新華社北京１０月４日電?用物理學(xué)家的才思推動(dòng)生物化學(xué)革命——記２０１７年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者

新華社記者楊駿　李驥志　張家偉

見人所未見的世界,，一直是科學(xué)探索的一個(gè)目標(biāo),。但如何去見呢？理論在先,，還是工具改進(jìn)在先,？

比如量子理論，是典型的概念帶來實(shí)踐和認(rèn)知革命,，而工具改進(jìn)是否也會(huì)帶來類似革命,？２０１７年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)對(duì)這一問題做了一個(gè)交待。

英國科學(xué)家理查德·亨德森,、美國科學(xué)家約阿希姆·弗蘭克以及瑞士科學(xué)家雅克·杜博歇因?yàn)樵诶鋬鲲@微術(shù)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)而獲諾獎(jiǎng),。

消息宣布后，不少科學(xué)界人士善意地調(diào)侃說,，三個(gè)搞物理工作的“工匠”得了個(gè)化學(xué)獎(jiǎng),?？茖W(xué)界利用三人不斷改進(jìn)的技術(shù)，得以高分辨率測定溶液中的生物分子結(jié)構(gòu),，而又不破壞其形態(tài),，這一突破對(duì)生物化學(xué)產(chǎn)生了革命性影響。

正如化學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)成員彼得·布熱津斯基所說,，今年的化學(xué)獎(jiǎng)是跨學(xué)科研究的一個(gè)典型,，技術(shù)在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中正發(fā)揮越來越重要的作用。

“電鏡鼻祖”——亨德森

“我一直覺得如果你做一些有趣的事情并且把它做好了,，那么在某個(gè)階段你就會(huì)因?yàn)樽瞿阆矚g的事情而獲得很好的回報(bào),。”英國劍橋大學(xué)的分子生物學(xué)家亨德森幾年前的預(yù)言今天應(yīng)驗(yàn)了,。

亨德森生于１９４５年,，作為電子顯微鏡領(lǐng)域的開創(chuàng)者之一，他也是個(gè)生物物理學(xué)家,，以一個(gè)物理學(xué)家的特有眼光看待生物化學(xué)領(lǐng)域,，或許總能獲得別樣的思路?！拔野褟氖碌难芯慨?dāng)成了一項(xiàng)吸引人的愛好,，因?yàn)閺膩聿粫?huì)重復(fù)，總有新東西,?！?/p>

把研究當(dāng)愛好，就仿佛孩子愛玩并好奇周圍一切一樣,，讓亨德森在上世紀(jì)９０年代才思泉涌,，改進(jìn)了傳統(tǒng)電子顯微鏡，取得了原子級(jí)分辨率的圖像,。人們因此得以看到極其微觀層面的世界,。

研究不是亨德森唯一的愛好，他日常喜歡遛狗,、劃皮劃艇,、喝點(diǎn)葡萄酒，與孫子一起踢足球,，還一直是個(gè)電影迷,。

“我很幸運(yùn)獲得了這么好的教育，同時(shí)又有時(shí)間去從事其他活動(dòng),?！焙嗟律f，他和幾個(gè)朋友經(jīng)?；ê芏鄷r(shí)間在一起收集并維修一些老爺車,，他們曾開著一輛１９４８年的老爺車游遍了蘇格蘭,。

“跨界奇才”——弗蘭克

７７歲的德裔美國科學(xué)家弗蘭克如今是哥倫比亞大學(xué)生命科學(xué)系教授。他的主要貢獻(xiàn)是在上世紀(jì)７０,、８０年代開發(fā)了一種圖像合成算法,，能將電子顯微鏡模糊的二維圖像合成清晰的三維圖像。

弗蘭克物理學(xué)背景深厚,，說他是物理學(xué)家也不為過,。在德國的大學(xué)里，他研究的是熔點(diǎn)下的金的電子衍射,，讀博士時(shí),，接觸了Ｘ射線晶體學(xué)，并師從德國著名的電子顯微學(xué)家霍佩博士,，并由此接觸到了電子顯微鏡,。

１９７０年弗蘭克在德國慕尼黑理工大學(xué)獲得博士學(xué)位后，獲得了資助前往美國最好的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室游學(xué)兩年,，其中包括美國航天局的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,。而在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室工作期間，他選擇去學(xué)習(xí)圖像處理技術(shù),。當(dāng)時(shí)的他,，怎么也不會(huì)想到他的這些功課日后會(huì)與化學(xué)有關(guān)聯(lián)。

此后,，弗蘭克在英國劍橋大學(xué)從事電子光學(xué)研究,。幾年后又定居美國，從事一些與電子顯微鏡相關(guān)的公共衛(wèi)生研究,。豐富的“跨界”學(xué)術(shù)經(jīng)歷對(duì)他的成長很有幫助。

弗蘭克發(fā)展了一系列成像算法并編寫軟件,，實(shí)現(xiàn)無需結(jié)晶的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)解析技術(shù),。尤其在核糖體三維重構(gòu)方面有一系列的重要開創(chuàng)性工作，可惜當(dāng)年解析核糖體結(jié)構(gòu)而獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家不包括他?，F(xiàn)在他在冷凍顯微術(shù)領(lǐng)域獲諾貝爾獎(jiǎng),，實(shí)至名歸。

“科學(xué)哲人”——杜博歇

如果說,，亨德森和弗蘭克在基本理論實(shí)踐和重構(gòu)算法方面有貢獻(xiàn),，７５歲的瑞士洛桑大學(xué)榮譽(yù)教授雅克·杜博歇?jiǎng)t在樣本制作方面有開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。

上世紀(jì)８０年代,，杜博歇發(fā)明了迅速將液體水冷凍成玻璃態(tài)以使生物分子保持自然形態(tài)的技術(shù),。通俗地說，生物細(xì)胞內(nèi)的水一旦冷凍就會(huì)結(jié)冰,，而這些冰晶會(huì)破壞細(xì)胞內(nèi)各種物質(zhì)的原有形態(tài),。讓這些水變成玻璃態(tài),，就能讓細(xì)胞內(nèi)的各種分子保持原樣，供電子顯微鏡觀察,。

杜博歇做出開創(chuàng)新研究之后,，隨著冷臺(tái)技術(shù)的開發(fā)，低溫冷凍電子顯微技術(shù)才正式推廣開來,。２０１５年,，這一成果已被同行認(rèn)為是“諾獎(jiǎng)級(jí)”。

杜博歇不僅是一位科學(xué)家,，還堪稱“哲人”,。退休后，他在博客上經(jīng)常寫一些富有哲思的短文,。他還廣泛關(guān)注社會(huì)問題,，提倡科學(xué)家要有社會(huì)責(zé)任感，成為“公民科學(xué)家”,。他在一篇題為《教科學(xué)家成為公民》的文章中寫道：“成為一名好科學(xué)家很難,，成為一個(gè)好公民更難”，“成為一名好的公民生物學(xué)家需要一點(diǎn)哲學(xué)和歷史,，加上一些經(jīng)濟(jì)學(xué)和法律知識(shí)”,。