原标题：奖项背后 是被他们改变的世界
2019年诺贝尔生理学或医学奖
获奖者：美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎以及英国科学家彼得·拉特克利夫
揭开细胞与氧气“互动”的神秘面纱
氧气是我们生命活动的第一需要。早在几世纪前，人类就意识到了氧气的重要作用，但是细胞如何适应变化的氧气水平长久以来仍是“未知数”。来自美国和英国的三名科学家揭开了细胞如何与氧气“互动”的神秘面纱，并因此获得2019年诺贝尔生理学或医学奖。
评奖委员会说，美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎以及英国科学家彼得·拉特克利夫的研究成果“揭示了生命中一个最基本的适应性过程的机制”，为我们理解氧气水平如何影响细胞新陈代谢和生理功能奠定了基础。这一发现也为人类开发“有望对抗贫血、癌症以及许多其他疾病的新策略铺平了道路”。
挪威诺贝尔委员会成员兰达尔·约翰逊评价说，这真正是一个“教科书级别的发现”。
在漫长进化过程中，人类和其他动物演化出一套确保向组织和细胞充足供氧的机制。例如，人类颈动脉体中就含有感知血氧水平的特殊细胞。1938年的诺贝尔生理学或医学奖就授予相关研究，当年获奖研究揭示了颈动脉体在感知不同血氧水平后，是如何与大脑交流从而调节呼吸频率的。
除了颈动脉体对呼吸的调控机制，动物对供氧还有更为基本的生理适应机制。比如红细胞可为身体各组织运送氧气，缺氧情况下，一个关键生理反应是体内名为促红细胞生成素（EPO）的激素含量上升，从而刺激骨髓生成更多红细胞以运送氧气。自上世纪90年代起，拉特克利夫和塞门扎就开始探索这一现象背后的机制。
二人都研究了EPO基因与不同氧气水平的“互动”机制，最终发现了在低氧环境下起到“调控器”作用的关键蛋白质——缺氧诱导因子（HIF）。HIF不仅可以随着氧气浓度改变发生相应改变，还能调控EPO表达水平，促进红细胞生成。塞门扎探明了HIF实际上包含两种蛋白质，分别为HIF-1α和ARNT。
科学家们还发现，当氧气水平上升时，体内HIF-1α数量会急剧下降。它是如何在富氧环境下被降解的呢？
正是肿瘤专家凯林在研究一种罕见遗传性疾病——希佩尔-林道（VHL）综合征时，解开了这一谜团。他的研究也因此与上面两名科学家的研究联系到一起。凯林发现，VHL综合征患者因VHL蛋白缺失饱受多发性肿瘤之苦。典型的VHL肿瘤内常有异常新生血管，这可能与氧气调控通路有关。在后续研究中，他又发现，正是VHL蛋白通过氧依赖的蛋白水解作用，负向调节了HIF-1α。
揭示细胞的氧气调控通路，不仅具有基础科研价值，还有望带来疾病新疗法。比如，调控HIF通路将有助于治疗贫血；而降解HIF-1α等相关蛋白有可能抑制血管生成，从而有助对抗需要新生血管供养的恶性肿瘤。
2019年诺贝尔物理学奖
获奖者：来自美国的詹姆斯·皮布尔斯，来自瑞士的米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹
寻找地球“近亲”解码宇宙“成长日记”
茫茫宇宙，我们从哪里来？宇宙中还有没有其他类似地球的星球也演化出生命？因为对这两个基本问题的探索成就，三名科学家分享了2019年诺贝尔物理学奖。
瑞典皇家科学院8日发布新闻公报说，来自美国的詹姆斯·皮布尔斯因宇宙学相关研究获奖，来自瑞士的米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因首次发现太阳系外行星获奖，今年的获奖者改变了我们对宇宙的看法，帮助“我们理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置”。
公报说，皮布尔斯对宇宙学的洞见丰富了整个领域的研究，成为当代宇宙学的基础。马约尔和奎洛兹探索了我们宇宙邻域的未知行星，他们的研究指向一个永恒的问题：地球之外是否还有生命存在？
许多科学先驱都曾预言，满天繁星中，一定有许多恒星也拥有绕它们旋转的行星。然而那些行星距地球太过遥远，所反射的光又太过微弱，想要“看”到它们并不容易。
直到1995年，马约尔和奎洛兹基于恒星会因行星引力变化而产生微小摆动的理论，才宣布首次在太阳系外发现一颗行星。这颗绕着约50光年外飞马座内类日恒星“飞马座51”运转的行星被命名为“飞马座51b”，它是一颗与太阳系最大行星木星相仿的气态行星。这项成果发表在国际著名学术刊物《自然》上。有人认为这颗行星的发现为人类寻找宇宙中的伙伴带来了新希望；也有人称马约尔和奎洛兹为“新世界的发现者”，认为这一发现堪比哥伦布发现新大陆。
“飞马座51b”的发现点燃了系外行星探索的“星星之火”。得益于各类观测技术的突飞猛进，迄今科学家们在银河系发现的行星数量已超过4000颗。各种各样的新天体仍在不断被发现，其大小、形状、轨道之丰富令人难以置信。它们挑战了我们对行星系统的已有认识，迫使科学家们修正行星起源理论。
人类还有一个永恒命题就是“从哪里来”。正是以皮布尔斯为代表的一批科学家从上世纪60年代开始奠定的基础，让宇宙学成为一门现代科学，并迎来了长达50年的“黄金时代”。
皮布尔斯不断完善他提出的理论框架，最终帮助塑造了我们对于大爆炸以来宇宙形成和演化的基本认知。
大约140亿年前，宇宙在大爆炸之初是炙热而密实的。自那以后，宇宙开始不断扩张、变冷。大爆炸约40万年以后，宇宙开始变得“透明”，光线得以穿梭其中。就在这早期辐射中，记录着关于宇宙诞生和演化的秘密。
利用他创建的理论工具和运算方法，皮布尔斯将宇宙诞生之初留下的“蛛丝马迹”成功“解码”。根据他的理论可以推算出，宇宙中95%都是神秘的暗物质和暗能量，而我们通常观测到的普通物质只占5%。
如今，暗物质被认为是宇宙研究中最具挑战性课题之一。了解暗物质才有机会深入认识浩瀚宇宙及其起源。因此，全球科学家长期以来一直孜孜不倦地寻找暗物质，并启动了许多相关大型实验项目，如阿尔法磁谱仪、大型强子对撞机等。
2015年升空的中国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”也被寄予厚望。中国项目团队近日在美国《科学进展》杂志上公布第二批科学成果，“悟空”在国际上首次利用空间实验精确绘出高能质子宇宙射线能谱，并观察到能谱新结构，有助于“捕捉”暗物质。
2019年诺贝尔化学奖
获奖者：来自美国的科学家约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和日本科学家吉野彰
创造可充电的绿色新世界
从智能手机、笔记本电脑等消费电子产品，到电动车和风能、太阳能等大型储能装置，如今锂离子电池已成为我们生活中不可或缺的“能量源”。
小电池大作用，这个推动人类社会前进的发明终于获得诺贝尔奖的认可。瑞典皇家科学院9日宣布，将2019年诺贝尔化学奖授予来自美国的科学家约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和日本科学家吉野彰，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。
本届诺贝尔化学奖花落锂离子电池可谓众望所归。早在20世纪七八十年代，三位获奖研究者就确立了现代锂离子电池的基本框架，20世纪90年代起，锂离子电池开始大规模进入市场，如今已几乎无处不在。
锂离子电池主要由阴极、阳极、电解液、隔膜、外电路等部分组成，依靠锂离子在阴阳极之间的移动产生电流。电池阴阳极材料的选择对于能效和安全性至关重要。目前最普遍的可充电锂离子电池，使用钴酸锂材料为阴极，碳材料为阳极，具有能量密度高、循环寿命长、安全可靠等优点。
20世纪70年代的石油危机催生了对新能源储能的需求，也推动了电池研发，为未来锂离子电池打下基础。当时正致力于超导体研发的惠廷厄姆创新地使用二硫化钛作为阴极材料存储锂离子，以金属锂作为部分阳极材料，制成了首个新型电池。但由于金属锂化学特性过于活泼，这种电池具有易爆炸的潜在危险。
这时，正如其名的意译“足够好”（Goodenough）一样，古迪纳夫贡献了“足够好”的新灵感。这位创造了诺奖获得者高龄新纪录的老人曾作为航空气象兵参加二战，战后又赴美国芝加哥大学深造获物理学博士学位。他在1980年发现，用钴酸锂作为阴极材料，比之前的二硫化钛更适合存储锂离子。目前，97岁的古迪纳夫仍在致力于电池研发。
在远隔重洋的日本，吉野彰研发的阳极材料和古迪纳夫的阴极材料形成“天作之合”。吉野彰发现，石油焦炭可作为更好的阳极，但因找不到合适的阴极材料而苦恼。直到他读到古迪纳夫的论文，才兴奋地说“他的发现给了我所需要的一切”。至此，以钴酸锂为阴极，以碳材料为阳极的锂离子电池诞生了。
1991年，两人合作发明的锂离子电池正式上市销售，它轻巧耐用、安全可靠，在性能下降前可充放电数百次。
当获奖后接受采访回答研究初衷时，吉野彰说自己完全是“好奇心驱使”，研究是一个漫长的过程，“我只不过是嗅出了潮流发展的方向，你可以说我的嗅觉很好”。
诺贝尔委员会成员奥洛夫·拉姆斯特伦评价获奖成果时说：“这一神奇电池所带来的巨大的、惊人的社会影响有目共睹。”诺贝尔委员会还说，获奖研究有助于我们从由化石燃料驱动的生活方式转向由电能驱动的生活方式，对于应对气候变化也至关重要。
值得一提的是，本次诺贝尔化学奖颁给锂离子电池研究，再度印证了诺贝尔奖对跨学科研究的日益重视。诺贝尔委员会在颁奖现场接受新华社记者提问时说，未来可能更多的新发现来自于多学科的研究合作，我们看到了化学和生物、物理相结合，可能还会有科学与工程、设计的结合。
2019诺奖花絮
现场致敬《生活大爆炸》
在瑞典皇家科学院8日举行的诺贝尔物理学奖发布会现场，诺贝尔委员会成员乌尔夫·丹尼尔松来了这么一段：“我们的整个宇宙曾是炽热、稠密的状态，然后在近140亿年前开始膨胀。”
这段话是美国著名科学喜剧电视片《生活大爆炸》主题曲的开头两句。这部电视剧虚构了谢尔顿·库珀等科研人员的生活和情感故事，将喜剧与科学糅合起来，多次获得美国电视界最高荣誉艾美奖，在全球各地广受欢迎，特别受到许多科研工作者喜爱。
今年的物理学奖颁给了宇宙学等领域研究，正好与《生活大爆炸》片头曲的这两句相符，难怪丹尼尔松在新闻发布会现场来了这段。瑞典皇家科学院常任秘书戈兰·汉松说，这部电视剧在促进人们理解科学方面取得了“了不起的成就”，“将科学的世界带到了世界各地的笔记本电脑和起居室中”，因此在诺奖现场引用其主题曲歌词是很合适的。
在近日播放的电视剧最后一季中，谢尔顿和妻子艾米终于得到了诺贝尔物理学奖。在真实的物理学奖宣布后，汉松说，希望电视剧观众喜欢今年物理学奖的安排，“我希望谢尔顿和艾米今天没有太失望。”
他和妻子共同“自拍”庆祝获奖
“在我刚失去她之后的几年里，我会想‘拜托，不要得奖’，因为这会是太苦涩的甜蜜，在没有卡罗琳的情况下获得如此非同寻常的荣誉，对我将是毁灭性的。”今年的生理学或医学奖得主威廉·凯林在得知获奖后于美国举行的新闻发布会上说。
他的妻子卡罗琳·凯林也是一名科学家，研究乳腺癌领域，因病在2015年去世。威廉·凯林说，他们俩过去常打趣说如果获得诺贝尔奖要怎样庆祝，所以在妻子去世后，他有段时间反倒害怕获奖。“不过，现在我已经到了一个新状态，我会觉得她在微笑着向我点头，说‘我告诉过你这会实现的’。”
得知获奖后，威廉·凯林向诺贝尔奖官方发了一张自拍照，并被诺奖官方社交媒体账号发布。照片中，他身后墙上挂着一名女性的照片，两人共同“自拍”，庆祝这个特殊时刻。
许多网友猜测，那就是他已故的妻子。一位网友评论：“太浪漫的照片了。”
年龄最大获奖者纪录刷新
今年的化学奖刷新了诺奖100多年历史上的一个纪录，那就是获奖的约翰·古迪纳夫今年已经97岁高龄，成为获奖时年龄最大的人。诺奖官网显示，此前这个纪录的保持者是获得2018年物理学奖的阿瑟·阿什金，他当时96岁。
古迪纳夫出生于1922年，在锂电池方面作出了巨大贡献。令人称奇的是，90多岁高龄的他仍然活跃在科研前线。如此旺盛的精力，也让许多人根据古迪纳夫这个名字的英文意思，称其为“足够好”老爷子。
在9日化学奖宣布当天，这位美国科学家在英国皇家学会参加活动。他在回答媒体关于自己是否仍在做科研的问题时说：“是的，我每天都到实验室，我仍然在工作。不然我做什么呢？退休然后等死吗？不，我不会这样。”
今年化学奖中不服老的还不止古迪纳夫，另一名获奖者吉野彰生于1948年，乍一看今年71岁的年纪不算太突出，但细看他履历就会发现，他是2005年在大阪大学获得的博士学位。算一算，57岁读完博士，这份求学不在乎年龄的精神让人钦佩。
吉野彰获奖后在日本接受媒体采访时表示，与古迪纳夫相比自己还算是个孩子，在两人的长期合作中，“他就像对待自己的儿子一样，很好地照顾我”。吉野彰称赞了古迪纳夫近百岁高龄仍然坚持科研的行为。看来，这一对不服老的科学家将继续书写科学界的传奇。
06—07版稿件、图片均据新华社
