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诺贝尔奖颁奖在即:科研人员众多,荣誉只能分给三个人,第四个人

2019-11-08 18:45:59 |来源:​匿名

今天,人类正在进入一个以信息技术为特征的科技新时代。在这个时代,科学研究和技术发明具有不同于过去的显著特征——大规模。

它的特点是人员众多(成千上万的研究人员可以参与一个项目)、数据大、设备大、跨度大(研究项目历史悠久)、费用大(花费巨大)、学科(跨学科)大、成果大(研究成果可以造福人类很长时间,或者开辟一个人类未知的新世界,开启文明的新篇章)。

再一次,当宣布年度诺贝尔奖时,荣誉的分配是困扰诺贝尔奖评审团100年的历史问题。

巨大的规模和前沿的新能源水平

科学技术新时代的科学研究特点首先体现在科研人员的数量上。

如今,一个科研项目常常涉及数百名研究人员,这已经不是什么新鲜事了。2011年发表在《物理进展通讯》杂志上的高能物理评论由175人撰写,并由欧洲粒子物理中心共同签署。2001年,《自然》杂志上发表了一篇关于人类基因组序列的论文,作者超过250人。2010年4月发表在《物理快报》上的一篇文章有3000多名作者。2010年《自然》杂志上发表了一篇关于多人在线游戏的论文,共有57,000名作者...

欧洲大型强子对撞机在大型设备和高额费用方面是一个典型的例子。

世界上最大和最强大的粒子加速器位于瑞士和法国的边界。它安装在100米深、27公里长的圆形隧道中,总投资100亿美元。此前,美国于1989年开始建造大型强子对撞机,其资金从30亿美元增加到80亿美元。正是由于巨额资金和公众的反对,它不得不在1992年终止。

大量科学家参与并投资于大型设备,这往往会带来伟大的科学研究史。新科技时代科学研究的伟大历史是指一些经典的研究项目已经经历了很长一段时间,几代科学家已经把他们的研究传承下去。

引力波研究就是代表之一。早在1905年,法国科学家庞加莱就首次提出引力波的概念。从那时起,接力棒就交给了爱因斯坦。从1907年到1916年,爱因斯坦提出并从理论上建立了广义相对论。

1974年,美国科学家霍尔斯和泰勒发现脉冲双星的轨道正在减小。他们认为这可以用引力波造成能量损失的机制来解释。这被认为是引力波的间接观测,他们获得了1993年诺贝尔物理学奖。以下是自2015年以来确认的四个引力波和一个疑似引力波。

2015年9月14日,德国汉诺威马克斯·普朗克重力物理研究所的ligo(激光干涉引力波天文台)团队首次发现并探测到黑洞合并产生的非常短的引力波信号。Ligo团队在2015年12月26日再次直接探测到引力波。今年1月4日,ligo团队报道了第三次引力波事件。如果这三个引力波都是由ligo团队单独探测到的,那么2017年8月14日引力波的第四次发现是由不同的研究团队同时发现的。

将2017年诺贝尔生理医学奖授予生物钟也是一项长期科学研究的表现。1971年,加州理工学院的西蒙·本泽(Simon Benzer)和他的学生科罗普·卡(Korop Ka)以果蝇为模型,最早发现了周期基因(per gene)。1984年,杰弗里·霍尔和迈克尔·罗斯巴殊与迈克尔·扬密切合作,从果蝇中克隆(分离和提取)每个基因。然后在1994年,迈克尔·扬发现了第二种节奏基因,叫做蒂姆基因。

此后,人们发现对生物钟的研究仍在继续。

1997年,在美国西北大学工作的日本科学家高桥以小鼠为实验对象,发现了哺乳动物的生物钟基因和cki∑蛋白(激酶)。直到那时,整个研究才充分解释了人类和动物的生物钟。

跨学科的“除了做正确的事什么都不做”被证明是正确的事情。

2017年诺贝尔化学奖最能体现重大科学技术的跨学科整合,这不仅是现代新科技研究的要求和趋势,也是取得成果的必由之路。

2017年化学奖授予了三名研究人员,他们“开发了一种能够确定溶液中生物分子高分辨率结构的冷冻电子显微镜”。电子显微镜是物理学的一个研究领域。在分子和原子水平上研究物质的组成、性质、结构和变化规律属于化学范畴,而生物分子属于生物学或医学范畴。因此,今年的化学奖涉及的学科比以往任何时候都多。

难怪该奖项颁发后,科学界称该化学奖“无所作为”。事实上,这已经不是什么新闻了。自1901年获得一等奖以来,诺贝尔化学奖已多次授予生物学、生物化学、生理学或医学、生物物理学、物理学等领域的科学家。

然而,这种“无为而治”是现代新科学时代研发的有效途径和捷径。

科学研究的必要和重要条件之一是需要合适和有效的工具,如显微镜和望远镜,它们自然地将物理和生物学联系起来。然而,普通显微镜不足以观察细菌、病毒、支原体等的内部结构。,更不用说更小原子水平的分子结构,例如蛋白质的分子结构。

当然,电子显微镜的发明可以观察更小的分子,但同时它也面临着一个大问题:因为它能发射强电子束流,破坏脆弱的生物材料,很难观察到活体或活体生物材料和生物分子的原始雕像。

结果,研究人员尝试了各种方法来改善。1990年,理查德·亨德森(Richard Henderson)用电子显微镜以原子分辨率观察了第一种膜蛋白——细菌视紫红质的三维结构图像。约阿希姆·弗兰克(Joachim Frank)开发了一种图像处理方法,可以分析电子显微镜获得的模糊二维图像,生成精细的三维图像,从而澄清细胞中核糖体的结构。

至关重要的是,雅克·杜博发明了在拍摄生物分子之前冷冻生物分子的方法,这种方法不仅可以破坏生物分子,还可以保持其原始外观。这为冷冻电镜样品制备和观察的基本技术手段奠定了基础。

这一成就也标志着冷冻电子显微镜技术的诞生,使人们能够在冷冻电子显微镜下观察原始的生物分子。因此,这项技术是物理的、生物的和化学的。

由于这项技术,对生物分子的观察可以达到原子水平。如今,使用冷冻电子显微镜分析生物分子的三维结构是研究者的普遍做法。这些技术无疑会给生命科学、医学、化学和药物研究带来飞跃。

这是一个典型的例子,结合生物学、物理学和化学来获得重要的认知结果。今天,当人们说诺贝尔化学奖“无所事事”时,他们不明白,在许多情况下,这可能是真正理解事物真实本质和规律的正确方法。

艰难的选择谁有资格获奖?

新科技时代的主要科技特征也决定了科研人员选题的难度和鉴定成果的难度和混乱,尤其是诺贝尔奖的评选和授予。

比较2017年和2013年的诺贝尔物理学奖是显而易见的。2017年诺贝尔物理学奖是基于发表在《物理快报》上的一篇文章,有1011人签名。根据国际惯例,论文的主要贡献是第一作者和通讯员,但第一作者没有获得诺贝尔奖。原因是在这个庞大的合作项目中,主要研究人员的贡献是显而易见的。

从结果来看,获得诺贝尔引力波研究奖的第一人是韦斯,第二人是罗纳德·德拉弗(Ronald Draver),第三人是索恩。然而,当德拉弗于今年3月7日在苏格兰的一家养老院去世时(86岁),另一个替代者巴里什出生了。

显然,圈内的共识帮助诺贝尔委员会做出了更公平的选择。然而,对于其他重大项目,诺贝尔委员会可能既没有能力、精力也没有时间来选择和筛选它们。

例如,2013年诺贝尔物理学奖是因为希格斯玻色子的发现而颁发的,但是证明希格斯玻色子的科学家没有获奖。该奖项只授予比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯,他们从理论上预言了希格斯玻色子的存在。因为大约80个国家的7000名科学家和工程师参与了欧洲大型强子对撞机(lhc)项目来验证希格斯玻色子,所以很难确定这些实验科学家中哪三个贡献更大。

同样,更宏伟、更贴近人类生活的科学研究项目“人类基因组计划”(Human Genome Project),迄今尚未获得诺贝尔奖。原因是,对人类基因组全部30亿个碱基对进行测序的研究已经进行了13年,汇集了来自许多国家、学科和年龄组的2000多名研究人员。诺贝尔委员会绞尽脑汁,发现很难确定哪三个人能获奖,所以根本不会。

在人类基因组计划之后,同样宏伟的研究项目——个体基因组和微生物基因组——还没有获奖。这些研究与地球上的人类和生物关系更密切,也是人类未来生活更健康、更长寿、更舒适的科学基础。

因此,大科技时代的科学研究不仅要参与大项目,还要选择适合自身条件的小项目。面对新科技时代的研究需要大量设备和资金的情况,发展中国家显然无法与发达国家相比。此外,即使在发达国家,也需要大量研究人员合作。

1993年诺贝尔生理医学奖获得者理查德·约翰·罗伯茨发表了一篇文章,专门讨论了获得诺贝尔奖的10个简单原则,其中两个原则特别适合中国科学家:一是为小而精,不为大而全而合作;二是从事生物医学研究,因为诺贝尔化学奖往往授予生物化学和生物医学,所以这类研究有1.5次机会获得诺贝尔奖,但化学只有0.5次机会,其他研究只有1次机会。

然而,获得诺贝尔奖并不是科学研究的唯一动机。因此,更客观的态度应该立足国情和实力,从参与大规模的国际研究开始,逐步发展到实施由国家科学家牵头的大规模科学项目。

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