细胞,特别是胚胎干细胞,能分化成不同种类的体细胞。科学家相信,将来可以利用人类胚胎干细胞修补人体受损的组织和器官,治疗多种疾病。瑞典皇家科学院说:“如果我们想理解干细胞在医学上的全部潜力,理解转录过程是必需的一步。”

另类诺贝尔

文有哈佛,理有麻省理工学院(MIT),只有10万多人口的马萨诸塞州坎布里奇(Cambridge)市,前前后后却出了近百个诺贝尔奖得主(MIT最新的统计数据是63个,哈佛在30个以上)。如果说物以稀为贵,那么,这儿也许是全世界最不把诺贝尔奖当回事儿的地方了。证据之一,就是每年和正儿八经的诺贝尔奖差不多同时宣布结果的Ig Nobel奖。这个处处以滑稽模仿调侃诺贝尔奖为乐的奖项,最爱拿出来说事儿的一个例子就是:那个2005年拿了诺贝尔物理学奖的老罗伊·格劳布(Roy Glauber),在俺们这儿,不过是年年穿得跟圣斗士里紫龙的师傅似的、拿把扫帚扫了10年舞台上的纸飞机的主儿罢了。

◎鲁伊

早上打开邮箱,“2005年诺贝尔经济学奖得主托马斯·谢林将于今晚(10月5日)6时在肯尼迪政治学院出席论坛,欢迎参加”的邮件第一个跳出来。看一眼日程表,30秒内,就做出了决定。当然不去——因为还要参加在哈佛大学桑德斯剧院(Sanders Theatre)举行的更酷的年度另类诺贝尔(Ig Nobel)颁奖大会。

身在坎布里奇,最不缺的就是与诺贝尔奖得主面对面的机会,且不说中午拐进Au Bon Pain咖啡屋买个三明治,排在你前面的那个穿花衬衫的瘦老头,说不定就是哪年的诺贝尔物理学奖得主。光是学期初选课,翻开MIT和哈佛的课表,就好像除了数学系,哪个系都有一两个诺贝尔奖得主在开课——当然,不是因为数学系太差,而是因为没有诺贝尔数学奖。更不用说校历上隔三差五的诺贝尔奖得主讲座了。开始时诚惶诚恐地跑过去,以为必定人山人海万人仰慕,结果全不是那回事。内容不精彩,立时有人离席而去,一点儿不给面子。倒是以恶搞出名的Ig Nobel,实在是大学城里的大件事。10月份的颁奖典礼,差不多8月份就得抓紧订票,不然几天就被一抢而空。一张票加上订票费,差不多40美元。别忘了,大名鼎鼎的波士顿交响乐团一场演出,平均票价也不过如此,更何况,对于学生,还经常有25美元看15场演出的惊人特价呢。

今年是Ig Nobel设立的第16个年头。“Nobel”自然是冲着大名鼎鼎的诺贝尔奖而去,但对于英语国家的人来说,Ig加上Nobel,又会让人马上联想起“ignoble”这个单词,顿时发出会心微笑(ignoble的意思,请参照东北话里的“不咋的”)。国内有人把这个奖项翻译成“搞笑诺贝尔奖”,错是没有错,味道可就差了一层。

每年的Ig Nobel都有一个科学主题,今年的是“惯性”(inertia)。一走进气派十足的仿造英国牛津圣安东尼剧院建成的桑德斯剧院,引位员就递上详细说明的小册子。先解释一番什么叫惯性——在没有外力作用的情况下,静止的物体保持静止的倾向,运动的物体保持运动的倾向——然后就是各种搞怪的体现惯性的范例。比如,每当有人讲话时提到“惯性”这个词,所有观众都要接着说“惯性,惯性,惯性……”节目的设置也密切围绕着惯性而来,开场演出是“李斯特与惯性”,MIT媒体实验室教授、同时又作为业余选手拿过著名的古典音乐奖项Van Cliburn奖的迈克尔·哈雷(Michael Hawley)在台上弹着李斯特的曲子,一大堆穷形尽相的人则排成一队大绕圈子,随着节拍表现出惯性的作用力。穿插于颁奖典礼期间的,是自比才的歌剧《卡门》改编而来的笑剧,描述一个男孩如何想尽办法勾搭代表惯性两种状态——一个整天坐着不动,另一个动个不停——的邻家姐妹。最有趣的是颁奖典礼上的经典项目“24/7演讲”——让一群作为嘉宾的诺贝尔奖得主和著名科学家先用24秒钟以专业术语阐述某一个主题,然后再用所有人都能明白的7个字清晰地说明同一个主题。指派给1976年诺贝尔化学奖得主、哈佛大学教授威廉·利普斯科姆(William Lipscomb)的题目正是惯性。只听他念念叨叨地说,早起要看篇难懂的学术论文,这事儿多么的无聊,多么让人犯困,一直到24秒钟结束,听的人还是一头雾水,搞不清楚这和惯性有什么关系。结果,到了7个字时间,只听他缓缓道来,“出于惯性,俺睡了……”笑声与掌声顿起。

如果说诺贝尔奖的特点是日益莫测高深的话,那么,Ig Nobel给人的感觉,只能用匪夷所思来形容。什么“小鸡喜欢长得漂亮的人”啦,“野鸭子中的同性恋尸癖”啦,“焦油9年滴一滴”啦,“林堡奶酪和人脚的味道对于蚊子的吸引力是一致的”啦,简直让人怀疑,怎么会有人愿意花那么多的时间在这些莫名其妙的研究上。而且,别以为这些研究是花边小报上的点缀和神经不正常的人的奇思异想。除了少数情况(比如去年的文学奖给了一群网络文学骗子,他们编造出一系列因政治原因流亡异国的有钱人,以他们的口气发邮件给几百万人,假称需要收信人的银行账户资料以转移资产,事成后会给一大笔酬金云云),绝大多数的Ig Nobel奖得主都是受过严格专业训练的科学家和研究者,其中不乏哈佛、耶鲁、普林斯顿等名校的教授,而相关的研究,也有相当一部分发表在《柳叶刀》、《自然》、《新英格兰医学杂志》等有声望的专业学术杂志上。难不成,大家一起搭错神经?

开始时对这实在百思不得其解,理所当然地认为,Ig Nobel不过是学术界的金酸莓奖(Golden Raspberry Award,和奥斯卡对着干的“年度烂片奖”)。可是坐在台下,看着一个个不远万里自费赶到坎布里奇的Ig Nobel奖得主乐呵呵接过由真正的诺贝尔奖得主和“瑞典肉丸子国王”颁发的奖项——一个丑乎乎的玩偶,一张证明得奖的A4纸,发表着精彩程度并不逊于诺贝尔得奖致辞的演说——当然,长度要严格限制在1分钟之内,否则就有被8岁的小女孩念叨着“烦死人啦,有完没完”哄下台的危险,正儿八经地演示着自己的发明或研究,身在坎布里奇的诺贝尔奖得主们的积极参与……便会开始怀疑,也许,结论并不那么简单。

弗兰西斯·费什米尔(Francis Fesmire),今年的Ig Nobel医学奖得主,“食指按摩直肠可以有效抑制顽固性打嗝”的发现者,发表获奖感言时开玩笑说:开始,我还以为真的拿到了诺贝尔奖,立马准备订去斯德哥尔摩的机票,结果白忙活半天。幸好我的儿子安慰我说,老爸,不错啦,至少你不用像拿到“达尔文奖”(注:另一个著名的搞笑奖项,颁给那些“因为自己的愚蠢而翘了辫子,从而拯救了人类基因库的人”)的人,非得死掉才有资格不是?——让人欣赏的不仅是话里的幽默,还有那份从容和自信。全世界的科学研究人员数以百万,能够拿到诺贝尔奖的毕竟只是少数,而且,未必和运气、评委的好恶没有关系。可研究本身没有等级贵贱之分。以“令人发笑,然后思考”为宗旨的Ig Nobel对诺贝尔奖的百般嘲弄,未尝不是坎布里奇人——或许是世界上最有资格对诺贝尔奖说三道四的人——对科学精神的另一种诠释。就像罗伊·格劳布,这个到80岁才获得诺贝尔奖委员会承认的量子光学理论的创始人之一,虽然在之前的10年时间里一直扮演一个戴着顶滑稽的大草帽扫纸飞机的角色,但并不使坎布里奇人对他的尊敬减少半分。唯其真正明白什么是最重要的,才会有真正的平常心,表面上的嘲弄戏谑和不当回事,也许正是因为知道,那是怎么一回事儿。

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