2022诺贝尔生理学或医学/物理学/化学奖揭晓,为什么是他们?

2022年10月06日20:59:47 科学 1237

2022年10月,又迎来了一年一度的“诺贝尔时间”。

诺贝尔奖委员会官网发布,2022年诺贝尔奖评选结果于10月3日至10日陆续公布。

颁发6个奖项:诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔物理学奖诺贝尔化学奖诺贝尔文学奖诺贝尔和平奖诺贝尔经济学奖
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目前已公布诺贝尔生理学或医学奖、诺贝尔物理学奖、诺贝尔化学奖,一起来看看。

01 诺贝尔生理学或医学奖

瑞典当地时间2022年10月3日11时30分(北京时间10月3日17时30分),诺贝尔奖委员会宣布将2022年生理学或医学奖颁发给瑞典生物学家、进化遗传学家斯万特·帕博(Svante Pääbo),以表彰他发现了与已灭绝古人类和人类进化相关的基因组。

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斯万特·帕博于 1955 年 4 月 20 日出生在瑞典斯德哥尔摩,母亲是爱沙尼亚化学家凯琳·帕博(Karin Pääbo),父亲是生物化学家苏恩·伯格斯特龙(Sune Bergström),曾与本格特·萨米尔松(Bengt I. Samuelsson)和约翰·范恩(John R. Vane)共同获得 1982 年诺贝尔生理学或医学奖。斯万特·帕博于 1986 年在乌普萨拉大学获得博士学位,研究腺病毒的 E19 蛋白如何调节免疫系统。

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人类的起源向来是人们感兴趣的话题。我们从哪里来?现代人与我们之前的人种有什么关系?是什么让智人有别于其他人种?

斯万特·帕博通过其开创性研究,完成了一件看似不可能的事:为尼安德特人的基因组测序。尼安德特人是现代人已灭绝的近亲。

帕博还发现了一种以前不为人知的古人类——丹尼索瓦人。更重要的是,帕博发现,在大约7万年前迁出非洲后,这些现已灭绝的古人类向智人进行了基因转移。这种流动在今天具有生理学上的意义,例如,其影响了人类免疫系统对感染的反应。

帕博的开创性研究催生了一门全新的科学学科:古基因组学。通过揭示所有活着的人类与已灭绝的原始人类的基因差异,他的发现为探索是什么让我们成为独特的人类奠定了基础。

02 诺贝尔物理学奖

当地时间10月4日,瑞典皇家科学院宣布,将2022年诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽和奥地利科学家安东·蔡林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的贡献。

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法国科学家阿兰·阿斯佩,1947年6月15日出生于法国阿让。现为法国巴黎萨克雷大学和法国帕莱索综合理工学院研究人员。

美国科学家约翰·克劳泽,1942年12月1日出生于美国加利福尼亚州帕萨迪纳,现在美国加利福尼亚州J.F.克劳塞协会工作。

奥地利科学家安东·蔡林格,1945年5月20日出生于奥地利,现就职于维也纳大学

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在所谓的“纠缠对”中,一个粒子发生的事情,会决定另一个粒子发生的事情(不管相距多远)。这意味着什么?

量子力学的基础不仅仅是一个理论或哲学问题。其与全世界正密集研发的、以利用单个粒子系统的特殊属性来构建的量子计算机、改进测量、量子网络以及量子加密通信,都能息息相关。

以上应用,均需依赖于量子力学如何允许两个或多个粒子以共享状态存在,甚至无论它们相隔千山万水,均能保持这一状态。

这被称为纠缠。

自从该理论提出以来,它一直是量子力学中争论最多的元素之一。

这三位科学家使用纠缠量子态进行了开创性的实验,在纠缠量子态中,即使两个粒子分离,它们也表现得像一个单独的单元。他们的研究结果为基于量子信息的新技术扫清了道路。

瑞典皇家科学院表示,他们的工作为量子技术的新时代奠定了基础。

“越来越明显的是,一种新的量子技术正在出现。我们可以看到,获奖者对纠缠态的研究非常重要,甚至超越了解释量子力学的基本问题,”诺贝尔物理学奖委员会主席安德斯·伊尔贝克说。

03 诺贝尔化学奖

瑞典当地时间2022年10月5日11时45分(北京时间10月5日17时45分),诺贝尔奖委员会宣布将2022年诺贝尔化学奖颁发给美国化学家Carolyn R. Bertozzi丹麦化学家Morten Meldal美国化学家Karl Barry Sharpless,以表彰他们“为点击化学和生物正交化学的发展”做出了突出贡献。

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2022年诺贝尔化学奖奖励的是简化化学反应的过程。Barry Sharpless和Morten Meldal为一种分子功能化——点击化学——奠定了基础。“点击”就是指两个东西像积木扣在一起一样,咔嚓(click)一声,分子构建单元快速而有效地结合在一起。Carolyn Bertozzi将点击化学带到了一个新的维度——在生物体中使用它。

长期以来,化学家们一直渴望构建越来越复杂的分子。药物研究中,通常需要人工制造具有药用特性的天然分子,科学家发现了许多有意义的分子结构,但成本高昂并且非常耗时。诺贝尔化学委员会主席Johan Åqvist表示:“今年的化学奖获奖工作不是一类复杂的方法,而是把问题变得简单和便捷。功能分子甚至可以通过一条直接的路线来构建。”

大约在2000年,Barry Sharpless创造了“点击化学”的概念,这是一种简单而可靠的化学形式,在这种化学中,反应快速发生,避免了不必要的副产品。不久之后,Morten Meldal和Barry Sharpless各自独立提出了现代点击化学王冠上的明珠:铜催化叠氮-炔环加成。这是一种优雅而高效的化学反应,现在在药物开发、DNA定位和创造新材料等方面被广泛使用。

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为了绘制细胞表面重要但难以捉摸的生物分子——聚糖,Carolyn Bertozzi开发了在生物体内起作用的点击反应。她的生物正交反应不会破坏细胞的正常化学反应,其正在被用于探索细胞和追踪生物过程。利用生物正交反应,研究人员改进了癌症药物的靶向性,许多临床试验正在进行中。点击化学和生物正交反应将化学带入了功能主义时代,为人类带来了伟大的效益。

值得一提的是,这是Barry Sharpless的第二个诺贝尔奖,他曾于2001年因手性催化氧化反应方面的贡献获得2001年诺贝尔化学奖。在诺贝尔奖历史上,此前只有居里夫人(Marie Curie)、约翰·巴丁John Bardeen)和弗雷德里克·桑格尔(Frederick Sanger)三人曾经两次获得科学奖。其中只有桑格尔是1958年和1980年诺贝尔化学奖得主,如今的Sharpless是继桑格尔后第二位在化学奖上“梅开二度”的。

Sharpless曾说,一开始他想给这类反应取名,然而他有“取名困难症”,便求助于他的妻子。他的妻子是某个期刊的编辑,有点文艺细胞,就引用了一个美国俗语“click it or ticket”(不系安全带就吃罚单),取名为“click chemistry”。所以“click”其实指的是扣安全带,形容反应像扣安全带一样简单高效。

重庆大学副教授李存璞对《返朴》介绍说:“点击化学或者生物正交化学很多都基于叠氮:三个氮原子连接在一起,一方面可以很方便的与两个碳原子形成五元环,如同奥运五环一般;另一方面也可以脱去氮气分子,留下一个氮原子构建新的功能化体系。氮元素作为最重要的有机物中的杂原子和生命分子的核心元素,未来还有更多的内涵值得科学家继续探索。”

编辑:文刀

本文编辑自:科普中国、科技日报

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