科學從來不是位於金字塔頂尖自我陶醉的工具，諾獎成果之所以偉大，不僅在於這些工作能夠沉澱於歷史，更重要的是可以幫助人類改變未來。
撰文：林梅
十月初的網絡媒體，除了為祖國慶生外，諾貝爾的頒獎結果以及相關解讀始終佔據着重要位置。
諾貝爾獎是對一流科研成果的肯定，對於普羅大眾來說，諾獎更像陽春白雪，彷彿永遠站在山巔，距離普通人非常遙遠。事實上，諾獎的研究成果和我們每個人息息相關，它們悄無聲息地改變着我們的生活。
就像孩子們常問的，光合作用是什麼？銀河系外面是什麼？以及每個成年人關心的，人類何時能戰勝癌症？這些問題都能在諾獎的成果中找到答案。
從流浪地球到宇宙起源
你一定記得，年初上映的國產科幻影片《流浪地球》在影迷中掀起了星際科幻的熱潮。無論對孩童還是大人，深邃神秘的宇宙都極富魅力。當我們仰望繁星，都想知道地球所在的茫茫宇宙，究竟藏了多少秘密。
2019 年的諾貝爾物理學獎，頒給了加拿大裔美國科學家詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles）、瑞士科學家米歇爾·馬約爾（Michel Mayor）、瑞士科學家迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz），表彰他們在宇宙學方面的貢獻。這或許是人類對於宇宙好奇心的極好說明。
2019 年諾貝爾物理學獎。圖源：nobelprize.org
那麼，這三位科學家的工作究竟是什麼？他們的成果又是如何幫助我們了解宇宙的呢？10 月 26 日下午，在墨子沙龍和賽先生合辦的 2019 年諾貝爾物理學獎、化學獎、生理學或醫學獎的科普解讀報告現場，來自中國科學技術大學的蔡一夫教授講述了背後的故事。
在蔡一夫看來，人類之所以從來沒有停止過探索宇宙的腳步，背後最原始的驅動力就是我們想知道人類到底身處何方，我們想去理解宇宙的演化以及地球在宇宙中所扮演的角色。這種好奇心，從古希臘時代開始，持續至今絲毫不減。
遠在 2000 多年前，古希臘的哲學家通過自己的觀測，加上哲學的思辨，給出了他們對宇宙的理解；文藝復興之後，藉助望遠鏡，哥白尼明確地提出了日心說；基於當時科學家們的一系列學說和長期的天文觀測，牛頓成功建立了牛頓力學體系，並且可以比較精確地描述天體的運動軌跡；而到了大約 100 年前的愛因斯坦時代，他提出來的狹義相對論和廣義相對論，一經面世便徹底顛覆了人類對整個宇宙時空的理解和認知。
與此同時，實證觀測方面的天文科學研究也在蓬勃發展，例如美國天文觀測家哈勃，利用望遠鏡發現了我們的近鄰的一些星系正在遠離我們而去，從此揭示了我們的宇宙是一個膨脹的宇宙。逐漸地，我們擁有了今天眾所周知的宇宙學標準圖像——熱大爆炸宇宙學說。
在此次報告中，蔡一夫教授以 2019 年三位諾獎得主的工作作為切入點，將背後的故事娓娓道來。科學家不停地探索宇宙的演化歷程，尋找更廣闊的系外行星，推進了人類所能認知的疆域。蔡教授總結道：“我們人類在宇宙中雖渺小如塵埃，但是我們演化出的高度文明，卻能夠去了解我們浩瀚宇宙的奧秘，在我看來，這是宇宙中最不可理解的一件事情。”
應對氣候變化
如果宇宙的奧秘令你感到距離遙遠，那麼我們生活的環境，則實實在在的與我們每個人緊密相關。今年的諾貝爾化學獎授予了約翰·古迪納夫（John B. Goodenough）、M·斯坦利·威廷漢（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino），以表彰其在鋰離子電池發展上所做的貢獻。
2019 年諾貝爾化學獎。圖源：nobelprize.org
來自上海科技大學的林柏霖教授分享了他對此次諾獎的理解：鋰離子電池在我們生活中已經有非常多的應用，特別是在移動的終端，包括手機、筆記本電腦以及電動汽車，而今年鋰離子電池能夠獲得諾獎，除了移動終端的應用之外，更是因為鋰離子電池在新能源儲能方面的優勢，有助於淘汰化石能源。
近現代工業革命之後，人類開始大量排放二氧化碳，二氧化碳濃度的急劇上升，冰川融化，海平面上升以及各種極端氣候現象隨之而來，全球變暖的嚴重後果正在逐步加劇。所以，逐漸減少、淘汰化石能源，尋找合適的新能源是一個自然的選擇，而想要解決新能源領域的間歇性瓶頸問題，我們必須找到高效的方法來實現大規模儲能。
林柏霖認為，鋰離子電池在新能源儲能方面的潛力，有望在應對氣候變化方面帶來貢獻，鋰離子電池今年獲得諾貝爾化學獎，體現的正是在巴黎氣候協定的時代大背景下，國際社會和科學界對於氣候變化的主流共識與人文關懷。
機體感知與適應氧的變化
其實，除了深邃的宇宙、變化的氣候，科學與日常生活最緊密的聯繫就要數醫學了。今年的諾貝爾生理學或醫學獎授予了來自美英的三位科學家威廉·凱林（William G. Kaelin Jr），彼得·拉特克利夫（Peter J. Ratcliffe） 以及格雷格·塞門扎（Gregg L. Semenza），獲獎理由是“發現了細胞如何感知和適應氧氣的可用性”。
2019 年諾貝爾生理或醫學獎。圖源：nobelprize.org
本次活動現場，來自上海交通大學醫學院的王婷教授分享了她對於今年諾貝爾生理學或醫學獎的解讀。
王婷教授不僅是一名血液科醫生，還曾是今年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者塞門扎教授的博士后。她從專業的角度，帶來了“機體如何感知與適應氧的變化”的科普報告。
1995 年，塞門扎發現了機體感知氧的一個重要因子——HIF，也就是缺氧誘導因子。當氧氣水平很高時，細胞中幾乎不含 HIF-1α；當氧氣水平低時，HIF-1α的量會增加，它可以結合併調節 EPO 基因以及其他具有 HIF 結合 DNA 片段的基因。但是，氧含量是如何調節 HIF-1α的呢？凱林和拉特克利夫將目光瞄準了一個重要的結合蛋白。他們發現，在正常的氧氣水平下，羥基會被加到 HIF-1α的兩個特定位置，低氧狀態下 HIF-1α的羥基化就受到抑制，也就是說，HIF-1α的基因激活功能受氧依賴性羥基化作用所調節。今年的三位諾獎得主闡明了氧氣感應機制，揭示了其工作原理。
在實際生活中，很多心血管病人受到缺血缺氧的困擾，嚴重的甚至威脅生命，了解了機體如何感知和適應氧的變化，我們可以設計相應的藥物來減少細胞的氧消耗；結合基因技術，一些先天心血管發育不良的患者有望得到治療；尤其對於腫瘤患者來說，我們了解了腫瘤細胞的供養供血機制，也有助於設計藥物和治療手段，從而抑制腫瘤細胞增長。
王婷教授指出，醫學研究的目的就是更深入的了解生理過程和病理過程，最終達到能夠治療疾病的目的。
普通人對於科學的熱愛，既來源於對自然的好奇，也包含對我們人類本身的一種關愛。1998 年諾貝爾生理學或醫學獎得主路易斯·伊格納羅曾表示，“摘取諾貝爾獎的任何科學發現都不應束之高閣，而應普惠大眾。”如此看來，貌似“高冷”的諾貝爾獎離我們並不遙遠，它們正惠及着人們的生活。
科學從來不是位於金字塔頂尖自我陶醉的工具，諾獎成果之所以偉大，不僅在於這些工作能夠沉澱於歷史，更重要的是可以幫助人類改變未來。
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