被物理学家抢走的诺贝尔化学奖

作者: 林文霞

来源: 中科院物理所

发布日期: 2017-10-14 12:02:42

本文讨论了物理学家获得诺贝尔化学奖的现象,分析了这种现象的原因和意义,并举例说明了物理技术在生物化学研究中的应用。

2017年的诺贝尔化学奖授予了Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson,以表彰他们对冷冻电镜技术的发展,提高了生物分子成像质量。这一奖项给做生物物理的同行带来了很大激励,更加促使了物理、化学、生物和数学各学科的融合,以及物理技术对分子层次生命科学的推动。

无独有偶,物理学家抢走诺贝尔化学奖并不只这一次。根据维基百科列出的1990年以来诺贝尔化学奖的名单,其中有13次发给了物理学家。仔细分析近些年诺贝尔化学奖,会发现诺贝尔化学奖十分注重生物化学的发展。除了物理学家拿到诺贝尔化学奖以外,自1990年以来,也有15次诺贝尔化学奖颁给了生物学方面的成就。化学的进步依赖于人们对分子层次、微观结构的了解,所以在原子、分子层面的研究,都有资格来拿诺贝尔化学奖。

对于原子、分子的研究,依赖于先进的技术。很大一部分物理学家在做应用物理的发展,促进物理技术对生物大分子的研究。例如,2014年诺贝尔化学奖得主Eric·Betzig,先后毕业于加州理工学院的物理学系和康奈尔大学的工程物理学博士专业,是应用物理学家。

早些年他博士期间以及在贝尔实验室工作时,研发了近场光学显微镜(SNOM),之后凭借荧光活化定位显微技术(FPALM)实现超高分显微成像,获得2014年诺贝尔化学奖。

而对于一些具有重大价值的物理理论,能够应用于原子、分子层面的研究,也能够拿到诺贝尔化学奖。例如,1998年的诺贝尔化学奖颁与沃特·科恩(美)和约翰·波普(英)。沃特·科恩提出的密度泛函理论对化学作出了巨大的贡献。密度泛函理论是指一个量子力学体系的能量仅由其电子密度所决定,将电子密度作为研究目标来取代薛定谔方程中复杂的波函数。

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