2019年诺贝尔奖“彩蛋”及其他

李忠东

时至今日，诺贝尔奖一直被视为各领域最重要的荣誉之一。金秋十月，碩果累累，第118个诺奖“开奖周”从2019年10月8日开启，六大重磅奖项轮番揭晓。纵观百余年来的历届诺奖，揭晓前夕对“花落谁家” 的预测扑朔迷离，而揭晓后的 “人生赢家”皆技惊四座。

师生共享 其乐融融

10月8日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2019年诺贝尔物理学奖分别授予美国普林斯顿大学教授吉姆·皮布尔斯，以表彰他“关于物理宇宙学的理论发现”，以及瑞士日内瓦大学教授米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹（兼英国剑桥大学教授），以表彰他们“发现一颗环绕类日恒星运行的系外行星”。

有趣的是，这次获奖的麦耶和奎洛兹同为瑞士天文学家，而且还是一对师生，为寻找太阳系之外的行星做出了开创性工作。麦耶出生于1942年，2007年自日内瓦大学天文学系退休，但仍以荣誉退休教授的身份继续留校研究。奎洛兹现年53岁，曾因开发新的天文仪器和实验技术而获得BBVA基础科学知识前沿奖。1995年他在日内瓦大学攻读博士时，与他的导师麦耶共同发现了围绕主序星的首颗太阳系外行星——飞马座51b，挑战了当时正统的关于行星形成的见解。自他们二人的首次发现到今年荣膺诺贝尔物理学奖，已经过去了24年，真称得上是一场等待已久的荣誉。不过据统计，物理学家从提出某个重大理论或发现到获奖，平均需要23.5年，经济学家和化学家也分别为23.2年和20.8年。

无独有偶，2018年诺贝尔物理学奖的三位得主中，热拉尔·穆鲁和唐娜·斯特里克兰两位同样是师生关系。穆鲁1944年出生在法国的阿尔贝维尔，而出生于加拿大贵湖的斯特里克兰比穆鲁小15岁。他们二人是在美国罗彻斯特大学成为师生的，并于1985年共同发明了啁啾脉冲放大技术。该技术的神奇之处在于能够将短激光脉冲放大到极高的峰值功率，甚至达到万亿瓦级。这一发明彻底改变了激光科学领域的面貌，也为核物理学、粒子物理学、医学等学科的前沿研究提供了有力的工具。

还有1993年的诺贝尔物理学奖得主约瑟夫·泰勒和拉塞尔·赫尔斯也是师生。1974年，普林斯顿大学的天文学家泰勒和他24岁的研究生赫尔斯使用阿雷西博天文台的305米口径射电望远镜在天鹰座发现了首个脉冲双星系统。

说起脉冲星，就不能不提及一次极具争议的诺奖评选。1974年，诺贝尔物理学奖授予了脉冲星发现者、英国剑桥大学的安东尼·休伊什，而与其合作的研究生乔斯林·贝尔却与诺奖失之交臂。贝尔和休伊什1968年联名在《自然》杂志上公布了这一发现，1973年又共同得到了美国富兰克林管理研究院颁发的迈克尔逊奖章。遗憾的是，就在1974年诺贝尔奖第一次授予天文学家时，贝尔的导师休伊什以及同事马丁·赖尔都榜上有名，她却被拒在诺贝尔的殿堂之外。许多天文学家对此表示了愤怒，但也有人认为贝尔仅仅是做了收集数据的工作，休伊什对数据的解释才是关键。贝尔从来没有为自己的落选而喊冤追究，但绝大多数的报告显示，她所做的绝不仅是进行早期的观察。

这次授奖引起了国际天文学界的巨大争议，被看作是诺贝尔奖历史上最不公平的结果之一，诺贝尔奖委员会被质疑“性别歧视”。几十年过去了，人们一直在为贝尔鸣不平，将此届物理学奖称为“没有贝尔的诺贝尔奖”。或许诺贝尔奖委员会事后也意识到有失公平，于是特别邀请贝尔参加了1993年诺贝尔奖颁奖仪式。导师将其成绩据为己有，忽略学生的工作和贡献，将桂冠戴在自己头上，这种情况那时很普遍。按照学术惯例，诺贝尔奖主要颁发给导师，学生大多作为“背景墙”存在。如今，诺贝尔奖委员会开始逐渐重视学生在科研工作中的贡献，应该说是一种可喜的进步。

高龄获奖 刷新纪录

10月9日，2019年诺贝尔化学奖揭晓。美国得克萨斯大学奥斯汀分校机械工程和材料科学教授约翰·B.古迪纳夫、美国纽约州立大学宾厄姆顿大学特聘教授M·斯坦利·威廷汉和名古屋名城大学教授吉野彰因在锂离子电池发展上的贡献而获奖。

现年97岁的古迪纳夫刷新了诺奖得主的高龄纪录。古迪纳夫1922年生于德国耶拿，是美国固体物理学家、二次电池产业的重要学者。他57岁时建造了锂离子电池的神经系统，钴酸锂正极材料是他的智慧结晶，几乎存在于当前每一款流通的便携式电子设备中。当时的锂电池正极采用的是二硫化碳的材料，锂离子夹杂其中，经常发生自燃甚至爆炸。怎么解决这个问题呢？古迪纳夫在牛津大学实验室提出，能不能不用硫化物，而改用氧化物钴酸锂做正极材料？这个结构好比是“牛排汉堡”，钴酸锂上下两层，就像是两片面包，中间可以自由滑动，移动的锂离子就像是牛排。这就有效地解决了之前锂电池的稳定性问题，同时能够产生4伏特的电压。

1986年，75岁的古迪纳夫又研发了新材料磷酸铁锂。因为钴酸锂的锂电池其实有一些缺陷，之前把钴酸锂比作夹着牛排的汉堡，如果吃汉堡的时候中间的牛排滑落，就好比锂离子移位后，上下两层的钴氧化物结构崩塌了，两片面包贴在一块儿，那么锂离子就不能再通过其中。所以这样的电池稳定性差。同时钴作为金属原料，成本很高，难以大批量投入民用。而磷酸铁锂的结构则不同，它像是空间的管道，锂离子能够从这些管道的空隙当中自由穿梭，结构非常稳定；而且铁和磷原料的矿产非常丰富，为锂电池的商业化运营打破了技术障碍。

古迪纳夫被人们誉为“ 锂电池之父”，自2009年起便成为历年诺奖预测的热门人选。凭着不怕困难、不辞辛劳、勇于创新的科学精神，他最终在10年后实至名归。古迪纳夫有句名言：“我们有些人就像是乌龟，走得慢，一路挣扎，到了而立之年还找不到出路，但乌龟知道，它必须走下去。”巧合的是，他的英文名字叫Goodenough，中文直译为“足够好”，似乎昭示着好运，终能笑到最后。

說起诺奖历史上的高龄得主，就不能不提到2018年获得诺贝尔物理学奖的96岁“激光辐射压力之父”阿瑟·阿什金。阿什金在1987年前后发明了一种神奇的“光学镊子”，即可以利用所谓的“激光手指”在不伤害生物体活性的前提下抓取其中的微小粒子，包括细菌、病毒和DNA等生物材料。这一技术现已被广泛应用于包括医学在内的生命科学领域。而更早之前在诺贝尔自然科学奖创造最年长纪录的获奖者是美国实验物理学家雷蒙德·戴维斯教授，他于1968年首先观测到太阳中微子及其失踪之谜，而在88岁高龄之际荣获了2002年诺贝尔物理学奖。

耄耋之年登上研究生涯的巅峰，古迪纳夫、阿什金和戴维斯用自己的经历告诉我们：板凳虽冷，探索无涯，科学创造是超越年龄的。在漫长的探索的道路上，始终满怀激情，脚踏实地，坚持不懈，并且保持健康长寿，就有可能为科学做出重大贡献，诺奖的到来指日可待。

夫唱妇随 双双获奖

10月14日，瑞典皇家科学院宣布将2019年诺贝尔经济学奖授予阿比吉特·巴纳吉、埃丝特·迪弗洛和迈克尔·克雷默，以表彰他们“在减轻全球贫困方面的实验性做法”。在短短的20年中，他们进行的研究大大提高了应对全球贫困的能力。基于实验的新方法改变了发展经济学，使之业已成为一个蓬勃发展的研究领域。其中有意思的是巴纳吉和迪弗洛两人是夫妻，并且同在麻省理工学院任职。此次两人同获诺奖，被称为“最强学术夫妻档”。迪弗洛也成为第二位获得诺贝尔经济学奖的女性经济学家。

迪弗洛1972年出生于法国，早年曾就读于著名的巴黎高等师范学校，1999年获得麻省理工学院经济学博士学位。她毕业后留在该校任教至今，同时兼任阿卜杜尔·拉提夫·雅米尔贫困行为实验室主任。在多年的研究和教学中，迪弗洛应用新的方法，影响了发展经济学的进程。她同时热衷于实务，尤其是反贫困工作，为多个发展中国家政府提供了相关的政策建议。2010年迪弗洛曾获得美国经济协会颁发的克拉克奖，该奖项有“小诺贝尔奖”之称。和传统的发展经济学相比，迪弗洛的研究切入点很小，所得出的结论也没有传统理论那样宏大而令人兴奋，但是从实用和操作层面上看，这类研究显然更胜一筹。

在百年诺奖的夫妻组合得主中，格蒂·特蕾莎·科里是首位获得诺贝尔生理学或医学奖的女性，她与丈夫卡尔·斐迪南·科里同获1947年诺贝尔生理学或医学奖，他们的贡献是“发现糖原催化转化过程”。格蒂出生于当时属于奥匈帝国的布拉格，1920年获得布拉格德国大学医学院医学博士学位后与同学卡尔结婚，两人在1922年前往美国纽约布法罗市进行代谢机制方面的研究。但作为一名女性，格蒂被聘用时的待遇比丈夫差得多。格蒂和卡尔对人体如何利用能量很感兴趣，他们在1929年描述了“科里循环”——这是新陈代谢的重要组成部分，即人们在运用肌肉时会形成乳酸，然后乳酸会在肝脏中转化为糖原；反过来，糖原又被转化为葡萄糖，然后被肌肉细胞吸收。此后，科里夫妇继续研究糖原如何分解成葡萄糖，并在1938—1939年间找到了引发分解的酶，利用这一过程在试管中生成了糖原。

2014年诺贝尔奖生理学或医学奖颁发给英国科学家约翰·奥基夫和挪威夫妇爱德华·莫泽、梅—布里特·莫泽，以表彰三人发现了大脑中负责定位导航的细胞这一重大成果。爱德华是挪威科技大学卡里神经学研究院院长，妻子梅—布里特是同校神经计算中心主任，二人是科研道路上的良好伙伴，获奖前从事了数十年的脑机理前沿研究。学霸夫妻共同摘得诺奖，一时传为佳话。

最家喻户晓的诺奖夫妻搭档则是1903年获诺贝尔物理学奖的玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇，居里夫人也因此成为历史上第一个获得诺贝尔奖的女性。玛丽和丈夫皮埃尔经常在一起进行放射性物质（以沥青铀矿石为主）的研究，因为沥青铀矿石的总放射性比其所含有的铀的放射性还要强，1898年，居里夫妇对这种现象提出了一个逻辑推断：沥青铀矿石中必定含有某种未知的放射成分，其放射性远远大于铀的放射性。此后几年他们不断地提炼沥青铀矿石中的放射成分，经过不懈努力，终于成功地分离出了氯化镭，并发现了两种新的化学元素——钋和镭。8年后，玛丽又因为成功分离了镭元素而获得1911年诺贝尔化学奖。为了有效地推动放射化学的发展，她获奖后并没有为提炼纯净镭的方法申请专利，而是将之公布于众。

子承父业 青胜于蓝

布拉格父子开创了父子同获诺贝尔奖的先例，布拉格这个名字几乎成了“现代结晶学”的同义词。

1915年，诺贝尔物理学奖授予伦敦大学的亨利·布拉格和他的儿子劳伦斯·布拉格，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。在研究X射线的过程中，父子二人相互取长补短，共同切磋。他们使用亨利研制的X射线分光计对晶体结构潜心钻研，推出了著名的布拉格方程“2dsinθ=nλ”；1913—1914年父子俩还创立了一个具有重大意义的科学分支——X射线晶体结构分析。如果说他们之前的诺奖得主马克斯·冯·劳厄和他的同事们发现了X射线在晶体中的衍射，从而证明了X射线的波动特性，那么利用X射线系统地探测晶体结构，则应归功于布拉格父子。

儿子劳伦斯获奖时才25岁，至今还保持着诺贝尔奖获得者中获奖年龄最小的纪录。他后来的主要兴趣是应用X射线分析蛋白质分子的结构，这项研究也获得了巨大成功，第一次确定了生命物质极其复杂的分子结构。

1922年诺贝尔物理学奖得主是丹麦物理学家、从事原子结构以及原子辐射研究的尼尔斯·玻尔。他通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱，以互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，对20世纪物理学的发展有深远的影响。而53年之后，1975年的诺贝尔物理学奖桂冠被玻尔的第四个儿子阿格·玻尔摘得，其贡献是发现原子核中集体运动和粒子运动之间的联系以及在这种联系的基础上发展的核结构理论。机缘巧合的是，小玻尔恰好出生于1922年，也就是父亲荣获诺奖的那年。在他的童年时代，父母亲住在哥本哈根的理论物理研究所，那些被吸引到该研究所的志同道合的科学家们便成了玻尔家孩子们的“叔叔”。小玻尔41岁时接替父亲成为哥本哈根大学理论物理研究所所长。