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2018诺贝尔化学奖的道可道与非常道

2018-10-08 10:29来源:北京青年报

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  张田勘

  北京时间10月3日下午5时45分,2018年度诺贝尔化学奖揭晓。今年该奖项的获得者是美国的弗朗西丝·阿诺德(Frances H. Arnoid)、美国的乔治·史密斯(George P. Smith)和英国的格雷戈里·温特(Sir Gregory P. Winter)。

  女性获此奖项非常少见,这次的阿诺德就给人们带来了惊喜,她也是诺贝尔化学奖历史上的第五位女性得主,这是诺贝尔奖历史上的一种突破。但2018年的诺贝尔化学奖更大的意义在于,充分体现了化学学科或其他学科的“道”与“非常道”。

  化学学科的主要内容当然是在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律。但是,对于化学的研究又并非只是局限于化学之道,而是可以用其他方式和技术来研究,如借助生物学和物理学的方法与内容,这种“非常道”的研究内容和方式决定了在一些时候,化学的成果需要以另外的方式来表达和体现,今年的诺贝尔化学奖就是如此。

  诺贝尔奖委员会认为,今年的化学奖得主受到进化力量的启发,并且利用了相同的原理——基因改变和选择能获得破解人类化学问题的蛋白质。阿诺德在1993年进行了第一次酶的定向进化,此后,她改进了现在用于开发新型催化剂的常规方法。因此,阿诺德被誉为“定向进化”方法的先驱。史密斯和温特爵士则是在“多肽和抗体噬菌体展示技术”方面做出了杰出贡献。

  把生物的定向进化方式用于解决化学之道只是“非常道”之一,更大的“非常道”是阿诺德本人甚至既不沾边生物,又与化学扯不上关系。她以前大学本科专业是机械与航空航天工程专业,只是在上硕士研究生的时候才转向蛋白质工程研究。在生物与化学交叉学科领域,阿诺德还另辟蹊径,不走别人的常路——利用遗传密码进行蛋白质工程改造,而是利用定向进化的方法研究蛋白质,从而获得按“常道”难以获得的成果。

  诺贝尔化学奖的“非常道”更是体现在中国人对其改名为“理综”,这不是玩笑而是事实,因为不止是生物和物理插手化学,就连没有诺贝尔奖名分的数学也要从化学那里分得一杯羹。

  美国物理学家瓦尔特·科恩(Walter Kohn)和美国西北大学的数学家约翰·波普尔(John Pople)就获得了1998年的诺贝尔化学奖,前者以密度泛函理论的数学方法来处理原子间构成化学键的理论,使得化学中的许多计算得以实现;波普尔则系统完整地建立了量子化学方法学,并应用于化学的各个分支。他们用数学方法来研究化学使得化学不再是纯实验的科学,从而开辟了化学的疆域。

  此外,生物学是最多地抢了化学地盘的学科,从1990年以来,有16次诺贝尔化学奖颁给了生物学方面的成就。物理学则是第二多地“入侵”化学领域的学科,从1900年以来诺贝尔化学奖的名单中,有13次颁给了物理学家。

  当然,从“道可道”的角度看,诺贝尔化学奖还是以化学的内容和化学家为主,从1901年至2018年,诺贝尔化学奖共颁发了110次,获奖者达180位,除去以上的生物、物理和数学抢夺化学奖外,大部分还是化学内容和化学家获奖。

  以本学科为主才会有“道可道”,结合和借助其他学科,才会有“非常道”,最终也会产生“名可名,非常名”的成果。交叉学科不仅会带来新的科学理念和方法,更重要的是,会带来学科的广阔发展和巨大成就,造福于人类社会。所以,化学和化学家不应当惧怕这一学科成为“理综”,综合和借助其他学科的力量往往会让化学走得更远,获得的成果更大!

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