看上去并不太起眼的熒光，開創(chuàng)了生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的“美麗新世界”；對稱性破缺或許是不完美的，但對于其內(nèi)在的規(guī)律的認知和追求，卻體現(xiàn)著最為完美的科學(xué)精神和內(nèi)涵；科學(xué)家們成功找到了引發(fā)宮頸癌和艾滋病的致命病毒，雖然距離徹底贏得這場戰(zhàn)爭依舊遙遠

綠色熒光蛋白是一種在紫外線下發(fā)出綠色熒光的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已在全世界得到廣泛應(yīng)用。

全球經(jīng)濟寒流勁吹，一年一度的諾貝爾獎頒獎季節(jié)仍然如期而至。

進入第108個年頭的這一獎項，仍然和去年一樣，維持了每份1000萬瑞典克朗的獎金總額。只不過由于匯率變動，若折合成美元，從154萬美元小幅下降到142萬美元。

與往年一樣，今年率先頒發(fā)的也是自然科學(xué)方面的三個獎項：

——生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予病毒領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)，這些成就使得人類在認識乃至征服宮頸癌和艾滋病方面邁出了重要步伐；

——物理學(xué)獎授予對稱性破缺的研究，它讓我們認識到宇宙并不完美；

——化學(xué)獎聚焦于綠色熒光蛋白（GFP）的發(fā)現(xiàn)和進展，這種蛋白早已在全世界得到廣泛的應(yīng)用，尤其是在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。出生于美國的錢永健教授，也成為繼李遠哲之后第二位摘取諾貝爾獎化學(xué)獎的華人。

化學(xué)獎：分子“偵探”錢永健和他的同行

北京時間10月8日下午5時45分，2008年度諾貝爾化學(xué)獎在瑞典斯德哥爾摩發(fā)布公告，下村修（Osamu Shimomura）、馬丁·查爾菲（Martin Chalfie）和錢永?。≧oger Y. Tsien）因為在綠色熒光蛋白（GFP）的發(fā)現(xiàn)和進展，分享了本年度這一獎項。

今年56歲的錢永健是“中國導(dǎo)彈之父”錢學(xué)森的堂侄，任教于美國加州大學(xué)圣地亞哥分校；80歲的下村修已經(jīng)從美國海洋生物實驗室退休；61歲的查爾菲則是美國哥倫比亞大學(xué)生物科學(xué)系主任。

關(guān)于熒光蛋白的傳奇，要追溯到上個世紀50年代。

1955年，27歲的下村修在日本名古屋大學(xué)讀研究生時，被導(dǎo)師介紹給另外一個實驗室的教授做助理，這位教授讓他研究一種海螢被弄濕時為何會發(fā)光。

這其實不是一項容易的任務(wù)，因為之前一個美國研究小組花了很長時間卻一無所獲。結(jié)果，下村修竟然不辱使命，發(fā)現(xiàn)這是一種蛋白質(zhì)在起作用。名古屋大學(xué)破例給他頒發(fā)了博士學(xué)位。

此后，下村修到美國普林斯頓大學(xué)弗蘭克·約翰森（Frank Johnson）實驗室做博士后，著手系統(tǒng)研究水母發(fā)光的秘密。1962年，兩人成功分離純化出水母中的發(fā)光蛋白水母素，并且報告了一種在紫外線下發(fā)出綠色熒光的蛋白質(zhì)。這種蛋白質(zhì)后來被稱為綠色熒光蛋白（GFP）。

20世紀70年代，下村修又進一步解讀了綠色熒光蛋白的奧秘：含有可以吸收和釋放光線的化學(xué)基團。不過，下村修和約翰森所作出的杰出研究發(fā)現(xiàn)一度被人忽視。1990年，約翰森在82歲時去世。下村修在普林斯頓工作時也長期沒有獨立實驗室，只能依附于其他教授。

下村修在從事綠色熒光蛋白研究時，并未意識到這類生物熒光分子的應(yīng)用前景。但在1988年，查爾菲在哥倫比亞的某個學(xué)術(shù)研討會上第一次聽說了綠色熒光蛋白，意識到如果將綠色熒光蛋白作為生物示蹤分子的話，利用這種閃閃發(fā)光的蛋白質(zhì)，或許就能觀察線蟲細胞的活動。

后來，查爾菲聽說伍茲霍爾海洋研究所的普臘石（Douglas Prasher）正在克隆綠色熒光蛋白的基因；幾年后，普臘石派研究生將克隆出的基因送到查爾菲實驗室并參與研究。1994年，普臘石等人發(fā)表論文，終于成功地展示出綠色熒光蛋白的應(yīng)用：線蟲體內(nèi)的神經(jīng)元發(fā)出了綠色的熒光。

錢永健及其同事，則極大地擴展了綠色熒光蛋白的應(yīng)用。他進一步闡明了熒光蛋白的發(fā)光原理，并且發(fā)明出各種顏色的、發(fā)光強度更高的熒光蛋白，同時為這些發(fā)明申請了專利。在錢永健實驗室從事博士后研究的舒校坤博士對《財經(jīng)》記者表示，錢永健可能是全美國擁有專利最多的科學(xué)家之一。

錢永健非常喜歡這些色彩斑斕的熒光蛋白。據(jù)伊利諾依大學(xué)香檳分校王英曉博士介紹，錢永健和實驗室同事曾經(jīng)討論如何稱呼不同顏色的熒光蛋白，最后決定用草莓、橙子等不同顏色的水果來命名。

如今，熒光蛋白已經(jīng)在全世界得到廣泛應(yīng)用。錢永健對媒體表示：“我們的工作常常被描述為開發(fā)和訓(xùn)練分子偵探……這些分子進入細胞或組織，然后向我們匯報里面的情形，發(fā)生了怎樣的生物化學(xué)活動，而細胞仍然可以存活?！?/p>

在此之前，常常需要殺死生物或細胞才能進行相關(guān)研究。北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長、教授饒毅撰文稱，以熒光蛋白為主要支柱之一的現(xiàn)代成像技術(shù)，幫助科學(xué)家在活的細胞中觀察和研究這些過程，從而使一部分“死物學(xué)”變成“生物學(xué)”。

據(jù)《財經(jīng)》記者了解，錢永健在得知獲諾貝爾獎的消息后，當天仍和往常一樣騎自行車到實驗室上班，下午還在系里參加了每周一次的教授例會。當然，與往常不一樣的是，他這天要暫時擱下手里的工作，出席學(xué)校組織的新聞發(fā)布會和慶祝會，并且接聽各路記者打來的電話。

不過，最令錢永健牽掛的仍然是科學(xué)研究。錢永健有一個習慣，圣誕節(jié)時去實驗室，并且親自動手做實驗；因為在這個時間，他可以不受打擾地安心工作。

如今，錢永健開始專注于癌癥研究。他的父親和博士導(dǎo)師都死于癌癥。而他心愛的熒光蛋白，也將繼續(xù)發(fā)揮作用，因為借助這種熒光探針可望檢測癌細胞。

物理學(xué)獎：鐘情對稱

北京時間10月7日下午5時45分，斯德哥爾摩當?shù)貢r間上午9時45分，三名來自日本的物理學(xué)家由于在對稱性破缺上的突破性研究獲得2008年度諾貝爾物理獎。

他們是：來自美國芝加哥大學(xué)費米實驗室的南部陽一郎（Yoichiro Nambu）、日本筑波高能加速器研究所的小林誠（Makoto Kobayashi）以及京都大學(xué)理論物理研究所的益川敏英（Toshihide Maskawa）。

為了這個時刻，他們已經(jīng)整整等待了30多年。

“自然的法則應(yīng)該是對稱的，但是我們的宇宙并不完美，實際上正是因為對稱性的破缺，才有了我們的宇宙、星系、地球，還有我們?！敝Z貝爾物理獎評審委員會在評審公報中說，“我們都是對稱性破缺的孩子。”

在物理學(xué)家們看來，世界應(yīng)該是對稱的；這種對稱性，又可以細分為鏡像對稱（P對稱）、電荷對稱（C對稱）以及時間對稱（T對稱）。對稱性不僅僅具有美學(xué)價值。利用對稱性，可以大大簡化很多復(fù)雜的計算過程，且對稱性在表述微觀粒子的過程中起著關(guān)鍵的作用。

首先挑戰(zhàn)對稱性的，是華裔科學(xué)家李政道和楊振寧。1956年，當時分別只有30歲和34歲的李政道和楊振寧提出，在弱相互作用中宇稱（P對稱）不守恒。他們的理論，很快被另一位華裔科學(xué)家吳健雄用在實驗中證實。次年，李、楊二人為此獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

諾貝爾評審委員會當時曾經(jīng)有一個形象的比喻：這就相當于你站在斯德哥爾摩中央車站門口，發(fā)現(xiàn)從車站出來的人大多數(shù)都是向左走，而不是向兩邊走。

不過，這時候物理學(xué)家們還是相信，鏡像對稱（P）與電荷對稱（C）兩者不是同時破壞的，所以從整體上看對稱性還是完整的。但是他們的這個幻想不久也被擊碎了。1964年，詹姆·斯克羅寧（James Cronin）和瓦爾費奇（Val Fitch）在美國布魯克海文國家實驗室的AGS加速器上，發(fā)現(xiàn)電荷共軛和宇稱組合對稱性（CP）在中性K介子衰變中被破壞。

這一發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)了整個標準模型的基礎(chǔ)。雖然成為最大的“麻煩制造者”，他們二人因為此項發(fā)現(xiàn)，在1980年獲得當年的諾貝爾物理獎。

這必須有個解釋，否則自上個世紀60年代建立起來的整個標準模型就要坍塌。這時候兩個來自日本京都大學(xué)的年輕人小林誠和益川敏英，用一個3×3矩陣解決了這個問題，并維護了標準模型的尊嚴。

他們認為，K介子由一個夸克和一個反夸克構(gòu)成，兩個夸克之間還在不斷交換身份，讓k介子像一個翻轉(zhuǎn)的硬幣一樣，在不斷變成反k介子再變回來。而之所以CP破缺發(fā)生，他們預(yù)測，應(yīng)該存在第三種、或者更多類別的夸克參與到K介子衰變中來。

1973年，他們提出了粒子物理標準模型中著名的CKM矩陣，預(yù)言夸克至少應(yīng)有六種，并提出CP破缺的一種理論解釋，至今這篇論文的引用率已接近5000次。

小林和益川提出存在六種夸克時，人們剛剛發(fā)現(xiàn)了三種夸克；到了1994年，另外三種夸克也先后被發(fā)現(xiàn)。而2001年，隨著中性B介子衰變CP破缺被發(fā)現(xiàn)，小林和益川的預(yù)言基本被證實。

而對稱性自發(fā)破缺的設(shè)想，則是1960年由南部陽一郎首先提出的。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授李淼對《財經(jīng)》記者說，由于超導(dǎo)現(xiàn)象是對稱性自發(fā)破缺造成的，當時在這個領(lǐng)域做研究的南部就把超導(dǎo)中的現(xiàn)象引入到了粒子物理中。

諾貝爾獎評審委員用垂直旋轉(zhuǎn)著的一支鉛筆來作比喻：當鉛筆在高速旋轉(zhuǎn)的時候，對稱性是完美的。但是當旋轉(zhuǎn)速度漸漸慢下來，鉛筆將難以保持平衡而倒下來，這就是對稱性的自發(fā)破缺，而這種狀態(tài)是比高速旋轉(zhuǎn)能級更低、更加穩(wěn)定的狀態(tài)。

在李淼看來，不對稱歷史上只是技術(shù)地阻礙了粒子物理的研究，后來人們發(fā)現(xiàn)很多不對稱性其實是對稱性破缺的結(jié)果后，又反過來幫助了粒子物理的研究。如果沒有對稱性破缺，就無法解釋弱作用和電磁作用其實是統(tǒng)一的。

和剛剛提出設(shè)想旋即就被證明，然后就獲獎的李政道和楊振寧相比，南部、小林和益川的等待顯然要漫長了許多?，F(xiàn)年64歲的小林就坦言，這么長時間過去了，本來已經(jīng)不抱多大希望了，所以他得知獲獎消息后非常吃驚。

相比另外兩個獲獎?wù)撸€算是年輕的，因為益川已經(jīng)68歲，而南部更是已經(jīng)87歲高齡。

生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎：病毒之戰(zhàn)的

階段性“饋贈”

北京時間10月6日下午5點30分，2008年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎在斯德哥爾摩的卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院揭曉，三位來自德國和法國的科學(xué)家分享了這一獎項。

德國癌癥研究中心的哈拉爾德楚爾·豪森（Harald zur Hausen）因為最早發(fā)現(xiàn)人類乳頭瘤病毒（HPV）導(dǎo)致女性宮頸癌，而得一半獎金；法國巴斯德研究所的弗朗索瓦絲·巴爾—西諾西（Barré-Sinoussi）與法國世界艾滋病研究和預(yù)防基金會主席呂克·蒙塔尼（Luc Montagnier）因為共同發(fā)現(xiàn)了艾滋病的致病病毒HIV，則分享了另外一半獎金。

目前，對于全世界女性而言，宮頸癌是僅次于乳腺癌的第二大多發(fā)癌癥。

早在19世紀40年代，一位意大利醫(yī)生注意到，患宮頸癌的婦女大多數(shù)為已婚者，在修女中幾乎無人罹患這種疾病。他據(jù)此提出：女性的性生活狀況和宮頸癌的發(fā)生有關(guān)。但在很長的一段時間內(nèi)，性行為為什么會傳播宮頸癌，卻仍然是個謎。

這個謎的謎底首先被豪森揭開：真正導(dǎo)致宮頸癌發(fā)生的，是一種在性行為中傳播的名為HPV的病毒。

當時最大的困難是，由于HPV難以在細胞中培養(yǎng)，因此通過傳統(tǒng)方法很難找到它與宮頸癌之間的關(guān)系。但豪森提出，HPV的遺傳物質(zhì)DNA能以非增殖狀態(tài)存在于腫瘤中，因此進行病毒DNA的特異性檢測，就可以在宮頸癌腫瘤中找到HPV。此外他還發(fā)現(xiàn)，只有某些特定類型的HPV（HPV16型、HPV18型）才比較容易引發(fā)宮頸癌。

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院副院長、腫瘤內(nèi)科主任石遠凱教授告訴《財經(jīng)》記者，豪森的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義，它確定了病毒的慢性感染是導(dǎo)致癌癥的原因之一。今天，能夠有效降低宮頸癌發(fā)病率的疫苗得以問世并投入使用，也得益于豪森的研究和發(fā)現(xiàn)。

“以前我們認為宮頸癌不可預(yù)防，要到晚期才能發(fā)現(xiàn)并治療。但豪森的研究改變了這一點，讓我們知道，癌癥是可以預(yù)防的?！彼忉屨f。

1983年，豪森接受了德國癌癥研究中心主席職位。現(xiàn)在，他仍然是該中心的榮譽教授和研究主任。

與HPV不同，HIV的發(fā)現(xiàn)雖然整個過程要更快一些，但也更為曲折。

艾滋病最早起源于非洲。1981年6月5日，美國亞特蘭大疾病控制中心在《發(fā)病率與死亡率周刊》上介紹了幾個艾滋病患者的病史，這是世界上有關(guān)艾滋病的最早正式記載。隨后，該病被全面報道。

艾滋病立刻引起了法國巴斯德研究所一些研究人員的注意，其中就包括了時任巴斯德研究所逆轉(zhuǎn)錄酶病毒所主任的巴爾—西諾西和時任腫瘤學(xué)部主任的蒙塔尼。

1982年底，以蒙塔尼為首，包括巴爾—西諾西和另一名研究人員羅森巴姆在內(nèi)的三人研究小組開始了艾滋病的研究。他們從艾滋病患者的淋巴結(jié)處獲得了一些組織并進行體外培養(yǎng)。1983年，他們從中分離得到一種新的逆轉(zhuǎn)錄病毒，將其命名為淋巴結(jié)?。ò滩』颊叩牧馨徒Y(jié)會不斷變大）相關(guān)病毒（LAV）。研究小組隨后還迅速發(fā)明了LAV抗體檢測方法，以便迅速測定血清中的病毒數(shù)量。

1986年，LAV被正式改名為HIV。同年，蒙塔尼等人又發(fā)現(xiàn)了一種新的HIV，于是，兩個病毒被分別稱為HIV-1和HIV-2。

“就在艾滋病剛剛被發(fā)現(xiàn)的幾年之后，其致命病毒HIV就被鎖定了，這對人類來說有著重要的意義。”衛(wèi)生部艾滋病專家咨詢委員會委員、北京佑安醫(yī)院感染科主任吳昊在接受《財經(jīng)》記者采訪時表示。

因為在HIV發(fā)現(xiàn)之前，艾滋病已經(jīng)在美國逐漸蔓延開來。但由于不知道該病的病因是什么，人們自然難以檢測、預(yù)防、治療它；病毒也可以隨著賣血而迅速傳播開來。而HIV和其檢測方法的發(fā)現(xiàn)，迅速改變了這一切。

“如果HIV晚發(fā)現(xiàn)幾年，今天的艾滋病患者也許要多上百倍?！彼麑Α敦斀?jīng)》記者坦言。

當然，人類對抗艾滋病的目標并不僅僅是發(fā)現(xiàn)病毒，如何治療它，并研究出疫苗預(yù)防它，是人們目前最關(guān)心的話題。在剛分離出HIV之時，巴爾—西諾西曾以為，HIV疫苗很快就能面世。但直到今天，HIV疫苗仍然是個未被攻克的難關(guān)。

“因為HIV很容易變異，人體產(chǎn)生的抗體又極不穩(wěn)定，使得疫苗研究還需要進一步地突破。”吳昊指出?！?/p>

本刊記者林靖對此文亦有貢獻