李忠東

時至今日，諾貝爾獎一直被視為各領(lǐng)域最重要的榮譽之一。金秋十月，碩果累累，第118個諾獎“開獎周”從2019年10月8日開啟，六大重磅獎項輪番揭曉?？v觀百余年來的歷屆諾獎，揭曉前夕對“花落誰家” 的預(yù)測撲朔迷離，而揭曉后的 “人生贏家”皆技驚四座。

師生共享 其樂融融

10月8日，瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布，將2019年諾貝爾物理學獎分別授予美國普林斯頓大學教授吉姆·皮布爾斯，以表彰他“關(guān)于物理宇宙學的理論發(fā)現(xiàn)”，以及瑞士日內(nèi)瓦大學教授米歇爾·麥耶和迪迪?！た迤潱嬗鴦虼髮W教授），以表彰他們“發(fā)現(xiàn)一顆環(huán)繞類日恒星運行的系外行星”。

有趣的是，這次獲獎的麥耶和奎洛茲同為瑞士天文學家，而且還是一對師生，為尋找太陽系之外的行星做出了開創(chuàng)性工作。麥耶出生于1942年，2007年自日內(nèi)瓦大學天文學系退休，但仍以榮譽退休教授的身份繼續(xù)留校研究?？迤潿F(xiàn)年53歲，曾因開發(fā)新的天文儀器和實驗技術(shù)而獲得BBVA基礎(chǔ)科學知識前沿獎。1995年他在日內(nèi)瓦大學攻讀博士時，與他的導(dǎo)師麥耶共同發(fā)現(xiàn)了圍繞主序星的首顆太陽系外行星——飛馬座51b，挑戰(zhàn)了當時正統(tǒng)的關(guān)于行星形成的見解。自他們二人的首次發(fā)現(xiàn)到今年榮膺諾貝爾物理學獎，已經(jīng)過去了24年，真稱得上是一場等待已久的榮譽。不過據(jù)統(tǒng)計，物理學家從提出某個重大理論或發(fā)現(xiàn)到獲獎，平均需要23.5年，經(jīng)濟學家和化學家也分別為23.2年和20.8年。

無獨有偶，2018年諾貝爾物理學獎的三位得主中，熱拉爾·穆魯和唐娜·斯特里克蘭兩位同樣是師生關(guān)系。穆魯1944年出生在法國的阿爾貝維爾，而出生于加拿大貴湖的斯特里克蘭比穆魯小15歲。他們二人是在美國羅徹斯特大學成為師生的，并于1985年共同發(fā)明了啁啾脈沖放大技術(shù)。該技術(shù)的神奇之處在于能夠?qū)⒍碳す饷}沖放大到極高的峰值功率，甚至達到萬億瓦級。這一發(fā)明徹底改變了激光科學領(lǐng)域的面貌，也為核物理學、粒子物理學、醫(yī)學等學科的前沿研究提供了有力的工具。

還有1993年的諾貝爾物理學獎得主約瑟夫·泰勒和拉塞爾·赫爾斯也是師生。1974年，普林斯頓大學的天文學家泰勒和他24歲的研究生赫爾斯使用阿雷西博天文臺的305米口徑射電望遠鏡在天鷹座發(fā)現(xiàn)了首個脈沖雙星系統(tǒng)。

說起脈沖星，就不能不提及一次極具爭議的諾獎評選。1974年，諾貝爾物理學獎授予了脈沖星發(fā)現(xiàn)者、英國劍橋大學的安東尼·休伊什，而與其合作的研究生喬斯林·貝爾卻與諾獎失之交臂。貝爾和休伊什1968年聯(lián)名在《自然》雜志上公布了這一發(fā)現(xiàn)，1973年又共同得到了美國富蘭克林管理研究院頒發(fā)的邁克爾遜獎?wù)?。遺憾的是，就在1974年諾貝爾獎第一次授予天文學家時，貝爾的導(dǎo)師休伊什以及同事馬丁·賴爾都榜上有名，她卻被拒在諾貝爾的殿堂之外。許多天文學家對此表示了憤怒，但也有人認為貝爾僅僅是做了收集數(shù)據(jù)的工作，休伊什對數(shù)據(jù)的解釋才是關(guān)鍵。貝爾從來沒有為自己的落選而喊冤追究，但絕大多數(shù)的報告顯示，她所做的絕不僅是進行早期的觀察。

這次授獎引起了國際天文學界的巨大爭議，被看作是諾貝爾獎歷史上最不公平的結(jié)果之一，諾貝爾獎委員會被質(zhì)疑“性別歧視”。幾十年過去了，人們一直在為貝爾鳴不平，將此屆物理學獎稱為“沒有貝爾的諾貝爾獎”?；蛟S諾貝爾獎委員會事后也意識到有失公平，于是特別邀請貝爾參加了1993年諾貝爾獎頒獎儀式。導(dǎo)師將其成績據(jù)為己有，忽略學生的工作和貢獻，將桂冠戴在自己頭上，這種情況那時很普遍。按照學術(shù)慣例，諾貝爾獎主要頒發(fā)給導(dǎo)師，學生大多作為“背景墻”存在。如今，諾貝爾獎委員會開始逐漸重視學生在科研工作中的貢獻，應(yīng)該說是一種可喜的進步。

高齡獲獎 刷新紀錄

10月9日，2019年諾貝爾化學獎揭曉。美國得克薩斯大學奧斯汀分校機械工程和材料科學教授約翰·B.古迪納夫、美國紐約州立大學賓厄姆頓大學特聘教授M·斯坦利·威廷漢和名古屋名城大學教授吉野彰因在鋰離子電池發(fā)展上的貢獻而獲獎。

現(xiàn)年97歲的古迪納夫刷新了諾獎得主的高齡紀錄。古迪納夫1922年生于德國耶拿，是美國固體物理學家、二次電池產(chǎn)業(yè)的重要學者。他57歲時建造了鋰離子電池的神經(jīng)系統(tǒng)，鈷酸鋰正極材料是他的智慧結(jié)晶，幾乎存在于當前每一款流通的便攜式電子設(shè)備中。當時的鋰電池正極采用的是二硫化碳的材料，鋰離子夾雜其中，經(jīng)常發(fā)生自燃甚至爆炸。怎么解決這個問題呢？古迪納夫在牛津大學實驗室提出，能不能不用硫化物，而改用氧化物鈷酸鋰做正極材料？這個結(jié)構(gòu)好比是“牛排漢堡”，鈷酸鋰上下兩層，就像是兩片面包，中間可以自由滑動，移動的鋰離子就像是牛排。這就有效地解決了之前鋰電池的穩(wěn)定性問題，同時能夠產(chǎn)生4伏特的電壓。

1986年，75歲的古迪納夫又研發(fā)了新材料磷酸鐵鋰。因為鈷酸鋰的鋰電池其實有一些缺陷，之前把鈷酸鋰比作夾著牛排的漢堡，如果吃漢堡的時候中間的牛排滑落，就好比鋰離子移位后，上下兩層的鈷氧化物結(jié)構(gòu)崩塌了，兩片面包貼在一塊兒，那么鋰離子就不能再通過其中。所以這樣的電池穩(wěn)定性差。同時鈷作為金屬原料，成本很高，難以大批量投入民用。而磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)則不同，它像是空間的管道，鋰離子能夠從這些管道的空隙當中自由穿梭，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定；而且鐵和磷原料的礦產(chǎn)非常豐富，為鋰電池的商業(yè)化運營打破了技術(shù)障礙。

古迪納夫被人們譽為“ 鋰電池之父”，自2009年起便成為歷年諾獎預(yù)測的熱門人選。憑著不怕困難、不辭辛勞、勇于創(chuàng)新的科學精神，他最終在10年后實至名歸。古迪納夫有句名言：“我們有些人就像是烏龜，走得慢，一路掙扎，到了而立之年還找不到出路，但烏龜知道，它必須走下去?！鼻珊系氖牵挠⑽拿纸蠫oodenough，中文直譯為“足夠好”，似乎昭示著好運，終能笑到最后。

說起諾獎歷史上的高齡得主，就不能不提到2018年獲得諾貝爾物理學獎的96歲“激光輻射壓力之父”阿瑟·阿什金。阿什金在1987年前后發(fā)明了一種神奇的“光學鑷子”，即可以利用所謂的“激光手指”在不傷害生物體活性的前提下抓取其中的微小粒子，包括細菌、病毒和DNA等生物材料。這一技術(shù)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于包括醫(yī)學在內(nèi)的生命科學領(lǐng)域。而更早之前在諾貝爾自然科學獎創(chuàng)造最年長紀錄的獲獎?wù)呤敲绹鴮嶒炍锢韺W家雷蒙德·戴維斯教授，他于1968年首先觀測到太陽中微子及其失蹤之謎，而在88歲高齡之際榮獲了2002年諾貝爾物理學獎。

耄耋之年登上研究生涯的巔峰，古迪納夫、阿什金和戴維斯用自己的經(jīng)歷告訴我們：板凳雖冷，探索無涯，科學創(chuàng)造是超越年齡的。在漫長的探索的道路上，始終滿懷激情，腳踏實地，堅持不懈，并且保持健康長壽，就有可能為科學做出重大貢獻，諾獎的到來指日可待。

夫唱婦隨 雙雙獲獎

10月14日，瑞典皇家科學院宣布將2019年諾貝爾經(jīng)濟學獎授予阿比吉特·巴納吉、埃絲特·迪弗洛和邁克爾·克雷默，以表彰他們“在減輕全球貧困方面的實驗性做法”。在短短的20年中，他們進行的研究大大提高了應(yīng)對全球貧困的能力?；趯嶒灥男路椒ǜ淖兞税l(fā)展經(jīng)濟學，使之業(yè)已成為一個蓬勃發(fā)展的研究領(lǐng)域。其中有意思的是巴納吉和迪弗洛兩人是夫妻，并且同在麻省理工學院任職。此次兩人同獲諾獎，被稱為“最強學術(shù)夫妻檔”。迪弗洛也成為第二位獲得諾貝爾經(jīng)濟學獎的女性經(jīng)濟學家。

迪弗洛1972年出生于法國，早年曾就讀于著名的巴黎高等師范學校，1999年獲得麻省理工學院經(jīng)濟學博士學位。她畢業(yè)后留在該校任教至今，同時兼任阿卜杜爾·拉提夫·雅米爾貧困行為實驗室主任。在多年的研究和教學中，迪弗洛應(yīng)用新的方法，影響了發(fā)展經(jīng)濟學的進程。她同時熱衷于實務(wù)，尤其是反貧困工作，為多個發(fā)展中國家政府提供了相關(guān)的政策建議。2010年迪弗洛曾獲得美國經(jīng)濟協(xié)會頒發(fā)的克拉克獎，該獎項有“小諾貝爾獎”之稱。和傳統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)濟學相比，迪弗洛的研究切入點很小，所得出的結(jié)論也沒有傳統(tǒng)理論那樣宏大而令人興奮，但是從實用和操作層面上看，這類研究顯然更勝一籌。

在百年諾獎的夫妻組合得主中，格蒂·特蕾莎·科里是首位獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的女性，她與丈夫卡爾·斐迪南·科里同獲1947年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，他們的貢獻是“發(fā)現(xiàn)糖原催化轉(zhuǎn)化過程”。格蒂出生于當時屬于奧匈帝國的布拉格，1920年獲得布拉格德國大學醫(yī)學院醫(yī)學博士學位后與同學卡爾結(jié)婚，兩人在1922年前往美國紐約布法羅市進行代謝機制方面的研究。但作為一名女性，格蒂被聘用時的待遇比丈夫差得多。格蒂和卡爾對人體如何利用能量很感興趣，他們在1929年描述了“科里循環(huán)”——這是新陳代謝的重要組成部分，即人們在運用肌肉時會形成乳酸，然后乳酸會在肝臟中轉(zhuǎn)化為糖原；反過來，糖原又被轉(zhuǎn)化為葡萄糖，然后被肌肉細胞吸收。此后，科里夫婦繼續(xù)研究糖原如何分解成葡萄糖，并在1938—1939年間找到了引發(fā)分解的酶，利用這一過程在試管中生成了糖原。

2014年諾貝爾獎生理學或醫(yī)學獎頒發(fā)給英國科學家約翰·奧基夫和挪威夫婦愛德華·莫澤、梅—布里特·莫澤，以表彰三人發(fā)現(xiàn)了大腦中負責定位導(dǎo)航的細胞這一重大成果。愛德華是挪威科技大學卡里神經(jīng)學研究院院長，妻子梅—布里特是同校神經(jīng)計算中心主任，二人是科研道路上的良好伙伴，獲獎前從事了數(shù)十年的腦機理前沿研究。學霸夫妻共同摘得諾獎，一時傳為佳話。

最家喻戶曉的諾獎夫妻搭檔則是1903年獲諾貝爾物理學獎的瑪麗·居里和皮埃爾·居里夫婦，居里夫人也因此成為歷史上第一個獲得諾貝爾獎的女性?，旣惡驼煞蚱ぐ柦?jīng)常在一起進行放射性物質(zhì)（以瀝青鈾礦石為主）的研究，因為瀝青鈾礦石的總放射性比其所含有的鈾的放射性還要強，1898年，居里夫婦對這種現(xiàn)象提出了一個邏輯推斷：瀝青鈾礦石中必定含有某種未知的放射成分，其放射性遠遠大于鈾的放射性。此后幾年他們不斷地提煉瀝青鈾礦石中的放射成分，經(jīng)過不懈努力，終于成功地分離出了氯化鐳，并發(fā)現(xiàn)了兩種新的化學元素——釙和鐳。8年后，瑪麗又因為成功分離了鐳元素而獲得1911年諾貝爾化學獎。為了有效地推動放射化學的發(fā)展，她獲獎后并沒有為提煉純凈鐳的方法申請專利，而是將之公布于眾。

子承父業(yè) 青勝于藍

布拉格父子開創(chuàng)了父子同獲諾貝爾獎的先例，布拉格這個名字幾乎成了“現(xiàn)代結(jié)晶學”的同義詞。

1915年，諾貝爾物理學獎授予倫敦大學的亨利·布拉格和他的兒子勞倫斯·布拉格，以表彰他們用X射線對晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻。在研究X射線的過程中，父子二人相互取長補短，共同切磋。他們使用亨利研制的X射線分光計對晶體結(jié)構(gòu)潛心鉆研，推出了著名的布拉格方程“2dsinθ=nλ”；1913—1914年父子倆還創(chuàng)立了一個具有重大意義的科學分支——X射線晶體結(jié)構(gòu)分析。如果說他們之前的諾獎得主馬克斯·馮·勞厄和他的同事們發(fā)現(xiàn)了X射線在晶體中的衍射，從而證明了X射線的波動特性，那么利用X射線系統(tǒng)地探測晶體結(jié)構(gòu)，則應(yīng)歸功于布拉格父子。

兒子勞倫斯獲獎時才25歲，至今還保持著諾貝爾獎獲得者中獲獎年齡最小的紀錄。他后來的主要興趣是應(yīng)用X射線分析蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，這項研究也獲得了巨大成功，第一次確定了生命物質(zhì)極其復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。

1922年諾貝爾物理學獎得主是丹麥物理學家、從事原子結(jié)構(gòu)以及原子輻射研究的尼爾斯·玻爾。他通過引入量子化條件，提出了玻爾模型來解釋氫原子光譜，以互補原理和哥本哈根詮釋來解釋量子力學，對20世紀物理學的發(fā)展有深遠的影響。而53年之后，1975年的諾貝爾物理學獎桂冠被玻爾的第四個兒子阿格·玻爾摘得，其貢獻是發(fā)現(xiàn)原子核中集體運動和粒子運動之間的聯(lián)系以及在這種聯(lián)系的基礎(chǔ)上發(fā)展的核結(jié)構(gòu)理論。機緣巧合的是，小玻爾恰好出生于1922年，也就是父親榮獲諾獎的那年。在他的童年時代，父母親住在哥本哈根的理論物理研究所，那些被吸引到該研究所的志同道合的科學家們便成了玻爾家孩子們的“叔叔”。小玻爾41歲時接替父親成為哥本哈根大學理論物理研究所所長。