午间时刻|记诺贝尔化学奖获得者:用物理学家才思推动化学革命



午间时刻|记诺贝尔化学奖获得者:用物理学家才思推动化学革命
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10月4日 , 在瑞典斯德哥尔摩 , 获得2017年诺贝尔化学奖的瑞士科学家雅克·杜博歇、美国科学家约阿希姆·弗兰克以及英国科学家理查德·亨德森(从左至右)的照片显示在屏幕上 。 新华社发(石天晟 摄)
新华社北京10月4日电用物理学家的才思推动生物化学革命——记2017年诺贝尔化学奖获得者
新华社采访人员杨骏 李骥志 张家伟
见人所未见的世界 , 一直是科学探索的一个目标 。 但如何去见呢?理论在先 , 还是工具改进在先?
比如量子理论 , 是典型的概念带来实践和认知革命 , 而工具改进是否也会带来类似革命?2017年诺贝尔化学奖对这一问题做了一个交待 。
英国科学家理查德·亨德森、美国科学家约阿希姆·弗兰克以及瑞士科学家雅克·杜博歇因为在冷冻显微术领域的贡献而获诺奖 。
消息宣布后 , 不少科学界人士善意地调侃说 , 三个搞物理工作的“工匠”得了个化学奖 。 科学界利用三人不断改进的技术 , 得以高分辨率测定溶液中的生物分子结构 , 而又不破坏其形态 , 这一突破对生物化学产生了革命性影响 。
正如化学奖评选委员会成员彼得·布热津斯基所说 , 今年的化学奖是跨学科研究的一个典型 , 技术在科学发现中正发挥越来越重要的作用 。
“电镜鼻祖”——亨德森 “我一直觉得如果你做一些有趣的事情并且把它做好了 , 那么在某个阶段你就会因为做你喜欢的事情而获得很好的回报 。 ”英国剑桥大学的分子生物学家亨德森几年前的预言今天应验了 。
亨德森生于1945年 , 作为电子显微镜领域的开创者之一 , 他也是个生物物理学家 , 以一个物理学家的特有眼光看待生物化学领域 , 或许总能获得别样的思路 。 “我把从事的研究当成了一项吸引人的爱好 , 因为从来不会重复 , 总有新东西 。 ”
把研究当爱好 , 就仿佛孩子爱玩并好奇周围一切一样 , 让亨德森在上世纪90年代才思泉涌 , 改进了传统电子显微镜 , 取得了原子级分辨率的图像 。 人们因此得以看到极其微观层面的世界 。
研究不是亨德森唯一的爱好 , 他日常喜欢遛狗、划皮划艇、喝点葡萄酒 , 与孙子一起踢足球 , 还一直是个电影迷 。
“我很幸运获得了这么好的教育 , 同时又有时间去从事其他活动 。 ”亨德森说 , 他和几个朋友经常花很多时间在一起收集并维修一些老爷车 , 他们曾开着一辆1948年的老爷车游遍了苏格兰 。
“跨界奇才”——弗兰克 77岁的德裔美国科学家弗兰克如今是哥伦比亚大学生命科学系教授 。 他的主要贡献是在上世纪70、80年代开发了一种图像合成算法 , 能将电子显微镜模糊的二维图像合成清晰的三维图像 。
弗兰克物理学背景深厚 , 说他是物理学家也不为过 。 在德国的大学里 , 他研究的是熔点下的金的电子衍射 , 读博士时 , 接触了X射线晶体学 , 并师从德国著名的电子显微学家霍佩博士 , 并由此接触到了电子显微镜 。
1970年弗兰克在德国慕尼黑理工大学获得博士学位后 , 获得了资助前往美国最好的几个实验室游学两年 , 其中包括美国航天局的喷气推进实验室 。 而在喷气推进实验室工作期间 , 他选择去学习图像处理技术 。 当时的他 , 怎么也不会想到他的这些功课日后会与化学有关联 。
此后 , 弗兰克在英国剑桥大学从事电子光学研究 。 几年后又定居美国 , 从事一些与电子显微镜相关的公共卫生研究 。 丰富的“跨界”学术经历对他的成长很有帮助 。
弗兰克发展了一系列成像算法并编写软件 , 实现无需结晶的蛋白质三维结构解析技术 。 尤其在核糖体三维重构方面有一系列的重要开创性工作 , 可惜当年解析核糖体结构而获诺贝尔奖的科学家不包括他 。 现在他在冷冻显微术领域获诺贝尔奖 , 实至名归 。


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