最不務正業的諾貝爾化學獎開獎：這些科學家幫你看到原子！

大蛇丸2017-10-04 18:30收藏0評論0全球熱點

瑞典斯德哥爾摩時間10月4日中午11時45分（北京時間10月4日下午17點45分），瑞典皇家科學學院宣布了2017年總第109屆諾貝爾化學獎得主：美籍德裔物理學家約阿基姆·弗蘭克（Joachim Frank）、芬蘭生物物理學家理查德·亨德森（Richard Henderson）、瑞士生物物理學家雅克·迪波什（Jacques Dubochet）。

獲獎理由是：

由於他們開發了冷凍電鏡，得以觀察更高解析度的生物分子結構。（For developing cryo-electron microscopy for the high-resolution structure determination of biomolecules in solution.）

冷凍電鏡，用於掃描電鏡的超低溫冷凍制樣及傳輸技術(Cryo-SEM)，可實現直接觀察液體、半液體及對電子束敏感的樣品，如生物、高分子材料等。快速冷凍技術可使水在低溫狀態下呈玻璃態，減少冰晶的產生，從而不影響樣品本身結構，冷凍傳輸系統保證在低溫狀態下對樣品進行電鏡觀察。

冷凍電鏡令人們直觀看到的物質世界又清晰了一步

目前冷凍電鏡的造價依然昂貴，高達數千萬元。清華大學教授、結構生物學家施一公團隊，曾利用清華大學的冷凍電鏡，獲得過3.6埃米（3.6?，1?=0.1nm）的樣品觀測結果。

「最正宗嫡傳」的諾貝爾獎

諾貝爾本人是個化學家，而由他命名的化學獎本應該更有其特殊意義。

自1901年開始頒發諾貝爾化學獎以來，已經有108名科學家獲獎，諾貝爾獎官網列出了這些獲獎者的名字。而其中63屆都頒給了個人，其餘則有兩個或更多科學獎分享。

歷史上僅有弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger）一位科學家獲得了兩次諾貝爾化學獎（測定氨基酸序列，1958年；測定DNA序列的「桑格法」，1980年）。

史上最年輕的諾貝爾獎獲得者是弗列德里克·約里奧-居里，他與妻子伊倫·約里奧-居里（居里夫人的女兒）共同獲得當年獎金（發現人工放射性元素，1935年）。

「最不務正業」的諾貝爾獎

但作為早期諾貝爾五大獎項之一，諾貝爾化學獎一開始就表現出「跨界」的特質。

像早期跨物理學科：如溶液滲透理論（范特霍夫，1901年）、電離方程式（阿侖尼烏斯，1903年）、熱力學（能斯特，1920年）；後期直接開始跨生物學科：如DNA測序（保羅·伯格、沃特·吉爾伯格，1980年）、ATP合成/鈉鉀離子泵研究（保羅·博耶、克里斯汀·斯科，1997）、真核生物分子轉錄（羅傑·科恩伯格，2006年）。

諾貝爾化學獎雖被戲稱為「諾貝爾理綜獎」，不能代表它就不務正業，作為一項基礎學科，化學在近百年來與不同基礎門類相結合，衍生了生物化學、物理化學、藥物化學等不少交叉學科。

2017年最有力的諾貝爾化學獎競爭者還有誰？

歷年諾貝爾獎都是各大機構預測乃至博彩的熱門，但相對諾貝爾文學獎等頗具主觀色彩、甚至有娛樂性質的獎項來說，理工類學科的懸念更少一些——因為理科基本都有「引文影響因子」。

湯森路透（Thomson Reuters）旗下科睿唯安（Clarivate Analytics）的「引文桂冠獎」，目前已成為頗具影響力的諾獎預測「風向標」。在今年9月20日發布的「2017年度引文桂冠獎」中，化學學科熱門人選是：

第一組:

John E. Bercaw，加州理工學院化學與化學工程系Centennial化學名譽退休教授，美國加利福尼亞州帕薩迪納市

- 以及 –

Robert G. Bergman，加州大學伯克利分校化學系Gerald E.K. Branch特聘教授，美國加利福尼亞州伯克利

- 以及 –

Georgiy B. Shul『pin，俄羅斯科學院謝苗諾夫化學物理研究所高級研究員，俄羅斯莫斯科

獲獎原因：對C-H鍵官能團化做出了重大貢獻

第二組：

Jens N?rskov，斯坦福大學工程學院Leland T. Edwards教授、光子學教授、化學工程系普雷科特能源研究院高級研究員，美國加利福尼亞州

獲獎原因：在實體面材的多相催化的理論和實踐方面取得了重大進展

（虎嗅註：此項研究有望推動氨和燃料電池重大進展）

第三組：

Tsutomu Miyasaka（宮坂力）桐蔭橫濱大學生物醫學工程學院、工程學研究生院光電化學與能源科學教授，日本橫濱

- 以及 –

Nam-Gyu Park，成均館大學化學工程學院教授，韓國首爾

- 以及 –

Henry J. Snaith，牛津大學克拉倫登實驗室物理學教授，英國牛津

獲獎原因：發現並應用鈣鈦礦材料實現有效的能源轉換

（虎嗅註：鈣鈦礦太陽能電池是《科學》雜誌評選的2013年度國際上十大科技突破之一，光電轉換率超過20%，是一種有望進一步替代目前晶硅太陽能，降低光伏發電價格的新型光伏體系。）

鋰電池發明者：「化學界村上春樹」

更多有力競爭者還包括：

《化學世界》雜誌預測：美國化學物理學家費頓·艾文瑞斯（Phaedon Avouris）、保爾·麥克尤恩（Paul McEuen）和荷蘭物理學家考恩內利斯·代克爾（Cornelis Dekker）因對碳基電子產品做出重大貢獻，獲得了「2017年引文桂冠獎」的物理學獎，但因引力波獲獎，故碳納米管、石墨烯和納米帶等在電子學領域的研究也是有力競爭選手。

呼聲很高的還有年年陪跑的鋰電池發明人古迪納夫（John B. Goodenough），這位95歲高齡的老人年年陪跑，幾乎成了「化學界村上春樹」。

美國加利福尼亞大學研究人員、著名博客作者塞繆爾·勞德、遺傳生物學家克里斯安托·蓋迪爾瑞茲、分子生物學家艾利克斯·沃爾格曾預測：新一代基因編輯技術CRISPR開展原創工作的珍妮弗·杜德娜（Jennifer Doudna）、伊曼紐爾·夏波尼（Emmanuelle Charpentier）以及華人科學家張鋒（Feng Zhang）。

其中80後華人科學家、現年35歲的麻省理工學院終身教授張鋒的主要成就在生物技術領域，但考慮到諾貝爾化學獎的「跨界性」，他被提名也在情理之中。

張鋒曾獲另一個「諾獎風向標」蓋爾德納國際獎（主要頒給醫學領域有重大發現或貢獻的的科學家，獲獎科學家再獲諾獎的概率是25%），他也被評為《福布斯》40歲以下最有成就的40人，《自然》雜誌十大科學人物，還是他是CRISPR/Cas系統的負責人之一。

CRISPR是當今最熱門的生物技術，簡單地說，CRISPR（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats）是生物進化的結果——細菌為了對抗噬菌體的入侵，進化出了一套「剪刀系統」，在病毒基因整合進自身DNA後，細菌能利用CRISPR系統像剪刀那樣，將病毒基因片段剪除，保證不被病毒感染。利用它，研究人員現在能夠通過設計，追蹤任何感興趣的潛在基因。

明天，也就是斯德哥爾摩時間10月5日下午13點，即北京時間10月5日晚19點， 諾貝爾文學獎開獎。請各位繼續保持關注。

*文章為作者獨立觀點，不代表虎嗅網立場

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