2019年諾貝爾獎“彩蛋”及其他

李忠東

時至今日，諾貝爾獎一直被視為各領(lǐng)域最重要的榮譽(yù)之一。金秋十月，碩果累累，第118個諾獎“開獎周”從2019年10月8日開啟，六大重磅獎項(xiàng)輪番揭曉。縱觀百余年來的歷屆諾獎，揭曉前夕對“花落誰家” 的預(yù)測撲朔迷離，而揭曉后的 “人生贏家”皆技驚四座。

師生共享 其樂融融

10月8日，瑞典皇家科學(xué)院在斯德哥爾摩宣布，將2019年諾貝爾物理學(xué)獎分別授予美國普林斯頓大學(xué)教授吉姆·皮布爾斯，以表彰他“關(guān)于物理宇宙學(xué)的理論發(fā)現(xiàn)”，以及瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)教授米歇爾·麥耶和迪迪?！た迤潱嬗鴦虼髮W(xué)教授），以表彰他們“發(fā)現(xiàn)一顆環(huán)繞類日恒星運(yùn)行的系外行星”。

有趣的是，這次獲獎的麥耶和奎洛茲同為瑞士天文學(xué)家，而且還是一對師生，為尋找太陽系之外的行星做出了開創(chuàng)性工作。麥耶出生于1942年，2007年自日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)系退休，但仍以榮譽(yù)退休教授的身份繼續(xù)留校研究?？迤潿F(xiàn)年53歲，曾因開發(fā)新的天文儀器和實(shí)驗(yàn)技術(shù)而獲得BBVA基礎(chǔ)科學(xué)知識前沿獎。1995年他在日內(nèi)瓦大學(xué)攻讀博士時，與他的導(dǎo)師麥耶共同發(fā)現(xiàn)了圍繞主序星的首顆太陽系外行星——飛馬座51b，挑戰(zhàn)了當(dāng)時正統(tǒng)的關(guān)于行星形成的見解。自他們二人的首次發(fā)現(xiàn)到今年榮膺諾貝爾物理學(xué)獎，已經(jīng)過去了24年，真稱得上是一場等待已久的榮譽(yù)。不過據(jù)統(tǒng)計，物理學(xué)家從提出某個重大理論或發(fā)現(xiàn)到獲獎，平均需要23.5年，經(jīng)濟(jì)學(xué)家和化學(xué)家也分別為23.2年和20.8年。

無獨(dú)有偶，2018年諾貝爾物理學(xué)獎的三位得主中，熱拉爾·穆魯和唐娜·斯特里克蘭兩位同樣是師生關(guān)系。穆魯1944年出生在法國的阿爾貝維爾，而出生于加拿大貴湖的斯特里克蘭比穆魯小15歲。他們二人是在美國羅徹斯特大學(xué)成為師生的，并于1985年共同發(fā)明了啁啾脈沖放大技術(shù)。該技術(shù)的神奇之處在于能夠?qū)⒍碳す饷}沖放大到極高的峰值功率，甚至達(dá)到萬億瓦級。這一發(fā)明徹底改變了激光科學(xué)領(lǐng)域的面貌，也為核物理學(xué)、粒子物理學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科的前沿研究提供了有力的工具。

還有1993年的諾貝爾物理學(xué)獎得主約瑟夫·泰勒和拉塞爾·赫爾斯也是師生。1974年，普林斯頓大學(xué)的天文學(xué)家泰勒和他24歲的研究生赫爾斯使用阿雷西博天文臺的305米口徑射電望遠(yuǎn)鏡在天鷹座發(fā)現(xiàn)了首個脈沖雙星系統(tǒng)。

說起脈沖星，就不能不提及一次極具爭議的諾獎評選。1974年，諾貝爾物理學(xué)獎授予了脈沖星發(fā)現(xiàn)者、英國劍橋大學(xué)的安東尼·休伊什，而與其合作的研究生喬斯林·貝爾卻與諾獎失之交臂。貝爾和休伊什1968年聯(lián)名在《自然》雜志上公布了這一發(fā)現(xiàn)，1973年又共同得到了美國富蘭克林管理研究院頒發(fā)的邁克爾遜獎?wù)?。遺憾的是，就在1974年諾貝爾獎第一次授予天文學(xué)家時，貝爾的導(dǎo)師休伊什以及同事馬丁·賴爾都榜上有名，她卻被拒在諾貝爾的殿堂之外。許多天文學(xué)家對此表示了憤怒，但也有人認(rèn)為貝爾僅僅是做了收集數(shù)據(jù)的工作，休伊什對數(shù)據(jù)的解釋才是關(guān)鍵。貝爾從來沒有為自己的落選而喊冤追究，但絕大多數(shù)的報告顯示，她所做的絕不僅是進(jìn)行早期的觀察。

這次授獎引起了國際天文學(xué)界的巨大爭議，被看作是諾貝爾獎歷史上最不公平的結(jié)果之一，諾貝爾獎委員會被質(zhì)疑“性別歧視”。幾十年過去了，人們一直在為貝爾鳴不平，將此屆物理學(xué)獎稱為“沒有貝爾的諾貝爾獎”?；蛟S諾貝爾獎委員會事后也意識到有失公平，于是特別邀請貝爾參加了1993年諾貝爾獎頒獎儀式。導(dǎo)師將其成績據(jù)為己有，忽略學(xué)生的工作和貢獻(xiàn)，將桂冠戴在自己頭上，這種情況那時很普遍。按照學(xué)術(shù)慣例，諾貝爾獎主要頒發(fā)給導(dǎo)師，學(xué)生大多作為“背景墻”存在。如今，諾貝爾獎委員會開始逐漸重視學(xué)生在科研工作中的貢獻(xiàn)，應(yīng)該說是一種可喜的進(jìn)步。

高齡獲獎 刷新紀(jì)錄

10月9日，2019年諾貝爾化學(xué)獎揭曉。美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校機(jī)械工程和材料科學(xué)教授約翰·B.古迪納夫、美國紐約州立大學(xué)賓厄姆頓大學(xué)特聘教授M·斯坦利·威廷漢和名古屋名城大學(xué)教授吉野彰因在鋰離子電池發(fā)展上的貢獻(xiàn)而獲獎。

現(xiàn)年97歲的古迪納夫刷新了諾獎得主的高齡紀(jì)錄。古迪納夫1922年生于德國耶拿，是美國固體物理學(xué)家、二次電池產(chǎn)業(yè)的重要學(xué)者。他57歲時建造了鋰離子電池的神經(jīng)系統(tǒng)，鈷酸鋰正極材料是他的智慧結(jié)晶，幾乎存在于當(dāng)前每一款流通的便攜式電子設(shè)備中。當(dāng)時的鋰電池正極采用的是二硫化碳的材料，鋰離子夾雜其中，經(jīng)常發(fā)生自燃甚至爆炸。怎么解決這個問題呢？古迪納夫在牛津大學(xué)實(shí)驗(yàn)室提出，能不能不用硫化物，而改用氧化物鈷酸鋰做正極材料？這個結(jié)構(gòu)好比是“牛排漢堡”，鈷酸鋰上下兩層，就像是兩片面包，中間可以自由滑動，移動的鋰離子就像是牛排。這就有效地解決了之前鋰電池的穩(wěn)定性問題，同時能夠產(chǎn)生4伏特的電壓。

1986年，75歲的古迪納夫又研發(fā)了新材料磷酸鐵鋰。因?yàn)殁捤徜嚨匿囯姵仄鋵?shí)有一些缺陷，之前把鈷酸鋰比作夾著牛排的漢堡，如果吃漢堡的時候中間的牛排滑落，就好比鋰離子移位后，上下兩層的鈷氧化物結(jié)構(gòu)崩塌了，兩片面包貼在一塊兒，那么鋰離子就不能再通過其中。所以這樣的電池穩(wěn)定性差。同時鈷作為金屬原料，成本很高，難以大批量投入民用。而磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)則不同，它像是空間的管道，鋰離子能夠從這些管道的空隙當(dāng)中自由穿梭，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定；而且鐵和磷原料的礦產(chǎn)非常豐富，為鋰電池的商業(yè)化運(yùn)營打破了技術(shù)障礙。

古迪納夫被人們譽(yù)為“ 鋰電池之父”，自2009年起便成為歷年諾獎預(yù)測的熱門人選。憑著不怕困難、不辭辛勞、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，他最終在10年后實(shí)至名歸。古迪納夫有句名言：“我們有些人就像是烏龜，走得慢，一路掙扎，到了而立之年還找不到出路，但烏龜知道，它必須走下去?！鼻珊系氖?，他的英文名字叫Goodenough，中文直譯為“足夠好”，似乎昭示著好運(yùn)，終能笑到最后。

說起諾獎歷史上的高齡得主，就不能不提到2018年獲得諾貝爾物理學(xué)獎的96歲“激光輻射壓力之父”阿瑟·阿什金。阿什金在1987年前后發(fā)明了一種神奇的“光學(xué)鑷子”，即可以利用所謂的“激光手指”在不傷害生物體活性的前提下抓取其中的微小粒子，包括細(xì)菌、病毒和DNA等生物材料。這一技術(shù)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于包括醫(yī)學(xué)在內(nèi)的生命科學(xué)領(lǐng)域。而更早之前在諾貝爾自然科學(xué)獎創(chuàng)造最年長紀(jì)錄的獲獎?wù)呤敲绹鴮?shí)驗(yàn)物理學(xué)家雷蒙德·戴維斯教授，他于1968年首先觀測到太陽中微子及其失蹤之謎，而在88歲高齡之際榮獲了2002年諾貝爾物理學(xué)獎。

耄耋之年登上研究生涯的巔峰，古迪納夫、阿什金和戴維斯用自己的經(jīng)歷告訴我們：板凳雖冷，探索無涯，科學(xué)創(chuàng)造是超越年齡的。在漫長的探索的道路上，始終滿懷激情，腳踏實(shí)地，堅(jiān)持不懈，并且保持健康長壽，就有可能為科學(xué)做出重大貢獻(xiàn)，諾獎的到來指日可待。

夫唱婦隨 雙雙獲獎

10月14日，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2019年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎授予阿比吉特·巴納吉、埃絲特·迪弗洛和邁克爾·克雷默，以表彰他們“在減輕全球貧困方面的實(shí)驗(yàn)性做法”。在短短的20年中，他們進(jìn)行的研究大大提高了應(yīng)對全球貧困的能力?；趯?shí)驗(yàn)的新方法改變了發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)，使之業(yè)已成為一個蓬勃發(fā)展的研究領(lǐng)域。其中有意思的是巴納吉和迪弗洛兩人是夫妻，并且同在麻省理工學(xué)院任職。此次兩人同獲諾獎，被稱為“最強(qiáng)學(xué)術(shù)夫妻檔”。迪弗洛也成為第二位獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎的女性經(jīng)濟(jì)學(xué)家。

迪弗洛1972年出生于法國，早年曾就讀于著名的巴黎高等師范學(xué)校，1999年獲得麻省理工學(xué)院經(jīng)濟(jì)學(xué)博士學(xué)位。她畢業(yè)后留在該校任教至今，同時兼任阿卜杜爾·拉提夫·雅米爾貧困行為實(shí)驗(yàn)室主任。在多年的研究和教學(xué)中，迪弗洛應(yīng)用新的方法，影響了發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)的進(jìn)程。她同時熱衷于實(shí)務(wù)，尤其是反貧困工作，為多個發(fā)展中國家政府提供了相關(guān)的政策建議。2010年迪弗洛曾獲得美國經(jīng)濟(jì)協(xié)會頒發(fā)的克拉克獎，該獎項(xiàng)有“小諾貝爾獎”之稱。和傳統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)相比，迪弗洛的研究切入點(diǎn)很小，所得出的結(jié)論也沒有傳統(tǒng)理論那樣宏大而令人興奮，但是從實(shí)用和操作層面上看，這類研究顯然更勝一籌。

在百年諾獎的夫妻組合得主中，格蒂·特蕾莎·科里是首位獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的女性，她與丈夫卡爾·斐迪南·科里同獲1947年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，他們的貢獻(xiàn)是“發(fā)現(xiàn)糖原催化轉(zhuǎn)化過程”。格蒂出生于當(dāng)時屬于奧匈帝國的布拉格，1920年獲得布拉格德國大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)博士學(xué)位后與同學(xué)卡爾結(jié)婚，兩人在1922年前往美國紐約布法羅市進(jìn)行代謝機(jī)制方面的研究。但作為一名女性，格蒂被聘用時的待遇比丈夫差得多。格蒂和卡爾對人體如何利用能量很感興趣，他們在1929年描述了“科里循環(huán)”——這是新陳代謝的重要組成部分，即人們在運(yùn)用肌肉時會形成乳酸，然后乳酸會在肝臟中轉(zhuǎn)化為糖原；反過來，糖原又被轉(zhuǎn)化為葡萄糖，然后被肌肉細(xì)胞吸收。此后，科里夫婦繼續(xù)研究糖原如何分解成葡萄糖，并在1938—1939年間找到了引發(fā)分解的酶，利用這一過程在試管中生成了糖原。

2014年諾貝爾獎生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)給英國科學(xué)家約翰·奧基夫和挪威夫婦愛德華·莫澤、梅—布里特·莫澤，以表彰三人發(fā)現(xiàn)了大腦中負(fù)責(zé)定位導(dǎo)航的細(xì)胞這一重大成果。愛德華是挪威科技大學(xué)卡里神經(jīng)學(xué)研究院院長，妻子梅—布里特是同校神經(jīng)計算中心主任，二人是科研道路上的良好伙伴，獲獎前從事了數(shù)十年的腦機(jī)理前沿研究。學(xué)霸夫妻共同摘得諾獎，一時傳為佳話。

最家喻戶曉的諾獎夫妻搭檔則是1903年獲諾貝爾物理學(xué)獎的瑪麗·居里和皮埃爾·居里夫婦，居里夫人也因此成為歷史上第一個獲得諾貝爾獎的女性?，旣惡驼煞蚱ぐ柦?jīng)常在一起進(jìn)行放射性物質(zhì)（以瀝青鈾礦石為主）的研究，因?yàn)闉r青鈾礦石的總放射性比其所含有的鈾的放射性還要強(qiáng)，1898年，居里夫婦對這種現(xiàn)象提出了一個邏輯推斷：瀝青鈾礦石中必定含有某種未知的放射成分，其放射性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鈾的放射性。此后幾年他們不斷地提煉瀝青鈾礦石中的放射成分，經(jīng)過不懈努力，終于成功地分離出了氯化鐳，并發(fā)現(xiàn)了兩種新的化學(xué)元素——釙和鐳。8年后，瑪麗又因?yàn)槌晒Ψ蛛x了鐳元素而獲得1911年諾貝爾化學(xué)獎。為了有效地推動放射化學(xué)的發(fā)展，她獲獎后并沒有為提煉純凈鐳的方法申請專利，而是將之公布于眾。

子承父業(yè) 青勝于藍(lán)

布拉格父子開創(chuàng)了父子同獲諾貝爾獎的先例，布拉格這個名字幾乎成了“現(xiàn)代結(jié)晶學(xué)”的同義詞。

1915年，諾貝爾物理學(xué)獎授予倫敦大學(xué)的亨利·布拉格和他的兒子勞倫斯·布拉格，以表彰他們用X射線對晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻(xiàn)。在研究X射線的過程中，父子二人相互取長補(bǔ)短，共同切磋。他們使用亨利研制的X射線分光計對晶體結(jié)構(gòu)潛心鉆研，推出了著名的布拉格方程“2dsinθ=nλ”；1913—1914年父子倆還創(chuàng)立了一個具有重大意義的科學(xué)分支——X射線晶體結(jié)構(gòu)分析。如果說他們之前的諾獎得主馬克斯·馮·勞厄和他的同事們發(fā)現(xiàn)了X射線在晶體中的衍射，從而證明了X射線的波動特性，那么利用X射線系統(tǒng)地探測晶體結(jié)構(gòu)，則應(yīng)歸功于布拉格父子。

兒子勞倫斯獲獎時才25歲，至今還保持著諾貝爾獎獲得者中獲獎年齡最小的紀(jì)錄。他后來的主要興趣是應(yīng)用X射線分析蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，這項(xiàng)研究也獲得了巨大成功，第一次確定了生命物質(zhì)極其復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。

1922年諾貝爾物理學(xué)獎得主是丹麥物理學(xué)家、從事原子結(jié)構(gòu)以及原子輻射研究的尼爾斯·玻爾。他通過引入量子化條件，提出了玻爾模型來解釋氫原子光譜，以互補(bǔ)原理和哥本哈根詮釋來解釋量子力學(xué)，對20世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響。而53年之后，1975年的諾貝爾物理學(xué)獎桂冠被玻爾的第四個兒子阿格·玻爾摘得，其貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)原子核中集體運(yùn)動和粒子運(yùn)動之間的聯(lián)系以及在這種聯(lián)系的基礎(chǔ)上發(fā)展的核結(jié)構(gòu)理論。機(jī)緣巧合的是，小玻爾恰好出生于1922年，也就是父親榮獲諾獎的那年。在他的童年時代，父母親住在哥本哈根的理論物理研究所，那些被吸引到該研究所的志同道合的科學(xué)家們便成了玻爾家孩子們的“叔叔”。小玻爾41歲時接替父親成為哥本哈根大學(xué)理論物理研究所所長。