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发布时间:2020-01-14 13:32:11 阅读: 来源:电磁阀厂家

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本年度诺贝尔奖获得者也许并没有一篇划时代的论文,他们能获奖,凭借的是在特定领域里、数十年如一日的钻研

诺贝尔物理与化学奖青睐颠覆性发现

本刊记者 孙爱民/文

北京时间10月6日,2015年诺贝尔物理学奖揭晓,日本科学家田隆章(Takaaki Kajita)和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳(Arthur B. McDonald)因“发现了中微子振荡,表明中微子具有质量”而折桂。

7日,瑞典、美国、土耳其三位科学家马斯·林达尔(Tomas Lindahl)、保罗·莫德里(Paul Modrich)和阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar)分享了2015年诺贝尔化学奖。获奖理由是“DNA修复的机制研究”。

今年的诺贝尔物理奖与化学奖奖励的科学发现,均颠覆了科学家的传统认识:中微子振荡的发现,证实了中微子具有质量,这一发现改变了粒子物理标准模型的认识基础,此前该模型认为中微子是没有质量的;而在DNA修复机制的发现与研究之前,科学家一度认为DNA双螺旋是固定不变的结构。

中微子振荡:

丰富了人类的宇宙观

中微子,为轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一,不带电,质量极小,与其他物质的相互作用十分微弱,在自然界广泛存在。科学界从预言它的存在到发现它,用了20多年。

1998年日本神冈探测器发现中微子可以从一种种类转变成另一种种类,称为中微子振荡,间接证明了它们具有微小的质量。这一发现使科学家小柴昌俊获得2002年诺贝尔物理学奖。

2000年前后,日本宇宙线研究所主任、东京大学教授田隆章通过实验发现,太空中的中微子在飞向超级神冈探测器途中在两个种类间变换;同时,加拿大皇后大学名誉教授阿瑟·麦克唐纳的团队证实,来自太阳的中微子在飞向地球的途中并没有消失,加拿大萨德伯里中微子天文台以另外一种种类捕捉到了这些中微子。

两人再次因中微子振荡获得诺贝尔奖,而田隆章正是小柴昌俊的学生。

诺贝尔官网对物理学奖的评价说, 田隆章与阿瑟·麦克唐纳的实验成果证实中微子可以改变种类(又称“味”),进而证实了中微子具有质量,这一发现改变了人类对物质内在运作方式的理解,并且对我们的宇宙观的形成有极其重要的作用。

中微子振荡、中微子有质量这一发现,改变了科学界此前对于宇宙的认识。中国科学院高能物理研究所研究员曹俊对《财经》(博客,微博)记者分析,证实中微子有质量会直接改变粒子物理对宇宙结构的认识,甚至改变对宇宙演化的认识。138亿年前,宇宙大爆炸后产生了无数的粒子,后来演化成现在的宇宙,从大尺度上看,早期的宇宙密度涨落使得宇宙本身更像一张网,“如果中微子有质量,宇宙这张网看起来就会模糊一点,会把一些痕迹抹平”。

中微子有质量的发现,可能推进科学家对反物质研究的进展。按照宇宙大爆炸理论,正物质与反物质成对出现,有一个正物质,就有一个相应的反物质。可是现实的世界中只有正物质,科学家一直在尝试解释反物质去了哪里。

DNA修复机制:开启治癌大门

自1953年美国科学家沃森、英国科学家克里克发现DNA双螺旋结构,并获得1962年诺贝尔医学和生理学奖以来,科学家相信带有遗传基因的DNA是固定不变的。

上世纪60年代末期,林达尔在美国普林斯顿大学做研究时,发现DNA并不如想象般稳定,而是会出现缓慢但明显的衰变,且细胞每天会进行无数次繁复的DNA复制程序,大幅增加出错机会。林达尔认为,背后存在一个保护机制,这一机制维持着DNA整体稳定。

凭借这一信念,林达尔展开了长达35年的科研工作,辨认出多款协助细胞监察和修复受损DNA以及它们修复的机制。

美国北卡罗来纳大学教堂山分校生物化学教授桑贾尔发现,部分细菌经致命剂量的紫外线照射后,在蓝光下能够自我修复,并且细菌在有光和无光下存在两套不同修复机制。该研究结果于1983年公布。桑贾尔发现,虽然人类DNA修复机制较细菌复杂得多,但从化学角度看,所有生物的修复机制都是大同小异。

美国杜克大学教授莫德里则在接触到一款能把DNA甲基化的“Dam甲基化”时,发现细胞只会对没甲基化的DNA进行修复,反映细胞或把甲基化视为“正确DNA”的标示,从而揭开另一款修复机制。

对这三位科学家的工作,诺贝尔奖官网称,从分子水平上揭示了细胞是如何修复损伤的DNA以及保护遗传信息的,为人类了解活体细胞如何工作提供了最基本的认识,并有助于很多实际应用,比如新癌症疗法的开发。

(责任编辑:HN026)

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