[align=start]從諾貝爾獎這面鏡子,我們看到什麼
科普時報記者 陳 傑
10月4日,隨著諾貝爾化學獎的公布,今年諾獎最為重磅的三大自然科學獎全部揭曉。從促進針對新冠病毒的有效mRNA疫苗的開發、到為電子拍攝電影的阿秒科學、再到點亮千家萬戶電視屏幕的量子點,為諾獎所青睞的科學家們所帶來的基礎科學研究,讓人類在探索未知的道路上又進了一大步。
基礎研究之光照亮微觀世界
2023年諾貝爾生理學或醫學獎授予卡塔琳·考裡科和德魯·韋斯曼,因為他們在核苷鹼基修飾方面的發現,使開發對抗新冠病毒的有效的mRNA疫苗成為可能。此前,直接注射外來的信使核糖核酸(mRNA)到人體內,並不能有效產生疫苗起效所需要的蛋白質,同時還會誘發不必要的免疫反應。直到2005年,考裡科和韋斯曼將mRNA中一種名為尿苷的分子替換成類似的分子假尿苷,就能避免這種免疫反應的發生。這種關鍵的調整就是獲獎理由中所說的“鹼基修飾”。mRNA新冠疫苗的出現為人類對抗新冠病毒發揮了重要作用。幾十年來,研究人員也一直致力於研究如何將mRNA技術用於其他疫苗,並治療從艾滋病到癌症等各種疾病。
美國俄亥俄州立大學的皮埃爾·阿戈斯蒂尼、德國馬克斯·普朗克量子光學研究所的費倫茨·克勞斯,以及瑞典隆德大學的安妮·呂利耶,因為“用實驗方法產生了可用於研究物質中的電子動力學的阿秒量級光脈沖”而獲得2023年諾貝爾物理學獎。他們的實驗“為人類探索原子和分子內部的電子世界提供了新工具”,這種制造極短光脈沖的方法,可用於測量電子移動或改變能量的快速過程。目前這項科學針對的只是人類對宇宙的理解,而非實際應用,但它最終有望帶來電子設備和疾病診斷方面的進步。
美國麻省理工學院的蒙吉·巴文迪、美國哥倫比亞大學的路易斯·布魯斯和美國納米晶體技術的阿列克謝·葉基莫夫因“量子點的發現和合成”榮膺2023年諾貝爾化學獎。他們成功地制造出小到其性質由量子現象決定的粒子,這些被稱為量子點的粒子如今在納米技術中具有重要意義。未來,這些量子點還可以為柔性電子、微型傳感器、更薄的太陽能電池和加密量子通信作出貢獻。
今年諾獎三大自然科學獎的獲得者,似乎不約而同地將研究方向聚焦到微觀領域,不僅是在為人類的健康保駕護航,更是在不斷拓展人類的認知邊界。
建立良好科研生態環境更為重要
今年獲諾獎的成果展示了科學家對微觀領域的不懈探索。這些成果幾乎都是上個世紀80年代在基礎研究領域產生的萌芽,是在經過多年發展後終於成熟並被學術界所承認的。上海交通大學科學史與科學文化研究院教授李俠認為,“40年的種子終於開花了,這是基礎研究的勝利,更是長期主義的回報”。
李俠說,頗具戲劇性的人物當屬諾貝爾生理學或醫學獎獲得者考裡科,她自1982年博士畢業以來專注於研究mRNA,甚至為此遭遇被學校解聘、降薪以及無法晉升職稱等挫折。隨著2020年全球新冠疫情的大流行,基於她的理論開發的新冠mRNA疫苗橫空出世,極大地緩解了疫情對於全球造成的危害。由此,她的高光時刻終於在40年的寂寥後姍姍來遲。
“諾獎是一面每年照一回的科學透鏡,能讓我們看到自身存在的不足與短板。”在李俠看來,除了科學家要做出具有原創性的成果外,產生諾獎級的成果還需要三個環境條件:一是耐心,二是是寬容,三是資助。“這三項條件中,前兩項是科研生態環境的基礎性表征,後者則是真金白銀的投入。相對而言,耐心與寬容氛圍的建設比資金投入更要艱難,良好科研生態的形成需要漫長的時間。因此,對於基礎研究,不僅要加大投入力度,還要繼續推進“破四唯”,建立科研的多元評價體系,營造一個適合基礎研究的生態環境。
責任編輯:張英賢