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他们的研究如何改变世界?

2019-11-18

学生导报·中职周刊 2019年18期
关键词:诺贝尔物理学奖外行星锂电池

诺贝尔物理、化学、生理学或医学奖揭晓

今年,改变世界的锂离子电池摘得诺贝尔化学奖,三位科学家发明了轻便的可携带电池,让人们可以在车和手机中使用,开启了电子设备便携化进程。诺贝尔物理学奖的三位得主让人类重新认识宇宙,詹姆斯·皮布尔斯本次获奖,主要是因为他为50年来的宇宙学奠基,马约尔和奎洛兹获奖则是因为打开了银河系的潘多拉盒子。诺贝尔生理学或医学奖则表彰三位得主“发现了细胞如何感知和适应氧气变化机制”,这一研究成果将助力抗击癌症等疾病。

诺贝尔化学奖 没有他们仨,你的手机出不了门

美国科学家约翰·古迪纳夫、英裔美国科学家斯坦利·惠廷厄姆与日本科学家吉野彰共同获得2019年诺贝尔化学奖,以表彰他们在锂离子电池领域作出的突出贡献。

3位科学家研发的锂电池,开启了电子设备便携化进程。自从1991年首次进入市场以来,锂电池就彻底改变了我们的生活。它可以储存大量太阳能和风能等清洁能源,使无化石燃料社会成为可能。

约翰·古迪纳夫是美国固体物理学家,是二次电池产业的重要学者。他目前是美国得州大学奥斯汀分校机械工程和材料科学教授;斯坦利·惠廷厄姆现任纽约州立大学宾汉姆顿分校化学教授;吉野彰是日本化学家,现任旭化成公司研究员、名城大学教授。

今年97岁的古迪纳夫成为有史以来年龄最大的诺贝尔奖获得者。打破了2018年以96岁高龄获得诺贝尔物理学奖的阿瑟·阿什金的年龄纪录。

他最早在美国耶鲁大学就读的专业是文学和数学,而化学只是大一时的选修课,但古迪纳夫后来却在锂电池领域获得辉煌成绩,被形容为“为锂电池而生”的科学家。多年来,他几乎每天都前往实验室,研究与锂电池相关的课题,至今仍未退休。

追溯起来,上世纪70年代,世界石油危机成为学术界关切的问题。今年的获奖者之一惠廷厄姆,正是从那时起致力于开发无化石燃料的能源技术方法。他与古迪纳夫因在锂电池领域取得的开拓性研究成果,在2015年被汤森路透预测为诺贝尔化学奖的候选人。

而从1981年开始研究锂电池的吉野彰,在接受采访时表示:“我做研究的原始动力是我的好奇心,它驱使着我前进。”

诺贝尔物理学奖 三得主让人类重新认识宇宙

2019年诺贝尔物理学奖“花落”美国科学家詹姆斯·皮布尔斯,以及两位瑞士科学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹,以表彰他们在天体物理领域所作出的杰出贡献。

其中,詹姆斯·皮布尔斯因“在物理宇宙学领域的理论发现”获得900万克朗(约合人民币650万元)奖金的一半;而米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹则因“发现一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”分享了另一半奖金。

皮布尔斯对拥有数十亿个星系和星系团的宇宙进行了研究,他的宇宙论理论框架经过20多年的发展,已经成为我们理解从大爆炸到今天宇宙历史的基础。

他在接受电话采访时被问及,是否相信外星生命的存在?他回答说:“我认为,其他星球上也许存在被我们称为生命的东西。我希望人类与宇宙有更多互动。但尽管人类不断探索宇宙,目前仍更多地停留在理论层面,需要开展更多实践。”

马约尔和奎洛兹的发现则开启了天文学领域的一场革命。1995年10月,在法国南部的上普罗旺斯天文台,他们率先宣布,使用定制的仪器发现了一颗系外行星,这是一个与太阳系最大行星木星相当的气态星球。此后在银河系中发现了4000多颗系外行星。

他们的发现,迫使科学家们修改关于行星起源背后物理过程的理论。随着众多寻找系外行星项目的展开,我们最终可能会找到一个永恒问题的答案,那就是——太阳系外是否还有其他生命。

今年获奖者的发现,改变了我们对宇宙的看法。诺奖官方网站发文强调:“今年的诺贝尔物理学奖旨在奖励人们对宇宙结构和历史的新认识。”

诺贝尔生理学或医学奖 助力抗击癌症等疾病

2019年诺贝尔生理学或医学奖授予威廉·凯林、彼得·拉特克利夫和格雷格·塞门扎,以表彰3位科学家开创性的发现——他们解释了生命中最重要的氧气适应过程的机制,为我们了解氧气水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础,也为抗击贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平了道路。

动物需要氧气才能将食物转化为有用的能量。人类对氧气的重要性认识已经持续了很多个世纪,但长期以来人们一直不清楚的是,细胞如何适应氧气水平的变化。当动物细胞周围的氧气水平发生变化时,它们的基因表达就会发生根本性的变化。基因表达的这些变化会改变细胞代谢、组织重塑甚至改变机体反应,例如心率和通气量的增加等。

3位獲奖者发现了细胞如何感知并适应不断变化的氧气供应。他们发现了可以调节基因的活性以应对不同水平氧气的分子机制。3人曾因这一成就共同获得2010年盖尔德纳国际奖和2016年拉斯克基础医学研究奖。

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