大江东|找星星、探氧气,得诺奖必备好奇心!

人民日报中央厨房-大江东工作室 谢卫群

2019年10月31日15:45  来源:全国党媒
 

刚刚获得2019年诺贝奖得主的四位科学家:生理学及医学奖得主威廉·凯林、格雷戈·塞门萨,物理学奖得主米歇尔·马约尔、迪迪埃·奎洛兹10月30日同框接受记者采访。

四位科学家做了什么?威廉·凯林、格雷戈·塞门萨做的是一项基础研究——在缺氧环境下身体会有什么反应?这为贫血、心血管疾病、黄斑退行性病变以及肿瘤等多种疾病开辟了新的临床治疗途径。

另两位诺贝尔物理学奖得主米歇尔·马约尔、迪迪埃·奎洛兹是一对师徒,迪迪埃是米歇尔的学生。他们研究天文学。未棣文评价说,“人类发现了很多太阳系以外的行星,这一领域研究的先驱正是这两位”。他说,这两对获奖者非常不一样,一对是基于好奇心进行基础科学研究,另外一对是用好奇心发现未来50年、100年之后才可能涉及的应用,这对了解地球很有价值。

四位大科学家没有激昂的语言,却共同道出了科研的真谛,信息量好大。

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从左至右,世界顶尖科学家协会副主席、诺贝尔物理学奖得主朱棣文;2019年诺贝尔生理学或医学奖得主威廉·凯林(William Kaelin Jr.)、格雷戈·塞门萨(Gregg Semenza);2019年诺贝尔物理学奖得主米歇尔·马约尔(Michel Mayor)、迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz)。谢卫群摄

好奇心是科研的动力,好奇心从哪来

威廉·凯林回忆说,“一些家族患有罕见病,对此我们非常好奇,怎么回事呢?结果发现一些家族存在遗传基因变异,我们把它叫做VHL,那么,这个组织在缺氧环境下会有怎样的反应?我们通过这点入手,来研究它跟氧气的关系,这就是我们当时研究的背景。”

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格雷戈·塞门萨说,“我们当时希望了解红细胞的生成,红细胞是给我们身体细胞传送氧气的,后来我们发现有这么一个蛋白质——HIF1,低氧诱导因子,身体处于低氧情况下,这个蛋白质好像开关被打开了一样,就会增加氧气的供应,增加红细胞的生成,甚至是增加血管的生成。另一方面会降低身体细胞耗氧程度,达到比较好的平衡。”

米歇尔·马约尔也谈了他的好奇心来源:我们抬头看天,会发现很多星星,星星到底是怎么形成的?我和迪迪埃两个人非常幸运,我们开发了这么一个工具,敏感性足够强,能够侦测到星体带来非常微小的振动。借助于这样一个工具,我们发现了很多行星,跟我们之前想的不一样,有的运转周期真的非常短,可能就是一天两天,可以说我们实现了比较古老的梦想。”

迪迪埃·奎洛兹补充,“我们发现第一颗系外行星,已是25年前的事了,那时我还是我导师的学生,那感觉太有意思了!为什么我们要花这么长时间,才能找到太阳系以外的行星?这个想法蛮古老的,我们一直都知道太阳系以外一定有别的行星,但要找到是非常困难的,唯一的方法就是观测这些恒星的速度。”

他提及,有几个要素的助力。一是光谱学快速的发展,另外就是光纤,现在用来做通信行业的,提供了比较稳定的工具,还有运行速度非常快的小电脑,借助这几个要素,设计出比较稳定的工具,就找到了51飞马座这样一个行星。

“这个行星跟我们太阳系行星非常不一样,我们发现的第一颗行星就如此不同,虽然是系外行星,但能帮助我们更好了解太阳系内的行星。”

其它行星是否有生命?这是一个有科学维度的问题

人们于是好奇:太阳系外有行星,那有没有生命?如果有,又有多高级? 两位诺奖科学家也在继续探索。

迪迪埃·奎洛兹说,生命就是由各种各样的化学物质构成。是不是存在一些元素可以保护星球,可以保护星球上各种环境?因此,一些人开始倒退构建原始状态,比如,地球上的水是地球刚刚出现时就有,还是后来出现的?

我们是否真能找到别的星球生命?他认为还不确定,除非找到一个星球,跟地球一模一样,那就可以肯定这个星球上一定有生命,不然的话虽可能有生命,但跟我们非常不一样,也许就被我们错过了,因为我们根本不知道该看什么,该关注什么。

米歇尔·马约尔谈到,我们以为,有很多星球有合适的条件,让生命出现。整个宇宙有数百亿、数千亿颗星球,肯定有这种可能的合适条件组合,可能有上百万颗。我们要思考,生命到底是宇宙演变当中正常的一定会出现的一部分,还是说就是非常独特的,独一无二的?这好像听上去是哲学问题,但也是一个有科学维度的问题,归根到底,是我们要解读的非常根本性的问题。

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先有科学假设去解答问题,还是先有工具再解决问题

研究宇宙的两位科学家,是借助一个工具,才发现系外行星的,细胞氧研究发现的路径却非常不同。

威廉·凯林说,我们的工作之所以进步很快,是因为世界在生物化学,生物分子的进步。在上世纪80年代、90年代,要花很长时间的工作,现在很快就可以完成。

“我们在2000年,才开始有这样一个人类的基因图谱出来,现在测序很快就能够完成。当初做两个基因HIF等,我们是借助于美国癌症中心,把两个基因分离出来,用的是当时所谓原始做法,现在,电脑上很快就能完成基因分离。”

格雷戈·塞门萨说,我们当时只知道一个基因是由HIF下来控制的,现在我们就发现4000个基因都由HIF来控制,但是人类总共有20000个基因。你可以想象,我们进展的速度。之所以这么快拿到结果,就是因为技术发展非常快。

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威廉·凯林说,“世界上可以分成两种,一种是从问题开始:先想好一个问题,再去看有哪些技术可以帮助回答。还有一些科学家比较熟悉某些技术,会研究哪些技术可以回答什么样的问题。我和我的搭档属于老派的:头脑中先有一个问题,再想怎样的技术可以帮助我们。年轻人常常被最炫最潮流的技术吸引,我问他们,你用这个技术可以解决什么?他们满脸困惑,因为没有想过。我还是要提醒,新技术当然很好,但你要想一想,万事万物是怎么运作的?”

米歇尔·马约尔补充说,对于患者,大量的数据非常有用,我们搜集成千上万关于乳腺癌患者的基因,就可以跟实验室中的模型验证起来看,看实验室模型是不是具有现实意义。把实验室和真实患者情况结合,我们就能有信心,知道我们做的事情对患者有现实意义,也许在将来能够有一些新疗法问世。

获诺奖的人跟普通人看世界有什么不一样?解决疑难的问题是共性

两组获奖者,都关注的是人类不太能看到的事情,一个是细胞,一个是系外行星。他们的脑回路会跟普通人有什么不同?

米歇尔·马约尔说,归根到底都是出于好奇心,我们对宇宙的好奇心。绝大多数人抬头看天空,会好奇这个闪亮的星星是怎么回事?我们也同样。

格雷戈·塞门萨以为,“作为科学家,我们看待世界会戴上特殊的眼镜,我们经常问,我们看到的东西跟我们的研究有什么关系?我们试图从自己工作的角度,来理解我们所看到的,我们的视角非常宽?比如氧气对我们来说非常重要,在研究氧气方面也有很多革命性进展,把我们研究的领域,延伸到日常生活,并不困难。”

迪迪埃·奎洛兹说,我们手里的很多技术,都是从最基础的研究开始的,比如电,就算天文研究,电也能够加深我们对地球的了解。这个世界最最好的实验室,不在地球,其实在宇宙里面,在宇宙里能找到最冷的、最热的地方,密度最大的、密度最小的地方。整个人类能继承下来的所有知识,都基于好奇心。所有的一切都会有开头,这个开头就是纯粹的好奇心驱动,纯粹的基础研究。

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威廉·凯林说,所有科学家都有一个共性,都有兴趣解决非常有意思的难题。这些难题到底是什么?这是个人喜好的问题。我们今年诺贝尔奖医学奖三位得主,就是对临床一些疑难问题有兴趣。就算你不是一个医生,如果说你屏息几分钟,你会感受到没有氧气所带来的窘迫,你可能就会比较好奇。解决疑难,就是我们的共性。

中国能够成为在科技方面领先的国家,需要培养一种科学文化

近年来,中国在天文物理和生物医疗方面投入很大,将在国际科学合作中扮演怎样的角色?

威廉·凯林谈到,全球都看到中国在科技方面的大量投入,因此,我们对于中国的期待值非常高,希望中国继续成为在科技方面领先的国家。但是,有一点不得不友情提醒,别把对科技的投资、投入跟所谓可交付的东西挂钩,这只会促进短期行为。我们一再观察到,真正带来革命性变化的技术,都源于一些基础的研究,基于好奇心的研究。

格雷戈·塞门萨说,科学最重要的就是创造力,还要敢质疑现有的秩序。要在科技上有突破,必须要有一定程度的自由思想、自由行动,这得从年少的时候开始。如果有一种鼓励人们创新思考的教育体系,将非常有帮助。

米歇尔·马约尔说,“30多年前,我有幸和中国天文学家合作,当然还有欧洲、南美的科学家,我想再强调一下,科学是没有国界的。”

迪迪埃·奎洛兹说,“要把所有精力都花在培养一种科学文化上,这需要从早期教育开始。我们要去多看别的知识,也要能够不受限制进行国际合作。这当然是理想化的世界,我们要在现实中,尽量向理想化世界靠拢——毕竟我们需要设法借助于我们能够找到的地球上所有的智慧大脑,一起协作,一起推动进步。”

(责编:唐小丽、轩召强)
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