第07版:时事
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他们研究你领多少工资
可能不去领奖的鲍勃·迪伦
千万亿分之一秒时间的手术刀
 
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3上一篇 2016年10月25日 放大 缩小 默认        

千万亿分之一秒时间的手术刀

 

并不是每项获得诺贝尔奖的研究,都会在大众日常生活中找到对应的例子。有些研究对科学家意义更大;它们提供了更好的理论、工具和方法,让研究者可以更好地探索,让科学家可以抵达之前无法抵达的地方。这也是科学研究的意义之一;毕竟,我们的整个科学体系都在不断地演进当中,更好的研究方法本身就是科学研究的重要目的。

在千万亿分之一秒的时间里,光能走0.3微米——大约是一根头发直径的二百分之一。这么短的时间被叫做1“飞秒”,而在这样的时间尺度上研究化学反应的过程和机理,叫做飞秒化学。

2016年8月逝世的埃及化学家艾哈迈德·泽维尔,因为在飞秒化学领域的开创性研究而获得了1999年的诺贝尔化学奖。他用摄影技术记录化学反应过程中的细微变化,让人们可以观察千万亿分之一秒内的反应中间产物。这种技术像是时间手术刀,可以将快速的化学反应过程切成薄薄的一片一片,留下来细细端详。化学家们使用这种技术,可以更好地控制化学反应的过程,以及更容易地制造出自己想要的产物。

传统上,我们对化学的印象,往往是实验室里的瓶瓶罐罐。但是现在的化学家已经不再仅仅依赖这些宏观工具,他们需要、也能够在更细微的尺度上了解他们的作品。2002年获颁化学奖的3位化学家,建立了新的方法来解析溶液中的生物大分子结构。他们利用核磁共振光谱来精确分析诸如蛋白质分子的三维结构,让研究者在除了模拟之外,可以观测到这些至关重要的形状——蛋白质的功能和它的形状息息相关。

2012年获奖的两位物理学家也在做类似的研究,只不过他们观察和控制的对象是量子系统。在保存、观察和使用光子等量子领域,这两位科学家迈出了重要的一步,在他们的努力下,人们现在可以让“薛定谔的猫”不仅仅是一个思想实验,也拥有了实际测试的可能;他们在量子系统领域的研究,也可能会帮助推进量子计算机的实现。

一些生理学或医学奖的得主则找到了方法来修改我们的基因。过去只能靠突变来缓慢变化的基因现在可以通过技术手段来修饰,这显然会带来研究方法上的革命,2007年的诺奖得主因为这个领域的研究结果而获奖。2012年的诺奖得主则发现了将成熟细胞重新转化为多功能细胞的方法。这种被称作“诱导性多功能干细胞”的技术,可以让已经分化成为特定组织的细胞“返老还童”,重新回到可以分化成各种类型细胞的阶段。这是充满了想象空间的技术,让我们可以相信,生物生理上的限制也许并不如我们之前所以为的那么重要。

诺贝尔奖得主的研究并不总是以实用性作为目的的。科学探索的意义,在于人类这个物种所独有的好奇心,在于了解我们,和我们所处的整个世界。

但就如诺贝尔物理学奖和化学奖奖牌背面展示的那样,我们可以以科学延伸我们的知识,慢慢掀开自然女神的面纱,目睹她的真实样貌。对未知的好奇心和探索,是我们这个种族的独有能力;而以诺贝尔奖表彰人类对世界、宇宙与生命的探索,只是我们为这些人类智识的努力所献上的一点敬意。

 
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