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不论你是否关注诺奖,这些诺奖成果都已改变你的生活

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发表于 2018-10-11 10:02:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
  来源:我是科学家iScientist
  随着保罗·罗默和威廉·诺德豪斯摘得诺贝尔经济学奖桂冠,2018年的诺奖周落下了帷幕。每年诺贝尔奖的提名、评选和揭晓就像是一场顶级学术盛宴,吸引着全世界关注的目光。


2018年诺贝尔经济学奖获得者保罗·罗默和威廉·诺德豪斯
  可能,在大多数公众看来,诺奖总如星辰大海般遥不可及。
  然而事实恰恰相反。诺奖几乎一直都在我们每个人的身边,从不遥远——因为诺奖设立的初衷,就是要授予那些真正能够造福人类的伟大发现和发明。可以说,我们每个人都是诺奖的受益者,无时无刻不深受诺奖得主及其开创性研究成果的影响。
  是他们,延长了人类生命
  长久以来,人类对病菌感染束手无策,无数人由于无法得到有效治疗而失去生命。直到青霉素被发现,人类才开始逐渐脱离被细菌感染支配的恐惧,平均寿命得以显著延长。而铸就这一伟大里程碑的人,就是青霉素的发现者,诺贝尔生理学或医学奖得主——亚历山大·弗莱明。在他发现青霉素后,又经过弗洛里和钱恩两位诺贝尔奖得主的努力,青霉素终于从实验室走向了现实生活。


1935年的青霉霉菌样品 图片来源:Wikimedia Commons
  小小的一瓶青霉素,使人类在面对一些类型的病菌感染时不再无能为力任死神摆布。战场上的受伤的士兵也不再会由于伤口感染而牺牲。青霉素一经问世,就在第二次世界大战中拯救了无数生命。直到今天,青霉素仍然作为一种高效低毒的抗生素广泛应用于临床治疗。


青霉素作为一种高效低毒的抗生素广泛应用于临床治疗。图片来源:图虫创意
  1922年夏天,另一位诺奖得主的出现,使得糖尿病不再无法控制,无数患者看到了希望。他就是加拿大医生班廷,他研制出了一种可以控制人体血糖量的注射药物,这也就是后来的人造胰岛素。获得2015年诺贝尔生理学或医学奖的我国科学家屠呦呦,她所发现的青蒿素,作为一种用于治疗疟疾的药物,挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命。


2015年诺贝尔医学奖获得者,我国女药学家屠呦呦。图片来源:图虫创意
  当然还有一位我们所熟知的科学家,她就是居里夫人。她在第一次世界大战期间,利用放射性物质的辐射成像原理来寻找伤员体内存在的弹片等异物,这是最早关于使用放射性同位素技术进行影像学检查的案例之一。此后,医疗影像技术成为了临床上非常重要的诊断手段。


世界上第一张X光片——伦琴妻子的手 图片来自:Wikimedia Commons
  自从诺贝尔物理学奖首位得主——威廉·康拉德·伦琴,为自己妻子的手掌拍下第一张X光片开始,这种黑白灰风格的光片便与医疗诊断密不可分。现在的医生在听到患者的病情描述之后,往往会要求先去照个“片子”,然后再根据光片上反映出的情况进行下一步的治疗。
  所有这些技术都始于放射性元素和射线的研究。从20世纪初开始,多位对放射性元素和射线研究有着突出贡献的科学家获得了诺贝尔奖。


居里夫妇在实验室中研究镭(André Castaigne画作) 图片来自:Wikimedia Commons
  从食不果腹到丰衣足
  衣食住行,在今天的我们看来似乎是稀松平常的事情,但如果往前推几十年前,甚至上百年,就完全是另外一番景象。那时的粮食产量常常无法满足人类生活,甚至是生存的需要。
  温饱对于全世界各地的人来说,都是很严肃的问题。当时农业生产所必须的肥料来源还停留在植物残渣、动物粪便等自然肥料。然而,自然肥料极为有限,这极大限制了粮食的产量,这样的现状直到弗里茨·哈伯的出现才有了转机。


正在做实验的哈伯。图片来源:Wired.com
  19世纪中叶,有研究发现,氮元素是植物生长最重要的元素之一。空气中氮元素的含量极高,但是由于氮气的化学性质稳定很难得到吸收。哈珀发现了捕获氮元素的方法,制成了氮肥,解决了这个难题。从此,化肥就大量出现在了农业生产当中,粮食产量也得到了提升。他也因此获得1918年的诺贝尔化学奖,被称赞为“用空气制作面包的人”。


广泛用于农业生产的化肥。图片来源:图虫创意
  另外不得不提的是,这位给世界带来丰足食物的科学家却也曾让很多人在痛苦中丧生——他研制的毒气弹曾被德军用于第一次世界大战,让无数人死于非命。这也使他的一生毁誉参半。
  锻造工业之心,注入机器之魂
  要论当今社会对我们生活方式影响最大的技术是什么?众所纷纭中,智能手机必然会排到前列,它已经成为很多人的“生活必需品”。除了手机之外,几乎所有的电子设备,远到太空飞船,近到家用电器,都需要有一颗“芯”——也就是我们常说的处理器,一种主要由半导体材料构成的电子器件。
  半导体的发明使人类迅速进入到了信息化时代,我们身处其中,并被深刻影响。信息化时代离不开一批伟大的奠基者和开拓者。这个精彩的故事可以上溯到二十世纪初。


用来制作半导体的原材料——硅晶体 图片来自: Wikimedia Commons
  1918年的诺贝尔物理学奖授予了一个德国物理学家——马克斯·普朗克,以表彰他在能量量子化探索方面做出的重要贡献。接下来,多名在量子物理领域有重要研究的科学家纷纷获得诺贝尔奖,包括爱因斯坦、波尔、德布罗意、海森堡和薛定谔等等,量子理论也成为与相对论齐名的重要理论。
  量子物理以晦涩难懂、奇妙幽玄著称,量子理论的大师波尔甚至说:“如果你认为你懂了量子物理,那说明你还没懂。”量子理论在当时的深奥程度可见一斑。


量子理论之父——普朗克 图片来源:Wikimedia Commons
  但这丝毫没有影响量子物理所发挥的重要作用。随着量子物理快速发展成一套完整的理论体系,1956年美国科学家约翰·巴丁同他的两位同事基于量子力学的能带理论对半导体和晶体管做出了重要发现,被授予了诺贝尔物理学奖。
  随着半导体技术的推进,计算机等电器得以飞速发展,遍及全球。毫不夸张的说,高深的量子物理是当之无愧的“芯之灵魂”。现在以人工智能和大数据为代表的计算机和信息技术正在引领着人类进入新的纪元。
  这些诺奖获得者们用自己的智慧与辛勤付出一步步改变着今天人类的生活,我们要感谢他们做出的卓越贡献,更要向无数未曾获奖但自始至终默默奉献在第一线的科研工作者们致敬。
  重大科学成果的诞生,从来不是横空出世,他们需要在一代代研究者们耕耘的土壤上吸收养分,才能茁壮成长,并最终结出果实。

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