2022諾貝爾生理學或醫學/物理學/化學獎揭曉,為什麼是他們?

2022年10月,又迎來了一年一度的「諾貝爾時間」。

諾貝爾獎委員會官網發布,2022年諾貝爾獎評選結果於10月3日至10日陸續公布。

頒發6個獎項:諾貝爾生理學或醫學獎諾貝爾物理學獎諾貝爾化學獎諾貝爾文學獎諾貝爾和平獎諾貝爾經濟學獎

目前已公布諾貝爾生理學或醫學獎、諾貝爾物理學獎、諾貝爾化學獎,一起來看看。

01 諾貝爾生理學或醫學獎

瑞典當地時間2022年10月3日11時30分(北京時間10月3日17時30分),諾貝爾獎委員會宣布將2022年生理學或醫學獎頒發給瑞典生物學家、進化遺傳學家斯萬特·帕博(Svante Pääbo),以表彰他發現了與已滅絕古人類和人類進化相關的基因組。

斯萬特·帕博於 1955 年 4 月 20 日出生在瑞典斯德哥爾摩,母親是愛沙尼亞化學家凱琳·帕博(Karin Pääbo),父親是生物化學家蘇恩·伯格斯特龍(Sune Bergström),曾與本格特·薩米爾松(Bengt I. Samuelsson)和約翰·范恩(John R. Vane)共同獲得 1982 年諾貝爾生理學或醫學獎。斯萬特·帕博於 1986 年在烏普薩拉大學獲得博士學位,研究腺病毒的 E19 蛋白如何調節免疫系統。

人類的起源向來是人們感興趣的話題。我們從哪裡來?現代人與我們之前的人種有什麼關係?是什麼讓智人有別於其他人種?

斯萬特·帕博通過其開創性研究,完成了一件看似不可能的事:為尼安德特人的基因組測序。尼安德特人是現代人已滅絕的近親。

帕博還發現了一種以前不為人知的古人類——丹尼索瓦人。更重要的是,帕博發現,在大約7萬年前遷出非洲後,這些現已滅絕的古人類向智人進行了基因轉移。這種流動在今天具有生理學上的意義,例如,其影響了人類免疫系統對感染的反應。

帕博的開創性研究催生了一門全新的科學學科:古基因組學。通過揭示所有活著的人類與已滅絕的原始人類的基因差異,他的發現為探索是什麼讓我們成為獨特的人類奠定了基礎。

02 諾貝爾物理學獎

當地時間10月4日,瑞典皇家科學院宣布,將2022年諾貝爾物理學獎授予法國科學家阿蘭·阿斯佩、美國科學家約翰·克勞澤和奧地利科學家安東·蔡林格,以表彰他們在「糾纏光子實驗、驗證違反貝爾不等式和開創量子信息科學」方面所做出的貢獻。

法國科學家阿蘭·阿斯佩,1947年6月15日出生於法國阿讓。現為法國巴黎薩克雷大學和法國帕萊索綜合理工學院研究人員。

美國科學家約翰·克勞澤,1942年12月1日出生於美國加利福尼亞州帕薩迪納,現在美國加利福尼亞州J.F.克勞塞協會工作。

奧地利科學家安東·蔡林格,1945年5月20日出生於奧地利,現就職於維也納大學

在所謂的「糾纏對」中,一個粒子發生的事情,會決定另一個粒子發生的事情(不管相距多遠)。這意味著什麼?

量子力學的基礎不僅僅是一個理論或哲學問題。其與全世界正密集研發的、以利用單個粒子系統的特殊屬性來構建的量子計算機、改進測量、量子網路以及量子加密通信,都能息息相關。

以上應用,均需依賴於量子力學如何允許兩個或多個粒子以共享狀態存在,甚至無論它們相隔千山萬水,均能保持這一狀態。

這被稱為糾纏。

自從該理論提出以來,它一直是量子力學中爭論最多的元素之一。

這三位科學家使用糾纏量子態進行了開創性的實驗,在糾纏量子態中,即使兩個粒子分離,它們也表現得像一個單獨的單元。他們的研究結果為基於量子信息的新技術掃清了道路。

瑞典皇家科學院表示,他們的工作為量子技術的新時代奠定了基礎。

「越來越明顯的是,一種新的量子技術正在出現。我們可以看到,獲獎者對糾纏態的研究非常重要,甚至超越了解釋量子力學的基本問題,」諾貝爾物理學獎委員會主席安德斯·伊爾貝克說。

03 諾貝爾化學獎

瑞典當地時間2022年10月5日11時45分(北京時間10月5日17時45分),諾貝爾獎委員會宣布將2022年諾貝爾化學獎頒發給美國化學家Carolyn R. Bertozzi丹麥化學家Morten Meldal美國化學家Karl Barry Sharpless,以表彰他們「為點擊化學和生物正交化學的發展」做出了突出貢獻。

2022年諾貝爾化學獎獎勵的是簡化化學反應的過程。Barry Sharpless和Morten Meldal為一種分子功能化——點擊化學——奠定了基礎。「點擊」就是指兩個東西像積木扣在一起一樣,咔嚓(click)一聲,分子構建單元快速而有效地結合在一起。Carolyn Bertozzi將點擊化學帶到了一個新的維度——在生物體中使用它。

長期以來,化學家們一直渴望構建越來越複雜的分子。藥物研究中,通常需要人工製造具有藥用特性的天然分子,科學家發現了許多有意義的分子結構,但成本高昂並且非常耗時。諾貝爾化學委員會主席Johan Åqvist表示:「今年的化學獎獲獎工作不是一類複雜的方法,而是把問題變得簡單和便捷。功能分子甚至可以通過一條直接的路線來構建。」

大約在2000年,Barry Sharpless創造了「點擊化學」的概念,這是一種簡單而可靠的化學形式,在這種化學中,反應快速發生,避免了不必要的副產品。不久之後,Morten Meldal和Barry Sharpless各自獨立提出了現代點擊化學王冠上的明珠:銅催化疊氮-炔環加成。這是一種優雅而高效的化學反應,現在在藥物開發、DNA定位和創造新材料等方面被廣泛使用。

為了繪製細胞表面重要但難以捉摸的生物分子——聚糖,Carolyn Bertozzi開發了在生物體內起作用的點擊反應。她的生物正交反應不會破壞細胞的正常化學反應,其正在被用於探索細胞和追蹤生物過程。利用生物正交反應,研究人員改進了癌症藥物的靶向性,許多臨床試驗正在進行中。點擊化學和生物正交反應將化學帶入了功能主義時代,為人類帶來了偉大的效益。

值得一提的是,這是Barry Sharpless的第二個諾貝爾獎,他曾於2001年因手性催化氧化反應方面的貢獻獲得2001年諾貝爾化學獎。在諾貝爾獎歷史上,此前只有居里夫人(Marie Curie)、約翰·巴丁John Bardeen)和弗雷德里克·桑格爾(Frederick Sanger)三人曾經兩次獲得科學獎。其中只有桑格爾是1958年和1980年諾貝爾化學獎得主,如今的Sharpless是繼桑格爾後第二位在化學獎上「梅開二度」的。

Sharpless曾說,一開始他想給這類反應取名,然而他有「取名困難症」,便求助於他的妻子。他的妻子是某個期刊的編輯,有點文藝細胞,就引用了一個美國俗語「click it or ticket」(不系安全帶就吃罰單),取名為「click chemistry」。所以「click」其實指的是扣安全帶,形容反應像扣安全帶一樣簡單高效。

重慶大學副教授李存璞對《返樸》介紹說:「點擊化學或者生物正交化學很多都基於疊氮:三個氮原子連接在一起,一方面可以很方便的與兩個碳原子形成五元環,如同奧運五環一般;另一方面也可以脫去氮氣分子,留下一個氮原子構建新的功能化體系。氮元素作為最重要的有機物中的雜原子和生命分子的核心元素,未來還有更多的內涵值得科學家繼續探索。」

編輯:文刀

本文編輯自:科普中國、科技日報

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