诺贝尔物理、化学、生理或医学奖揭晓!他们的研究如何改变世界?

原标题:诺贝尔物理、化学、生理或医学奖揭晓!他们的研究如何改变世界?

看点:本周,第118个诺贝尔奖“开奖周”即将开启。10月7日起,6大重磅奖项将轮番揭晓。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,麦耶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。

今年的诺贝尔奖还有哪些精彩看点?一起来看看吧!

没有他们仨,你的手机就是个点燃的炸药包

据诺贝尔奖官网消息,北京时间9日晚,瑞典皇家科学院将2019年诺贝尔化学奖授予John B.Goodenough(约翰·B·古迪纳夫)、M.Stanley Whittingham(M·斯坦利·威廷汉)和Akira Yoshino(吉野彰),以表彰他们在锂离子电池开发方面所做的贡献——该技术成功引领了一场储能革命。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。

诺贝尔化学奖委员会表示,三位科学家对这种轻便、可充电电池的开发做出了重要贡献,这些电池如今驱动着移动电话等便携式电子设备,让“零化石燃料的社会”成为了可能。

现年97岁的Goodenough是美国得克萨斯大学奥斯汀分校的固体物理学家,也是迄今最高龄的诺贝尔奖得主。三位科学家将平分900万瑞典克朗(约合人民币650万元)的奖金。

来自纽约州立大学宾汉姆顿分校的Whittingham在上世纪70年代曾就职于埃克森石油公司,他率先提出了可充电锂电池的概念,并研发了一款原型电池,使用金属锂作为负极,二硫化钛作为正极。这种电池的能量密度很高,锂离子向正极的传输过程也是可逆的,使得电池能够重复充电。然而,高昂的制造成本和安全隐患让这一技术的商业化困难重重。

70年代末到80年代初,Goodenough研发的可充电电池使用了能储存锂离子的层状氧化物作为正极,大大增强了能量密度。如今,这种锂钴氧化物依然是锂离子电池正极的首选材料。

到80年代,吉野彰再次对材料进行了改进,显著提高了安全性,让电池得以投入商业化生产。他的设计开创了使用可嵌入锂离子的富碳材料作为负极的先河。吉野彰在电话采访中说:“我从1981年开始研究,在1985年发明了这种锂离子电池。”

诺贝尔物理学奖揭晓!三得主让人类重新认识宇宙

日前,瑞典皇家科学院公布将2019年诺贝尔物理学奖授予来自日内瓦大学的瑞士科学家Michel Mayor和Didier Queloz以及普林斯顿大学的加拿大裔美国宇宙学家James Peebles,他们将共同获得约91万美元的奖金。诺贝尔委员会表示:“他们改变了人们对宇宙结构和历史的新认识,并首次发现了围绕其他类太阳恒星运行的系外行星。这些发现将永远改变我们对世界的认识。”

皮布尔斯:为50年来的宇宙学奠基

1935年,詹姆斯·皮布尔斯本次获奖,主要是因为他为过去五十年来、从推测到科学的宇宙学转变奠定了基础。

据“诺贝尔”官网介绍,詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)对物理宇宙学的见识,丰富了整个研究领域,他的理论框架自1960年代中期以来发展起来,是当代宇宙思想的基础。

詹姆斯·皮布尔斯使用他的理论工具和计算方法,能从宇宙初期解释这些痕迹,并发现新的物理过程。他的研究结果,向我们展示了宇宙中只有百分之五的内容是已知的,这些已知的物质,由恒星、行星、树木和人类构成。其余百分之九十五,是未知的暗物质和暗能量,它们目前仍是现代物理学的一个谜。

对于詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)的成就,英国《卫报》报道总结称,简单来说,暗能量是驱动宇宙运动的一种能量,暗物质是可能存在于宇宙中的一种不可见的物质,两者都不会吸收、反射或者辐射光,所以人类无法直接使用现有的技术进行观测。

麦耶和奎洛兹:打开了银河系的潘多拉盒子

另外两位获奖者,主要因为发现太阳系之外的行星而获奖。

“诺贝尔”官网表示,1995年10月,米歇尔·马约尔(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz)宣布了在太阳系外行星的首次发现,这是一颗系外行星,它绕着我们银河系中的一颗太阳型恒星运转。

在法国南部的上普罗旺斯天文台,他们使用定制的仪器,能够看到51佩加西b行星,这是一种气态球,可与太阳系最大的天然气巨头木星相提并论。

这一发现引发了天文学的一场革命,此后在银河系中发现了4000多颗系外行星......

可以说,他们挑战了人类关于行星系统的先入为主的观念,并迫使科学家们修改行星起源背后物理过程的理论。

总之,通过三位获奖者的研究,人类对宇宙的看法又被刷新。对于三位获奖者,“诺贝尔”如是总结道:“今年的获奖者改变了我们对宇宙的看法。詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)的理论发现,有助于我们理解大爆炸后宇宙的演化,而米歇尔·马约尔(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz)探索了未知行星的宇宙街区。他们的发现,永远改变了我们对世界的观念。”

诺贝尔生理或医学奖揭晓,将助力抗击癌症等疾病

北京时间10月7日下午,2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。奖项授予了美国医学家威廉·凯林(William G. Kaelin Jr.)、英国医学家彼得·拉特克利夫(Sir. Peter J. Ratcliffe)和美国医学家格雷格·塞门扎(Gregg L. Semenza),以表彰他们“发现了细胞如何感知和适应氧气变化机制”。他们将平分900万瑞典克朗(约合人民币650万元)的奖金。

诺贝尔奖官网介绍称,氧气的重要性已毋庸赘言,但细胞如何适应氧气水平的变化则一直不为人所知。今年诺贝尔生理学或医学奖获奖者的研究则开创性地揭示了生命中最重要的适应过程机制之一,帮助人们理解氧气含量如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。这一发现也为抗击贫血、癌症和其他疾病的新策略铺平了道路。

英国《卫报》称,今年的诺贝尔生理学或医学奖是真正的生理学奖,其核心在于身体对低氧环境的反应。当人体处于缺氧状态时,促红细胞生成素(Erythropoietin,EPO)就会增加,刺激骨髓生成新的红细胞,而红细胞则会带来氧气。但是,氧气含量减少是如何触发这种反应的?这就是今年的诺奖得主们想要回答的问题。

颁奖委员会成员、剑桥大学教授兰德尔·约翰逊表示,“许多科学家经常用‘教科书式发现’这个词,但今天这个真的是教科书式发现”,三位获奖人“发现了一种调节氧气含量下降时细胞如何适应的分子开关”。

据介绍,这个“开关”就是一种被称为缺氧诱导因子(Hypoxia-inducible factors,HIF)的蛋白质。他们发现,在正常的氧气条件下HIF会迅速分解,但当氧气含量下降时,HIF的含量会增加。更为重要的是,HIF还可以控制EPO的表达水平,如果将其DNA片段插入某基因旁,则该基因会被低氧条件诱导表达。

这一研究为何重要?据介绍,人体对氧气含量变化的反应涉及从运动到胚胎发育的所有过程。它还与多种疾病有关,如慢性肾功能衰竭患者由于EPO减少多患有严重的贫血症。

据《卫报》报道,许多生理学方面的专家对这一奖项表示欢迎,认为这是对生理学基础研究的认可。英国生理学会主席布里吉特·兰姆称,“今年的诺贝尔奖将生理学放在了首要的、核心的位置,这是对生理学家重要研究的认可。诸如此类的尖端生理学研究正在增进我们对身体运作机制的了解,而这将帮助我们保持健康”。

西英格兰大学癌症生物学博士埃里克斯·格林豪评价称,今年诺奖对于“了解细胞如何感知和响应氧气含量的变化至关重要”,同时这“对于血液供应受损的相关疾病具有重大意义,包括实体瘤如乳腺癌、结肠直肠癌和胰腺癌等”。

事实上,凯林、拉特克利夫和塞门扎三人获得今年的诺贝尔生理学或医学奖并不令人意外。据《卫报》报道,早在2016年,这三人就因揭示了“人与动物对氧气含量的细胞感知机制”而获得了素有“美国诺贝尔奖”之称的拉斯克基础医学研究奖(Albert Lasker Basic Medical Research Award)。

威廉·凯林1957年11月23日出生于美国纽约,目前是哈佛医学院教授。凯林1979年获杜克大学化学学士学位,1982年获该校医学博士学位。他曾在约翰·霍普金斯大学和丹纳-法贝尔癌症研究所接受了内科学和肿瘤学的专业培训,并在丹纳-法贝尔癌症研究所建立了自己的实验室。2002年,凯林成为哈佛医学院正式教授。此外,他自1998年起就一直担任霍华德·休斯医学院的研究人员。

彼得·拉特克利夫1954年5月14日生于英国兰开夏郡,目前是牛津大学教授。他在剑桥大学冈维尔与凯斯学院学习医学,并在牛津大学接受了肾脏病学专业培训。拉特克利夫还是英国伦敦弗朗西斯·克里克研究所的临床研究主任、牛津大学目标发现研究所所长、路德维希癌症研究所成员。

格雷格·塞门扎1956年7月1日出生于美国纽约,目前是约翰·霍普金斯大学教授。塞门扎1978年在哈佛大学获生物学学士学位,1984年在宾夕法尼亚大学医学院获医学博士学位,并在杜克大学接受培训成为一名儿科专家。塞门扎在约翰·霍普金斯大学进行了博士后培训,并在那里建立了一个独立的研究小组。他于1999年成为约翰·霍普金斯大学的正式教授,2003年起担任该校细胞工程研究所血管研究项目的主任。

部分内容来源于:新京报、每日经济新闻、Nature自然科研、CSDN、果壳。返回大发2分彩—大发二分彩官网,查看更多

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