深观察｜诺贝尔奖印象：中国的科学研究融入世界-当前聚焦

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2022年10月3日至5日，诺贝尔奖三个自然科学奖生理学或医学奖、物理学奖和化学奖已经公布。今年的三个自然科学奖有一些深刻的特点，其中就包括：中国的科学研究融入世界。今天，中国科学家已经在参与和融入世界科学前沿，因此中国人与诺贝尔自然科学奖的距离已越来越近，几乎是零距离。此前有本土科学家屠呦呦获得2015年的生理学或医学奖，说明中国人早已撞线。更早的还有李政道、杨振宁、丁肇中等华裔科学家获得物理学奖，也说明了中国获得诺贝尔奖已经是现实。只是，今年的诺贝尔奖更突显了一个明显特征，一些获奖者是中国科学家的导师，而且获奖的内容和研究也有中国科学家的参与。今年的诺贝尔物理学奖授予巴黎萨克莱大学和巴黎综合理工学院的阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）、美国加利福尼亚州核桃溪市的约翰·克劳瑟（John F. Clauser）和奥地利维也纳大学的安东·塞林格（Anton Zeilinger），以表彰他们“用于纠缠光子的实验，确立对贝尔不等式的违反和开创性的量子信息科学”。

塞林格（右）与潘建伟（左）合影

其中，塞林格是中国科学院院士潘建伟的博士生导师，1997年，塞林格等人首次完成量子隐形传态的原理实验，证明量子隐形传态是从一个粒子向另一个粒子远距离传递未知量子态的方式，这一过程不需要传递粒子本身。潘建伟也是这一个实验的重要参与者之一。而且，诺贝尔奖委员会在介绍获奖者的工作时，提到了很多中国科学家所做的工作。除了塞林格的这篇量子隐形传态的文章外，塞林格的其他4篇量子通信实验文章都有潘建伟的参与，不是第一作者，就是第二作者。无独有偶，获得今年生理学或医学奖的斯万特·帕博（Svante Pääbo）也与中国科学家有密切的联系。他是中国古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹的博士生导师。2003年，付巧妹到马克斯·普朗克演化人类学研究所攻读博士，斯万特·帕博成为她的导师。导师只是关系之一，更重要的是，是否参与了研究内容和项目。付巧妹的科研能力赢得了导师的信任，被斯万特·帕博指定担任“西伯利亚西部4.5万年现代人基因组”项目负责人。而且，在这一项目中，付巧妹提出现代人祖先“走出非洲”路线存在北线“蹊径”的可能，并发现在该4.5万年个体的遗传物质中确实存在与尼安德特人（古人类）的基因交流，时间大概在距今5万年到6万年前。无论是潘建伟还是付巧妹，以及其他研究人员的工作，都为塞林格和帕博的获奖做出了贡献。不过，更为重要的是，中国科学家接受国外科学家的指导并参与到国际顶尖科学项目的研究中，是获得了迅速发展和提升研究能力的一个平台，可以获得从研究思路到研究方法和路线的开阔思维，更能领略如何进行科研才能有科学研究的创新并获得不俗的成果。帕博对古人类基因的研究就是如此，这是一个并不被人看好的出成果的领域，但帕博做到了，原因有很多，科研思路和技术等都有贡献，如避免遗骸的污染、利用高通量的基因测序技术，以及对测序准确性的追求，如对尼安德特人全基因组序列的平均每个片段都至少测了50次（50层）。如果中国有越来越多的科学家参与到国际尖端的科学研究中，开阔思路，学习技术和方式，并经历全过程的科研，未来，中国科学家的获奖将会是大概率事件。这种关系，主要是师承关系，在美国科学社会学家朱克曼的《科学界的精英——美国的诺贝尔奖获得者》已经有全面阐述。这也正如中国的足球、篮球和排球，尤其是男足，需要更多的人走向海外，到高水平的国家去参加他们的联赛和国际大赛，才能提高自己，并带回先进的理念和技术，有可能在不远的将来打翻身仗。是金子总会发光并被认可今年的诺贝尔自然科学奖似乎产生了冷门，这就是生理学或医学奖。过去，该奖项主要授予医学基础和临床研究的成果，但是今年的奖项授予了研究人类演化的人类学领域，虽然也与医学有关，但明显是跨了学科。然而，从本质上看，这既非冷门，也并非太大的跨学科，在诺贝尔奖历史上这种情况并非没有先例。1973年的诺贝尔生理学或医学奖就是授予了与生理学或医学关系并不大的动物行为和心理研究，获奖者是奥地利的康拉德·柴卡里阿斯·洛伦兹（Konrad Zacharias Lorenz）、卡尔·冯·弗利（Karl Ritter von Frisch）和尼可拉斯·庭伯根（Nikolaas "Niko" Tinbergen）。洛伦兹通过对动物行为的研究提出了“印刻效应”假说，认为小动物在出生后的第一眼和初期，只要看见了一种动物或物体，就会把他们当成自己的父母，并永远跟着他们走。这个印刻时期存在一扇狭窄的时间之窗，以小时和天数来计算，只在动物出生后某段时间内发生，才会产生印刻效应。印刻效应的重要性在于，它本身是一种本能。通过对动物行为的研究，洛伦兹等人在20世纪40年代创立了一门新的学科——动物行为学，提出遗传和环境条件这两者的相互作用，决定了动物接受刺激做出反应的行为方式。动物种种毋庸置疑的行为，可以被看成是遗传编程以及环境促成的结果。这就像今天帕博创建古基因组学一样。研究动物能获得诺贝尔奖意味着研究动物就是研究人类自身，将动物身上的适应性行为推论到人类复杂的社会与心理模式，对遗传学、演化心理学和社会生物学等，将会产生重大作用。这也解释了中国人的认知，“人之所以异于禽兽者几希”。研究人类的演化能获得今年的诺贝尔生理学或医学奖，理由更充分。研究人类的演化更是重视人和生命，这样的研究结果获得诺贝尔奖既是该奖的调性，也表明人类演化研究的重要性，而且有很多奥秘还有待揭示。单就此次获奖的研究成果来看，已经非常重要，因为揭示了人类独特的演化进程，说明了我们从哪里来，未来可能要走向哪里。推而广之，凡是重大的科学研究成果，有意义的发现，都有可能获得诺贝尔奖的青睐。但是，获得诺贝尔奖也有很大的机遇在里面。这个机遇从今年的生理学或医学奖也能显示。帕博在研究时未必会指望获奖，只是认为这项研究是值得的，也是会做出结果来的，很多人都不认可古基因组学，但帕博固执甚至偏执地认为，可以通过这种研究揭示一些成果，以解释人类的演化进程。创新的可贵2022年诺贝尔化学奖授予的是美国斯坦福大学的卡罗琳·露丝·贝尔托齐（Carolyn R. Bertozzi）、丹麦哥本哈根大学的摩顿·梅尔达尔（Morten Meldal）和美国加利福尼亚拉霍亚斯克里普斯研究中心的卡尔·巴里·夏普莱斯（K. Barry Sharpless），“以表彰他们对点击化学和生物正交化学的发展”。总体而言，今年的诺贝尔化学奖本质上就是新概念化学，涉及两个新概念和新内容，即点击化学和生物正交化学。事实上，点击化学（Click chemistry）更准确的译法应当是链接化学，是指通过小单元的拼接，就像环扣一样，快速可靠地一环接一环完成形形色色分子的化学合成。链接化学正是夏普莱斯在2001年提出的一个概念，但并非只是玩概念，而是有实质上的内容。夏普莱斯和梅尔达尔各自独立地完成了被誉为链接化学皇冠上的明珠工作——铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应。这是一种既简单又有效的化学反应，反应产率高、应用范围广，现在已广泛应用于药物研发，绘制 DNA 分子和创造更适合用途的材料。从概念到内容的创新也促成了夏普莱斯的二次获得诺贝尔奖，在诺贝尔奖的历史上迄今只有5人二次获奖。夏普莱斯已经获得过2001年诺贝尔化学奖，他获得奖金的一半，以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就，当年诺贝尔化学奖奖金的另一半授予美国科学家威廉·诺尔斯与日本科学家野依良治，以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所做出的贡献。已经获得过一次诺贝尔奖的人如果没有在科研上的突破和创新，极不可能再次获得诺贝尔奖。此次夏普莱斯的二次获奖完全凭借其将化学的内容和路径进行了创新，做了去繁就简，而且指出了未来化学发展的一种方向。与此同时，今年的诺贝尔奖也提示，传承固然重要，但在处女地和结合部上的开荒同样重要，甚至更重要。今年化学奖的另一位获奖者贝尔托齐就是在结合部上的实时拓荒和发展，即把链接化学的内容扩展到了生物正交化学，发展和开辟了在生物体内起作用的链接化学反应，把链接化学提升到了一个新的水平。过去的经验已经表明，几乎一半的化学奖是授予生物化学，说明生物学与化学的结合更容易出成果。其实，这些经验和规律在中国科学院前院长路甬祥的《规律与启示——从诺贝尔自然科学奖与20世纪重大科学成就看科技原始创新的规律》文章中已基本都提到，今年的诺贝尔自然科学奖不过是再一次验证了这些经验和规律，但是又突出并发展了一些经验和特点，例如跨学科研究比较能多出成果和快出成果。未来，需要在总结规律基础上继续探索和研究，但也不必执念于获奖，只要有了扎实的显著的和创新成果，获得诺贝尔奖是水到渠成，除非认为诺贝尔奖是酸葡萄。