敢于在模糊地带探险者终有收获

姜雪峰

2019年的诺贝尔化学奖花落锂离子电池领域。三位获奖人分别是：来自英国又落户纽约的化学家斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham），德州实验室里永不退休的固体物理学家约翰·古迪纳夫（John Goodenough），以及兼任大学教授和企业研究员的日本技术专家吉野彰（Akira Yoshino）。

惠廷厄姆在开发可能替代化石燃料的新能源技术时，发现了一种能量储备非常丰富的材料——二硫化钛，创建了电池新的阴极；随后，古迪纳夫预测，如果使用金属氧化物而不是金属硫化物制成阴极会具有更大的潜力，他在1980年证明了这个预测，嵌入了锂离子的氧化钴可以带来更强大的电池。吉野彰在古迪纳夫研制出的阴极基础上，于1985年创建了首个商业上可行的锂离子电池，他在阳极中使用了石油焦炭。锂离子电池的优点在于，它们的工作原理不是不可逆的分解电极的化学反应，而是基于锂离子在阳极和阴极之间的往复流动。

从这三位科学家的研究成果可以看出，他们对锂离子电池的研究不仅仅在化学，还有物理学、材料学等多个领域的交叉探索。因此，学科交叉绝不是新名词，也不是为了交叉而交叉，是人类发展面临的科学问题不断复杂化的必然趋势。所以，当今的科学既需要精深的“特专”，也需要跨界的“触角”。2018年的诺贝尔化学奖颁给了化学与生命的交叉领域“酶的进化”，而今年颁给化学与物理的交叉领域“电能储备的锂离子电池”，学科的界限在进一步模糊，科学的发展在“分而统，统而分”的循环中不断前进。

另一方面，今年获奖的三位科学家，他们不但有科学上的重大贡献，建立起了锂离子电池的模型，他们更推动了产业的应用，锂离子电池是具有重要应用前景的科学领域。 20 世纪微电子技术飞速发展，小型化电子设备日益增多，锂电池应用也愈加广泛，手机、计算机、电动汽车都能见到它的身影。除此之外，它也广泛应用于风力、水力、太阳能和火力电站等储能电源系统，邮电通讯的不间断电源，甚至用于航空航天。可以说，锂电池的应用价值小到千家万户，大到国家战略和能源储备。而今年的诺贝尔化学奖正是奖励了这个关系到人类生活与命运的应用性科学问题，授予那些“为人类做出重大贡献”的人。

除了诺贝尔化学奖外，本期《世界科学》专稿还对诺贝尔物理学奖和生理学或医学奖进行了详细介绍，读者可以从中了解获奖者在宇宙理论、系外行星的发现以及理解细胞感知、适应氧气变化机制方面的重要贡献。

诺奖，令人鼓舞而振奋，但欢呼的凯歌之后需要我们更加深刻思考科学的本真，思考荣耀背后数以万日计的艰辛努力，思考不被认可、甚至被否定时无比的笃定和坚持，思考不以获得诺奖为目标的解决问题的科学纯粹……而当这一切看似万般艰难险阻，被真正的科学家无限“享受”时，一切的荣耀也变得如此自然而简单。

我们的祖国和民族用短短四十年的改革开放之路，追回了西方工业革命两三百年的发展历程，科技的腾龙飞跃之势有目共睹。也正是此时，更需要我们沉着审慎、静思科学：量与质的辩证，热与冷的反转，追与超的特质，近与远的取舍……诺奖是美丽的，但不为诺奖的直面艰辛、执着追求、不忘初心、一生求真的科学精神更加美丽！