諾貝爾獎，無所不在

◆本刊綜合

策劃人語：

無論你是否關(guān)注科學(xué)、文學(xué)、經(jīng)濟學(xué)或是世界和平運動，在一年一度的諾貝爾獎評選時期，你或多或少會被一些陌生的名字和新興的名詞感染，諾貝爾獎獲得者和他們的成就會帶給你激勵或啟迪，甚至更新你的認(rèn)知。

誕生至今，諾貝爾獎已有120 多年的歷史。諾貝爾獎記載的并不只是諸多星光閃耀的人類天才，同時蘊含著每一個普通人疲憊生活中的英雄夢想。

諾貝爾獎是人類歷史上最具影響力的獎項。我們之所以要關(guān)注諾貝爾獎，不僅是為了認(rèn)識獲獎?wù)?，了解其科研成果，更重要的是弘揚諾貝爾獎背后的科學(xué)家精神。無數(shù)獲獎?wù)邤?shù)十年如一日地潛心研究、不斷探索，將享受科學(xué)當(dāng)作追求，將沉浸探索當(dāng)作樂趣。他們身上所展現(xiàn)的創(chuàng)新、求實等科學(xué)家精神，尤其珍貴。

既仰望星空，又腳踏實地；既胸懷世界，又心系祖國，這是科學(xué)家們所具有的品格，亦是我輩青年應(yīng)當(dāng)鑄就的品格。

——方郁芝 秦銀銀

生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎：“辣味”十足

與經(jīng)濟學(xué)獎、文學(xué)獎等獎項相比，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎總顯得有些“高冷”，相關(guān)的成果似乎很難被人們理解。2021 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎被授予美國科學(xué)家大衛(wèi)·朱利葉斯和阿登·帕塔普蒂安，以表彰他們在“發(fā)現(xiàn)溫度和觸覺感受器”方面的貢獻。

人類對熱、冷和觸覺的感知能力對生存至關(guān)重要。在日常生活中，我們認(rèn)為這些感覺是理所當(dāng)然的，但你是否了解，神經(jīng)沖動是如何產(chǎn)生，從而使溫度和壓力可以被感知？2021 年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主解決的就是這個問題。

圖1 2021 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主大衛(wèi)·朱利葉斯（左）和阿登·帕塔普蒂安（右）（圖/諾貝爾獎官網(wǎng)）

朱利葉斯的學(xué)術(shù)之路，亦是學(xué)霸之路

朱利葉斯是一位生理學(xué)家，現(xiàn)任加州大學(xué)舊金山分校醫(yī)學(xué)院的生理學(xué)教授與系主任。1955 年，朱利葉斯出生于美國紐約布魯克林區(qū)，祖父母是東歐人，當(dāng)年為了逃離當(dāng)?shù)氐姆椽q太主義而移民美國。他頭腦聰明，對科學(xué)研究表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

朱利葉斯19 歲考入麻省理工學(xué)院，之后，他在加州大學(xué)伯克利分校攻讀博士，畢業(yè)后又去哥倫比亞大學(xué)攻讀博士后。有資料顯示，自上世紀(jì)80 年代起，他就開始用當(dāng)時比較創(chuàng)新的方法尋找五羥色胺的受體——這些受體同時調(diào)節(jié)興奮性和抑制性神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)的傳遞。

從神經(jīng)層面來看，人類感官接受感應(yīng)的過程可以簡化為接受刺激—傳遞信號—大腦接收，并做出反應(yīng)。這一過程中，需要一種被稱為感受器的結(jié)構(gòu)提供幫助。通俗地說，這種感受器類似于“鎖”或“門”，它們只有在特定的情況下才能被激活，就像鎖需要匹配的鑰匙才能被打開一樣。

以味覺為例，當(dāng)負責(zé)苦味的味覺感受器在遇到形狀和化學(xué)成分都符合要求的分子時就會打開，經(jīng)由一條通路將信號傳遞到大腦。目前，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)5 種基本味道的感受器，分別負責(zé)咸、甜、酸、苦、鮮。有一種味道與眾不同，那就是“辣”。更嚴(yán)格來說，辣并不是一種“味道”，這與朱利葉斯的突破性發(fā)現(xiàn)密不可分。

辣椒素是辣椒中的一種化合物，可以引發(fā)疼痛感。1989 年，朱利葉斯進入加州大學(xué)舊金山分校，擔(dān)任該校的教授，他在超市購物時萌發(fā)了研究辣椒素的想法，后得到了實驗室同事的支持，他們開始研究尋找辣椒素的受體。

1997 年，朱利葉斯研究小組發(fā)現(xiàn)了一個被辣椒素激活的蛋白質(zhì)分子TRPV1，TRPV1 經(jīng)加熱后會被激活。這一發(fā)現(xiàn)揭開了溫度感受的機理和痛覺外周感受的部分機理。TRPV1 在人體分布廣泛，當(dāng)辛辣的食物進出體內(nèi)，便會感受到灼熱和疼痛。

圖2 大衛(wèi)·朱利葉斯

與此同時，朱利葉斯還研究確認(rèn)了TRPV1 屬于TRP 通道家族。事實上，早在1969 年就有科學(xué)家在果蠅中發(fā)現(xiàn)過TRP 基因，但并沒有人知道它的功能。這些年，因為在這一領(lǐng)域的研究，朱利葉斯屢獲大獎。2010 年，因?qū)Ρ嬲J(rèn)涉及傷害性作用的離子通道的研究，他獲得邵逸夫獎。同年，他還獲得了阿斯圖里亞斯親王獎。

朱利葉斯的小組還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了這個家族的其他受體，譬如涼爽受體以及芥末油受體。這一新發(fā)現(xiàn)的TRPV1 及相關(guān)通道目前已成為新型止痛藥研發(fā)關(guān)注的靶點。

帕塔普蒂安與朱利葉斯，不謀而合的研究路

1967 年，帕塔普蒂安在黎巴嫩出生，他在戰(zhàn)火中經(jīng)歷了動蕩的童年，19 歲在美國洛杉磯定居，取得了帕薩迪納加州理工學(xué)院的博士學(xué)位。2000 年后，他來到加州斯克里普斯研究中心任職。帕塔普蒂安的研究生涯并非一帆風(fēng)順，他曾在接受采訪時透露，因為研究長時間未取得進展，也曾有過轉(zhuǎn)行的念頭，但最終還是選擇了堅持。

TRPV1 的發(fā)現(xiàn)是一項重大突破，為揭開其他溫度感受器的神秘面紗開辟了道路。在此基礎(chǔ)上，朱利葉斯和帕塔普蒂安分別獨立確認(rèn)了TRPM8 分子的存在，這種分子會對薄荷醇和寒冷產(chǎn)生反應(yīng)。

除了溫度的感受機制外，人類對機械刺激如何轉(zhuǎn)化為觸覺和壓力感仍然未知。帕塔普蒂安把對這些方面的認(rèn)知向前推進了一大步。他發(fā)現(xiàn)了能對皮膚和內(nèi)部器官的機械刺激作出反應(yīng)的新型感受器PIEZO1 和PIEZO2。

帕塔普蒂安與其研究小組發(fā)現(xiàn)的與觸覺蛋白密切相關(guān)的傳感器蛋白，這些知識正被用于開發(fā)多種疾病的治療方法，包括對慢性疼痛的治療。TRPV1 與身體的慢性疼痛及核心溫度調(diào)節(jié)等有關(guān)，并對炎癥過程中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)極其敏感，這為癌癥疼痛和其他疾病的治療開辟了新的途徑。PIEZO1 和PIEZO2 則被參與血壓、呼吸和膀胱控制等多項身體機能中。

圖3 阿登·帕塔普蒂安

“冷門”諾貝爾獎得主與“陌生”的非洲文學(xué)

圖4 2021 年諾貝爾文學(xué)獎得主阿卜杜勒-拉扎克·古爾納

2021 年的諾貝爾文學(xué)獎得主是“后殖民主義作家”、文學(xué)評論家阿卜杜勒-拉扎克·古爾納，他是近20 年來第一個獲得諾貝爾文學(xué)獎的非洲人，也是歷史上第7 位獲得諾貝爾文學(xué)獎的非洲裔作家。

1948 年，古爾納出生于非洲坦桑尼亞的桑吉巴爾島，20 歲出頭的他以難民身份到達英國，此后便定居英國，開始寫作。獲獎小說是其以英語寫作的《天堂》，發(fā)表于1944 年。瑞典學(xué)院給出的獲獎理由是：“他以不妥協(xié)和富有同情心的眼光，洞察殖民主義的影響和身處不同文化大陸間的鴻溝中難民的命運。”

古爾納用美妙且富有同情心的文字描寫了處于困境中的個體，他們拋開一切，努力在一個可能并不受歡迎的新國家創(chuàng)造自己的生活。他的獲獎體現(xiàn)了近年來人們對移民，特別是難民問題的持續(xù)關(guān)注。從寫作題材看，古爾納對非洲殖民歷史、非洲與歐洲的關(guān)系、非裔移民在英國的經(jīng)歷與身份認(rèn)同等話題的寫作有著重要價值。從寫作風(fēng)格來看，他在延續(xù)英國流散文學(xué)寫作傳統(tǒng)的同時，在敘事和語言等方面有著碎片化敘事、詩性語言的特征。

古爾納是一名學(xué)者型作家，同時擁有大學(xué)教授、文學(xué)評論家和作家三重身份，與職業(yè)作家相比，其作家身份在一定程度上被淡化了。迄今為止，古爾納一共出版了10 部長篇小說和數(shù)本短篇小說集。對難民的經(jīng)歷、身份、流亡記憶和文化疏離感與認(rèn)同感的反思，是他文學(xué)創(chuàng)作持續(xù)不斷的主題。

在迄今為止的118 位諾貝爾文學(xué)獎得主中，歐洲作家占比超過70%，來自亞洲、非洲的獲獎?wù)叻浅Ｉ伲Z貝爾文學(xué)獎無疑具有風(fēng)向標(biāo)的功能，隨著古爾納獲獎，非洲文學(xué)也將得到更多的關(guān)注。

圖5 英國倫敦當(dāng)?shù)氐臅陜?nèi)擺出2021 年諾貝爾文學(xué)獎獲得者、坦桑尼亞作家阿卜杜勒-拉扎克·古爾納的文學(xué)作品

諾貝爾化學(xué)獎，回歸真正的化學(xué)家

圖6 2021 年諾貝爾化學(xué)獎得主本杰明·利斯特（左）和戴維·邁克米倫（右）（圖/諾貝爾獎官網(wǎng)）

2021 年諾貝爾化學(xué)獎由德國化學(xué)家本杰明·利斯特和美國化學(xué)家戴維·邁克米倫獲得，以表彰他們“在發(fā)展不對稱有機催化中的貢獻”。

世界上的一切都是由分子組成的，從物質(zhì)到人類，都是通過特定的排列方式將原子連接在一起。將這些原子連接在一起形成分子的反應(yīng)通常非常緩慢，催化劑是反應(yīng)的導(dǎo)火索和助推器。正是在催化劑的作用下，人們才得以生產(chǎn)出藥品、塑料、香水等不同物質(zhì)。

催化劑是一種可控制化學(xué)反應(yīng)，且不會成為最終產(chǎn)品的物質(zhì)。在2000 年以前，已知的催化劑有金屬和酶。利斯特與麥克米倫各自于2000 年相互獨立發(fā)展出建立在有機小分子基礎(chǔ)上的第三種催化類型——不對稱有機催化，他們設(shè)計的大量廉價穩(wěn)定的各種有機催化劑不僅催化速度快、性價比高，也讓化學(xué)更加符合綠色發(fā)展的趨勢。

終于“花落”化學(xué)家

諾貝爾化學(xué)獎曾一度被戲稱為“理科綜合獎”，因為它曾獎勵過化學(xué)與生物、物理等交叉領(lǐng)域的成果。相比往年，這次的諾貝爾化學(xué)獎評得更純粹。

1968 年，本杰明·利斯特出生于德國法蘭克福，曾在柏林自由大學(xué)攻讀化學(xué)，1997 年在法蘭克福大學(xué)取得博士學(xué)位，1999年至2003 年期間擔(dān)任美國斯克利普斯研究所分子生物學(xué)系助理教授。后回到德國任職于馬克斯·普朗克煤炭研究所，并于2005年7 月?lián)卧撗芯克L至今，他的工作重點就是有機催化。

戴維·麥克米倫1968 年生于英國貝爾斯希爾，1996 年獲得美國加州大學(xué)歐文分校博士學(xué)位后，前往哈佛大學(xué)開始從事選擇性催化的研究。

1998 年7 月，麥克米倫在加州大學(xué)伯克利分校開始了獨立研究生涯。他于2000年6 月加入加州理工學(xué)院化學(xué)系，2006 年9月轉(zhuǎn)至普林斯頓大學(xué)任職，研究興趣集中在對映選擇性催化的新方法上。

令人捧腹的是，戴維·邁克米倫在一次訪談中透露，他曾經(jīng)夢想成為一名物理學(xué)家，但由于求學(xué)所在地的物理教室實在太冷，而化學(xué)教室更暖和，不得已換了專業(yè)。

圖7 本杰明·利斯特在馬克斯·普朗克煤炭研究所內(nèi)慶祝獲得諾貝爾化學(xué)獎

據(jù)統(tǒng)計，截至2021 年，歷史上已有187 人獲得諾貝爾化學(xué)獎，其中不乏居里夫人等耳熟能詳?shù)幕瘜W(xué)大家。從數(shù)量上來看，能拿到諾貝爾化學(xué)獎的“非化學(xué)界”的精英們，已在人數(shù)上超過了化學(xué)家，并分散在物理、生物物理、生物和生物化學(xué)等領(lǐng)域。

在化學(xué)與生物、物理等學(xué)科愈發(fā)融合的今天，量子化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)不斷結(jié)出累累碩果，交叉學(xué)科的大趨勢讓諾貝爾化學(xué)獎的領(lǐng)域也在不斷拓寬。2021 年諾貝爾化學(xué)獎的“回歸”再次表明，真正的化學(xué)家仍是不可替代的。

看似在“云端之上”，實則與每個人息息相關(guān)

如果說諾貝爾文學(xué)獎讓普通人也能點評兩句，那諾貝爾化學(xué)獎因為太過高深，給人的總體印象仍然是在“云端之上”。實際上，諾貝爾化學(xué)獎的科研成果早已融入人們的日常生活。

想象一下，如果手機必須要插電才能使用、拔下插頭就會斷電，還能“一機在手走遍天下”嗎？將手機從插座中解放出來的“功臣”正是鋰電池，是它們創(chuàng)造了一個可充電的世界。2019年10月，“鋰電池之父”約翰·古迪納夫、現(xiàn)代鋰電池的發(fā)明者吉野彰和在鋰電池領(lǐng)域有著開創(chuàng)性研究的斯坦利·威廷漢分享了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎。

牙刷、外賣盒、手機殼、飛機零件……塑料早已融入現(xiàn)代社會的方方面面。當(dāng)我們“理所當(dāng)然”地使用塑料制品時，可曾想過，它們都源于化學(xué)中的高深理論，而且并不久遠。

1953 年，因在高分子化學(xué)方面的貢獻，德國科學(xué)家赫爾曼·施陶丁格獲得諾貝爾化學(xué)獎；1963 年，意大利科學(xué)家納塔、德國科學(xué)家卡爾·齊格勒因合成高分子塑料，共同獲得諾貝爾化學(xué)獎。得益于他們的發(fā)現(xiàn)和研究，人類社會的發(fā)展進程也被極大地推動。

除此之外，現(xiàn)在醫(yī)院普及的“核磁共振”技術(shù)、裝點夜幕的霓虹燈等，都是諾貝爾化學(xué)獎成果應(yīng)用于實踐的典型例子。

延伸閱讀

回到古代，誰的成就可入圍諾貝爾獎

中華民族在認(rèn)識、改造自然的過程中所創(chuàng)造的一切科技成果，都是人民勤勞、智慧和艱苦奮斗的結(jié)晶，是中華民族生命力、創(chuàng)造力的生動體現(xiàn)。其中四大發(fā)明更是中國古代科學(xué)技術(shù)的代表性成就，推動了世界歷史的進程。

如果回到古代，誰的成就可入選諾貝爾獎呢？

生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎——葛 洪

在中國古代醫(yī)學(xué)史上，有不少著名的醫(yī)學(xué)家，如華佗、扁鵲、張仲景等，他們在醫(yī)學(xué)上的成就與葛洪相比，毫不遜色，但為何這么多醫(yī)學(xué)大師會成為葛洪的“陪跑”？這還得從葛洪的醫(yī)學(xué)著作《肘后備急方》說起。

《肘后備急方》是一部古代中醫(yī)方劑著作，也是中國第一部臨床急救手冊。其中記載著各種急性病癥或某些慢性病急性發(fā)作的治療方藥、針灸、外治等法，以及個別疾病的病因、癥狀等，是一個巨大的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫。

葛洪在書中記載了大量急救處方，這些都是他在行醫(yī)、游歷的過程中收集和篩選出來的。葛洪在很早以前就提出了“免疫”的概念，狂犬疫苗就出自“療猘犬咬人方”，被認(rèn)為是中國免疫思想的萌芽。書中對天花的癥狀及其危險性、傳染性的描述，都是世界上最早、最精確的記載，“種人痘法”更是有效地防治了天花。

2015 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者屠呦呦發(fā)現(xiàn)的青蒿素，就是深受《肘后備急方》的啟發(fā)。葛洪提出的醫(yī)學(xué)理論歷經(jīng)千年，至今依然能對人類有所啟迪。

物理學(xué)獎——蘇 頌

圖8 2021 年諾貝爾化學(xué)獎得主戴維·邁克米倫

“大宋第一通才”蘇頌博學(xué)多才，研制出的天文儀器——水運儀象臺，上層是觀測天體的渾儀，中層是演示天象的渾象，下層是使渾儀、渾象隨天體運動而報時的機械裝置。水運儀象臺可用來觀測天體運行，演示天象變化，還可隨著天象推移實現(xiàn)精準(zhǔn)報時，世界上最早的天文鐘就此誕生。這項發(fā)明使人類運用精密儀器完成自動化劃分時間刻度成為可能。

蘇頌不僅動手能力強，理論基礎(chǔ)更扎實。在發(fā)明水運儀象臺后，蘇頌編寫了《新儀象法要》，書中詳細記述了他與眾人制作水運儀象臺的構(gòu)思和經(jīng)過，這給后人研究中國古代機械技術(shù)提供了重要參考。現(xiàn)代人依然可以根據(jù)這本書復(fù)刻出當(dāng)年水運儀象臺的原貌。

之后，蘇頌又將時間的流動與天體的運行緊密聯(lián)系在一起，繪制了蘇頌星圖，其中記錄了北宋時期夜空中的1464 顆星，比歐洲同期的觀測成果多了422 顆。

為人類自動化技術(shù)以及探索宇宙奧秘作出了如此重大貢獻的人，諾貝爾物理學(xué)獎，蘇頌值得擁有。

文學(xué)獎——白居易

回到古代，評選諾貝爾文學(xué)獎可不是件容易的事，畢竟有才華的古人數(shù)不勝數(shù)。

白居易是新樂府運動的主要倡導(dǎo)者，他寫下了不少反映民間疾苦的作品，比如我們耳熟能詳?shù)摹顿u炭翁》中“可憐身上衣正單，心憂炭賤愿天寒”；又如《買花》中的“有一田舍翁，偶來買花處。低頭獨長嘆，此嘆無人喻”……這些詩歌都來自白居易對日常生活細膩的觀察與感悟。他始終懷著一顆悲憫的心描述百姓的真實故事，同時希望通過這些詩歌帶給當(dāng)權(quán)者反思。

除此之外，白居易還為當(dāng)時處于弱勢的女性群體創(chuàng)作了很多作品，為這個群體“發(fā)聲”，這種精神在那個年代是極其難能可貴的。

一千多年前，白居易能有如此超前的思想，始終保持著一顆真摯而悲憫的心去創(chuàng)作，實屬難得。從眾多優(yōu)秀的古代文學(xué)家中，將諾貝爾文學(xué)獎頒發(fā)給白居易，也算是眾望所歸。