诺奖得主,留在时间里的科学功绩和有趣灵魂

2024-10-14 16:07:37 来源: 《环球》杂志

 

2016年2月11日,美国加州理工学院、麻省理工学院以及LIGO的研究人员当天在华盛顿举行记者会,

宣布他们利用LIGO探测器于2015年9月14日探测到来自两个黑洞合并的引力波信号。

图为LIGO联合创办者基普·索恩(前右)与雷纳·韦斯(前左)拥抱在一起

/《环球》杂志记者华义杨汀徐弘毅郭爽许苏培

编辑/马琼刘娟娟

  诺贝尔奖,在常人看来往往是那么地耸入云端,那些难以听懂的理论太过高深。而实际上,诺贝尔奖嘉许的,常常也是与我们生活有紧密联系的研究成果。

  2024年诺贝尔奖各奖项正陆续揭晓。《环球》杂志记者回顾几位近年曾经采访的诺贝尔奖获得者,时光流转,但他们的研究成果对于大众生活的影响从未减弱,他们依然言行生动,个性充满魅力。

 

本庶佑:诺奖背后的医学突破与科研省思

  2018101日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯·艾利森和日本科学家本庶佑,以表彰他们在癌症免疫治疗方面所作出的开创性贡献。

  评奖委员会介绍,两名科学家“松开”了人体的抗癌“刹车”,让免疫系统能全力对抗癌细胞,“现在已彻底改变了癌症疗法”。

  艾利森的主要工作是在实验室里对一种名为CTLA-4的蛋白质进行深入分析,当时他和多名科学家都观察到CTLA-4能对与人体免疫T细胞起到“刹车”作用。

  谈到PD-1的发现和应用过程,本庶佑在接受《环球》杂志记者采访时进行了通俗易懂的解释。他说,PD-1是人体血液内免疫细胞上的一个分子,1992年他首次发现这个细胞,继而用小鼠试验证实,“阻击”PD-1会解除免疫细胞受到的束缚,使其全力对抗癌细胞。2006年,他的团队开始就“抗PD-1疗法”进行临床试验,2012年首次发表临床试验结果。2014年,相关药物被开发出来,日本厚生劳动省批准其适用于部分皮肤癌和肺癌的治疗,20179月,胃癌也被列入适用范畴。

  本庶佑在获得2018年诺贝尔生理学或医学奖后表示,希望他这次得奖能够进一步加速基础医学领域的发展,给从事基础研究的研究人员带来勇气。他说,基础研究非常重要,但研究成果要回馈社会耗时较长,期待社会能够更加宽容地对待基础研究。

  本庶佑还在小学生的时候就对自然科学产生了浓厚兴趣,他会用望远镜不厌其烦地观察夜空,为看到土星环而感动,并曾想成为一名天文学家。即便上了年纪,成立获得诺奖的名人,他依然怀有一颗童心。据日本媒体报道,本庶的兴趣爱好是高尔夫,会与2015年诺奖获得者北里大特别荣誉教授大村智一起打打高尔夫,他戏称“打第二杆球到果岭的时候,突然倒地不醒而去是一种理想的死法”。

  诺贝尔科学奖主要颁发给基础科学领域的重大原始创新性成果,而基础研究成果从出现到获得高度认可通常需要相当长时间。

  研究发现,日本新世纪19名诺贝尔科学奖得主的平均获奖年龄为69岁,做出获奖奠基性成果的平均年龄为41岁,两者之间的时间差为28年。本庶佑从上世纪70年代就开始研究免疫抗体,他的主要成果是1992年获得的,从出成果到获得诺奖等待了26年。

  本庶佑在接受媒体采访时曾表示,他开展研究工作时,正赶上日本科研经费增长期,从年轻时就能够获得研究补助资金,得到周围人们的各种支持,所以他从来没有过放弃研究的念头。但他也认为,日本科研人员退休年龄延长,客观上占据了青年科研人员的位置,所以有必要打造竞争性科研环境,让青年科研人员有更多机会,加强培养青年科研群体。

 

基普·索恩:在黑洞与时空中穿行的科学诗人

  每次路过美国加州理工学院物理学家基普·索恩的办公室,《环球》杂志记者都会在门口驻足。那里挂着一块牌子,记录着索恩与霍金的赌局——关于黑洞的存在以及它们如何影响宇宙中的引力波传播。那不仅仅是科学家之间的游戏,更是他们面对人类未解之谜时挑战已知探索未知的态度和勇气。

  从小就思考“宇宙之外是什么”和“时空到底是什么样的”的索恩,迄今为止科学生涯中最为重要的时刻,莫过于他在引力波探测领域的重大突破。

  引力波是由大质量天体的运动引起的时空涟漪,但由于信号极其微弱,科学家们长期无法直接探测到它们。尽管这一预言在理论上成立,但引力波是否真的存在、它能否被探测到,是物理学家们争论不休的焦点。

  索恩坚信引力波存在,并且有望在未来通过精密的仪器进行探测。1990年代,他与麻省理工学院的物理学家雷纳·韦斯和加州理工学院的巴里·巴里什联手发起了LIGO(激光干涉引力波天文台)项目。这个耗资数亿美元、动员全球数百名科学家的项目,旨在利用极其精确的激光干涉技术,探测到来自遥远宇宙的引力波信号。

  然而,LIGO项目并非一帆风顺。多年来,科学家们一直在为探测灵敏度和技术障碍而苦苦奋斗。面对外界的质疑和内部的技术难题,索恩始终保持着信心。2015年,LIGO终于取得了突破:914日,两个黑洞并合产生的引力波信号首次被探测到。这是人类历史上第一次“听见”宇宙深处的声音。

  因引力波的发现,2017年,索恩、韦斯和巴里什共同获得了诺贝尔物理学奖。诺贝尔委员会称他们的发现“为人类观察宇宙打开了全新的窗口”。引力波的成功探测,不仅验证了爱因斯坦的广义相对论,还开启了引力波天文学的新时代。

2017年10月9日,瑞典皇家科学院宣布将2017年诺贝尔经济学奖授予美国经济学家理查德·塞勒,

以表彰他在行为经济学研究领域作出的突出贡献。图为塞勒当天在芝加哥家中与朋友视频聊天

  除了黑洞与引力波,索恩还提出了许多大胆的科学猜想,其中最著名的当属他对虫洞的研究。虫洞,即时空中的隧道,是广义相对论的另一种预测,这种假设让人类可以通过它们实现“时空旅行”,从宇宙的一个地方瞬间到达另一个地方。索恩是最早一批严肃对待虫洞可能性的科学家之一,尤其是他对虫洞作为时间旅行工具的研究。

  索恩并不仅仅停留在理论上,他甚至用他的研究帮助朋友、著名科幻作家卡尔·萨根为小说《接触》中的时间旅行部分提供科学依据。萨根为《接触》构思了一个关于外星人和人类通过虫洞进行交流的故事,但他不确定这种设想是否具有科学依据,于是向索恩求助。索恩为小说提供了基于物理学的模型,使得虫洞不仅看似合理,而且被大众广泛接受为可能的科学概念。

  2014年,索恩作为科幻电影《星际穿越》的科学顾问,帮助导演克里斯托弗·诺兰将一部关于宇宙旅行的电影打造成科学与幻想的完美结合。《星际穿越》中的虫洞、黑洞“卡冈图雅”的视觉效果,都是基于索恩的计算和物理模型。为确保影片中科学理论的准确性,索恩设计了详细的方程,甚至编写了新的计算程序,用以生成黑洞的视觉效果。影片中的黑洞形象不仅震憾了观众,还成为科学家们研究的对象。

  索恩对科幻电影的参与,不仅展示了他对科普的热情,也表明他希望通过娱乐的方式让更多的人理解物理学的奥秘。通过《星际穿越》,索恩成功地将时间膨胀、虫洞等复杂的科学概念引入大众视野,激发了无数人对宇宙奥秘的兴趣。诺兰曾表示:“没有基普,这部电影根本不可能实现。”

  这种科幻与科学的交融使索恩成为了打破时空界限的先锋。他的虫洞研究不仅是理论物理学的重要成果,也为未来探索时空旅行提供了理论基础。尽管目前尚无实际实验支持虫洞的存在,但索恩相信,如果能找到合适的能量形式,或许有一天人类真的能通过虫洞穿越宇宙。

  索恩还是一位充满激情的教育者。他在加州理工学院担任荣誉教授,培养着下一代的科学家。他深知,科学的未来在于年轻人,在于那些怀抱好奇心和梦想的年轻科学家。通过LIGO项目、学术讲座和公开演讲,索恩始终致力于激发人们对物理学的兴趣,尤其是在宇宙学、引力波和时空领域。

 

理查德·塞勒:谁都不是“明白人”

  2017年,美国经济学家理查德·塞勒因其在行为经济学领域的突出贡献获得诺贝尔经济学奖。塞勒致力于经济学和心理学等交叉学科的研究,主张人在经济活动和决策中的有限理性,挑战了经济学传统的“理性经济人假设”。

  现年79岁的塞勒依旧活跃在教学一线,其代表性的“助推”理论也在公共政策设计领域持久而深刻地影响着世界。在他的引领下,一大批经济学家进入行为经济学研究领域,不断发展理论和实证检验方法,让行为经济学从曾经饱受争议的边缘学科,变成主流经济学研究最重要的分支之一。

  一度,阿姆斯特丹史基浦机场的男厕小便池里都蚀刻了一只苍蝇图案。据设计者介绍,苍蝇图案让男士解手时找到了瞄准的靶子,集中注意力提高准头,能够减少80%的“旁逸斜出”,有效降低了机场的清洁成本。

  这是塞勒个人最喜爱的有关“助推”的例子,他把它写进了和卡斯·桑斯坦合著的《助推:如何作出有关健康、财富与幸福的最佳决策》一书。翻阅塞勒的著作,我们会看到大量如“画苍蝇”这般生动的案例,用来说明他学术研究所指向的重要结论:人作为所有经济活动和决策的主体,会受到各种心理作用的影响,理性不足,经常“犯错”。而通过一些设计和“助推”,有助于解决问题,更好决策。

  刚得知获奖消息时,塞勒感慨,诺奖的肯定对他来说意义非凡,因为自己在40年前开启这项研究时,“行为经济学还是一片荒野”。行为经济学是如何一步步由边缘走向主流的?以塞勒为代表的一大批极具开拓思想和斗争精神的经济学家的不懈推动,居功至伟。

  普通人在日常决策中无法做到完全理性,这一点毫无争议。然而经济学模型需要简化,追溯到亚当·斯密时期的经济学理论,最重要的一点便是“经济人”假设:个体在经济决策中具有完全理性,能够在完全信息的前提下实现效用或利益最大化。这一假设帮助经济学家建立严谨的数理模型,在微观经济学和宏观经济学中得到广泛应用。

  随着理论和实证研究的发展,“经济人”假设的局限性越来越明显,经济学家开始通过引入越来越多现实世界的复杂性,不断完善和修正“经济人”模型。也正是在对传统经济模型修正的合流中,行为经济学迎来发展的春天。这其中,塞勒作出了不可磨灭的贡献。

  面向业界同行,塞勒在《美国经济评论》和《金融学期刊》等知名期刊上发表大量文章,列举违反传统微观经济学理论的经济行为实例;针对大众读者,他出版了《赢家的诅咒》《准理性经济学》等多本行为经济学畅销书;服务政府机构,“助推”理论帮助全球多个国家和组织优化公共服务设计,减少政策成本。2020年,世界卫生组织发起了“行为洞察计划”,聚焦包括流行病、疫苗接种和年轻人群的风险承担问题等在内的多项公共卫生问题。

  曾获2002年诺贝尔经济学奖的美国心理学家丹尼尔·卡内曼将自己的获奖归功于塞勒,称后者是“首位将心理学引入经济学,开创了行为经济学”的学者。

  尽管总是自称“出了名的懒人”,但塞勒在为行为经济学背书站台时可谓相当勤奋。在2016年奥斯卡获奖电影《大空头》中,塞勒出现在拉斯维加斯赌场。“把人想象成以逻辑指导行为的动物,实在是疯狂之举。”这正是他在电影中的台词。他终其一生都在论证这句话:谁都不是“明白人”。

  时至今日,塞勒依旧没有杀死“经济人”,行为经济学的发展也面临着种种质疑,一些经济学家认为行为经济学缺乏全面的理论框架。对于这些批评和质疑,塞勒在自己《“错误”的行为》一书中早有回应:“我们无须抛弃已经掌握的经济学和市场知识。对于‘假设所有人都是理性经济人’的理论,我们也不必弃之不理,它可以作为研究的起点,为建立更符合实际情况的模型奠定基础。”

手机版