一年一度的诺贝尔奖又来了。
今年除了最终花落谁家,还有一个数字格外扎眼:单项奖金涨到约815万元。
可相比奖金,中国网友真正盯着的,是这三个熟悉的名字!
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很多人关注诺奖,第一眼先看奖金,这很正常。
换算成人民币,动辄几百万元,一个普通家庭可能一辈子都攒不下这么多钱。
但诺贝尔奖有意思的地方恰恰在这里。
它的奖金并不是瑞典政府每年拨一笔钱,而是来自诺贝尔留下的遗产以及此后的长期投资收益。
一百多年过去,基金会要考虑的不只是今年发多少钱,还得想办法让这笔钱继续撑下去。
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2012年,受资产收益压力影响,单项奖金曾从1000万瑞典克朗降到800万。
后来随着基金会财务状况改善,又一路往上调。
所以奖金涨跌看着只是一个数字,背后其实是在做同一件事:
尽量别让100多年前设立的这份科研奖励,被通货膨胀一点点稀释掉。
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不过,真正到了诺奖级科学家这里,钱反而不是最重要的。
一个人在实验室里熬二三十年,真正等的不是那张支票,而是自己的研究终于被世界承认。
薛其坤就是最典型的一个。
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如今再看薛其坤的履历,很容易觉得这是一个标准的“学霸故事”。
可他年轻时远没有这么顺。
考研第一次高等数学39分,第二次普通物理又考了39分。
连续两次失败,直到第三次才终于进入中科院物理所。
后来赴日本东北大学学习,他又留下了一个很有名的外号——“7—11先生”。
早上7点进实验室,晚上11点离开。
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这种近乎苛刻的工作节奏,他坚持了很多年。
而真正让薛其坤在国际物理学界打出名号的,是量子反常霍尔效应。
这个名字第一次看确实拗口,但原理并不是完全没法理解。
正常情况下,电子在材料中运动会发生散射和碰撞,能量也会在这个过程中损耗,最终很大一部分变成热。
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而量子霍尔效应里,会出现一种非常特殊的状态:
电子可以沿着材料边缘形成近乎无耗散的导电通道。
麻烦在于,传统量子霍尔效应通常需要非常强的外加磁场和低温条件,离真正大规模应用还有很远距离。
量子反常霍尔效应最诱人的地方,就在“反常”两个字。
它可以依靠材料本身的磁性和拓扑性质,在不需要外加强磁场的情况下实现类似的量子化输运。
理论早就有人提出,难的是把它真的做出来。
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从2009年开始,薛其坤团队连续攻关近4年,生长、测试了超过1000个样品。
这1000多个样品并不是简单复制。
材料磁性不够,不行。
内部不能足够绝缘,不行。
拓扑电子结构不合适,还是不行。
几个条件必须同时满足,少一个都看不到最终结果。
直到2012年底,团队终于在磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜中看到量子反常霍尔效应,研究成果随后发表于《Science》。
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这是世界上第一次在实验中观测到量子反常霍尔效应。
杨振宁当年评价得非常直接:
这个奖为什么每年诺奖前都会被拿出来讨论?
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当然,这不代表薛其坤今年一定获奖。
但至少说明,在国际学界眼里,这项工作已经进入“诺奖级成果”的讨论范围。
而另外一位卢煜明,做出的改变离普通家庭就更近了。
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如果说量子反常霍尔效应距离普通人还有些远,那么卢煜明的研究,很多家庭其实已经直接受益。
今天孕妇去医院做无创产前检测,抽一管血就能筛查胎儿部分染色体异常风险。
很多人觉得这项检查本来就该这么做。
可在几十年前,并不是这样。
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过去要确诊唐氏综合征等染色体异常,常用办法包括羊膜腔穿刺和绒毛取样。
这些检查能够直接获取胎儿遗传物质,但因为属于侵入性操作,始终存在一定风险。
卢煜明当时就在想:
有没有可能不直接碰胎儿,也能拿到胎儿的遗传信息?
1997年,他找到了答案。
卢煜明发现,孕妇血浆里存在来自胎儿的游离DNA。
这句话看着简单,意义却完全不同。
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过去大家想知道胎儿的遗传信息,思路是“去胎儿那里取样”。
卢煜明发现后,思路变成了:
妈妈的血液里,本来就带着胎儿释放出来的DNA片段。
只要能够把这些极少量的DNA检测出来、区分出来,就可能隔着母体血液了解胎儿情况。
真正的难点也由此出现。
孕妇血浆里绝大多数DNA来自母亲,胎儿DNA只占很小一部分。
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如何从巨大的“母体背景”里,把胎儿那一点信号准确识别出来,才是技术真正要解决的问题。
卢煜明和团队此后用了十多年完善整套检测体系,最终推动无创产前检测,也就是如今大家熟悉的NIPT,真正走向临床。
如今这项技术已经进入100多个国家,每年有大约1000万名孕妇受益。
而卢煜明后来还顺着“血液中的游离DNA”继续往前走。
癌细胞同样会把DNA片段释放进血液。
既然如此,能不能通过抽血,提前捕捉癌症留下的踪迹?
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这又把他的研究带到了液体活检和癌症早筛领域。
从孕妇产检到癌症检测,看起来是两件完全不同的事情,底层逻辑其实是同一个:
血液不仅仅是血液,它里面还藏着身体不同细胞留下的遗传信息。
2022年,卢煜明因此获得拉斯克临床医学研究奖。
而拉斯克奖,本身就是医学界公认最受关注的诺奖前哨之一。
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第三位陈志坚,研究的又是另一件事。
人体每天都会遇到细菌、病毒以及各种异常细胞。
免疫系统当然会反击。
可一个看似简单的问题,曾经困扰科学家很多年:
免疫系统第一时间到底是怎么发现敌人的?
尤其是DNA。
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正常情况下,我们自己的DNA主要待在细胞核和线粒体这些该待的位置。
如果细胞质里突然出现了大量不该出现的DNA,这往往意味着两种情况:
要么外来的DNA病毒进来了,要么细胞自身出了问题。
问题是,谁负责发现这些DNA?
陈志坚团队找到了一个关键答案——cGAS。
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如果一定要用普通人能理解的方式解释,它确实很像一个报警器。
但它不是看到DNA以后直接“大喊一声”这么简单。
cGAS识别到细胞质中的DNA后,会合成一种叫cGAMP的第二信使。
cGAMP随后结合并激活STING蛋白。
接下来,一系列信号被层层传递,最终促使细胞产生Ⅰ型干扰素以及多种炎症因子,免疫系统由此进入警戒状态。
这才是完整的cGAS—STING通路。
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简单说就是:
cGAS负责发现异常DNA,cGAMP负责传信,STING负责把警报继续往下送。
这套机制被弄清楚以后,很多过去解释不通的问题一下有了入口。
病毒感染为什么会触发免疫反应?
有些自身免疫病为什么会出现异常炎症?
癌细胞产生的异常DNA,能不能反过来成为调动免疫系统攻击肿瘤的信号?
答案都和这条通路有关。
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这也是为什么现在全球很多药企都在研究STING激动剂、cGAS抑制剂等相关药物。
前者希望把免疫系统的火力调起来,用于抗肿瘤等方向;
后者则想在某些免疫系统反应过头的疾病中,把警报适当压下去。
一步一步,全是免疫学领域分量极重的奖。
所以到了诺奖季,他的名字自然又会被反复提起。
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把薛其坤、卢煜明、陈志坚放在一起,其实很难比较谁更厉害。
研究方向完全不同。
薛其坤在解决凝聚态物理中的基础问题。
卢煜明把一个基础发现一路做成全球使用的临床技术。
陈志坚则把人体先天免疫里一条极重要的DNA感知通路彻底揭开。
但3个人有个共同点。
他们都不是突然因为诺奖预测才变得厉害。
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薛其坤的量子反常霍尔效应,十几年前已经震动物理学界。
卢煜明的无创产前检测,也早已改变全球产科临床。
陈志坚发现cGAS以后,整个核酸感知和先天免疫研究都被往前推了一大步。
诺奖如果来了,是对他们几十年研究的一次加冕。
如果今年没来,这些成果同样不会少一分价值。
更何况,诺贝尔奖正式提名名单本身要保密50年。
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所以每年外界口中的所谓“热门”“预测名单”,本质上都是根据科研成果、学术影响力、国际大奖以及历年诺奖规律做出的判断。
这也是为什么看诺奖,不能只盯着最后那个名字。
真正有意思的,是为什么这个人有资格被一次又一次放进讨论里。
薛其坤做1000多个样品的时候,不知道自己将来会不会拿诺奖。
卢煜明第一次从孕妇血浆里找到胎儿DNA时,也不知道这项技术后来会走进100多个国家。
陈志坚寻找DNA感知机制的时候,更不可能提前知道有一天全世界药企都会盯上cGAS-STING。
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他们真正押中的,从来不是诺贝尔奖。
而是一个值得花十年、二十年甚至半辈子去解决的问题。
诺奖一年开奖一次。
可真正够资格站到这张名单附近的人,往往已经在实验室里熬了几十年。
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