諾貝爾如期而至。今年的獲獎者在細胞自噬、分子機器和拓撲相變方面獨樹一幟的研究，為后來者開啟了新的“大門”

比起去年中國科學家屠呦呦獲獎在國內引起的喧囂，2016年的諾貝爾科學獎項既沒有引發(fā)學術界的爭議，也沒有因為出乎意料的人選讓關注者熱血沸騰。

每年的10月3日都會先公布生理學或醫(yī)學獎，今年也不例外。1945年出生于日本福岡的細胞生物學家大隅良典（Yoshinori Ohsumi）獨摘這頂桂冠。在接到諾貝爾委員會秘書長Thomas Perlmann的告知電話時，這位勤奮的日本科學家還在實驗室，他對自己獨享這一獎項十分驚訝。

大隅良典的貢獻，是發(fā)現(xiàn)并闡明了細胞自噬作用的機理。細胞自噬，是細胞組分降解與再利用的基本過程。上世紀60年代，研究人員發(fā)現(xiàn)細胞能夠消滅自身內部物質，方式是將其包裹進一個膜結構中，從而形成小型囊體并被輸運至被稱作“溶酶體”的回收機構進行分解。

不過，直到上世紀90年代，大隅良典才利用面包酵母找到了與自噬作用有關的關鍵基因。隨后他進一步發(fā)現(xiàn)，與之相似的復雜過程也同樣存在于人類的細胞內。他的一系列研究，更新了關于細胞物質循環(huán)的舊有觀點，開啟了理解自噬作用在許多生理過程中關鍵作用的嶄新道路，如生物體對于饑餓的適應，或者機體對于感染的反應。自噬基因的突變會導致疾病的發(fā)生，自噬作用機制在一些類型的疾病，如癌癥和神經疾病等病癥中也發(fā)揮了作用。

至今，這一領域“已出現(xiàn)更多的問題，甚至比我開始的時候還多”。在細胞自噬領域深耕近30年的大隅良典感口義。

10月4日、5日分別公布了物理學獎、化學獎，各由三位科學家分享這兩個獎項。

諾貝爾物理學獎自1901年至2016年已頒獎110次，其中，1916年、1931年、1934年、1940年、1941年和1942年，這六年因沒有足夠重要的成就而空白。還好，今年“物理學獎”由三位英美科學家David J.Thouless、F.DuncanM.Haldane、J.MichaelKosterlitz共同分享。

這三位科學家為我們打開了一扇通往未知世界的大門，在那里，物質可呈現(xiàn)出奇怪的狀態(tài)。他們利用高等數(shù)學方法研究了物質的一些特殊相或狀態(tài)，比如超導體、超流體和磁性薄膜等。基于他們的研究，對物質的新奇相態(tài)的研究展開了，這將在材料科學和電子學的未來應用中充滿希望。三位科學家大膽地將拓撲學概念應用到物理學，這對他們后來的發(fā)現(xiàn)起到了決定性作用，他們的獲獎理由正是“理論發(fā)現(xiàn)拓撲相變和拓撲相物質”。

諾貝爾委員會每年向3000位來自全世界物理和化學領域的專家發(fā)函，請他們提名獲獎者，再從中遴選出有杰出貢獻者。來自法國、美國、荷蘭的三位科學家Jean Pierre Sauvage、J.FraserStoddart和Bernard L.Feringa，闖過了層層關口，以研發(fā)出“分子機器的設計與合成”，共同分享了2016年諾貝爾化學獎。

三位研究者研發(fā)出了世界上最小的“機器”——一部微型“起重機”，這是微小到比人類頭發(fā)絲直徑還要小1000倍的分子機器。他們的成就在于成功合成了各類分子機器，從微型馬達到微型汽車再到微型肌肉。他們開發(fā)出的這種分子機器，運動可以受控制，一旦注入能量，還能執(zhí)行任務。

他們三位的工作也是環(huán)環(huán)相扣：Jean Pierre Sauvage做了第一步，成功將兩個環(huán)形分子連接起來，形成一根鏈。一部機器要能執(zhí)行任務，它的各個組成部分之間必須具有相對運動的能力，這兩個相互扣合的環(huán)形分子符合這個要求；Fraser Stoddart則完成了分子機器研發(fā)的第二步——研究出輪烷，即將一個環(huán)形分子套在一個線性分子上，該環(huán)形分子能夠以線性分子為軸移動。之后，他以輪烷為研究基礎，研發(fā)出分子“起重機”、分子“肌肉”和分子計算芯片；Bernard Feringa研發(fā)出了分子馬達，并設計出一輛納米車。

可以說，這三位獲獎者實現(xiàn)了機器的微型化，打破了分子系統(tǒng)的平衡局面，為其注入能量，從而使分子的運動具有可控性，將化學的發(fā)展帶到一個新的維度中。正如一位諾獎委員會成員所言：“他們掌握了在分子層面上控制運動的技術?！?/p>

受到經濟危機的影響，從2012年起，諾貝爾獎的獎金由1000萬瑞典克朗縮水至800萬瑞典克朗，約合619萬元人民幣。三個科學獎項，除大隅良典獨享獎金外，化學獎的三位獲得者需要平分獎金。最有意思的還是物理學獎，按諾獎委員會公布的信息，David J.Thouless獨享一半獎金，其他兩位分享另一半獎金。