在你的研究領域,有哪些前途無量的、將來可能獲得諾貝爾獎的新興研究?

本題已加入知乎圓桌 ? 2017 諾貝爾獎巡禮,更多「諾貝爾獎」相關話題討論歡迎關注。


題目里【新興】的限制比較大,稍微放寬些,說一下我們眼中三個領域的研究熱點,一家之談,僅供參考:)

先來生理學或醫學獎的

1. 基因編輯技術CRISPR:太過於年輕的CRISPR大概還沒有排到諾貝爾獎的號碼牌。但關於它和它的應用,大家都非常熟悉,就不詳細說了。

2. PD-1:癌症免疫治療新星,無論前途還是錢途,都一片大好

PD-1全名叫做程序性細胞死亡蛋白-1,是一種重要的免疫抑制分子。以PD-1為靶點的免疫調節對抗腫瘤、抗感染、抗自身免疫性疾病及器官移植存活等均有重要的意義。其配體PD-L1也可作為靶點,相應的抗體也可以起到相同的作用。

正常情況下,PD-1存在於人體的殺傷性T細胞表面,PD-L1則位於正常組織細胞表面,兩者關係如同鎖孔與鑰匙,相互扣成一環。當PD-1和PD-L1呈嵌合狀態時,T細胞功能被封閉,作用得不到發揮。這樣組織細胞能免受殺傷性T細胞攻擊、受到保護。但不幸的是腫瘤細胞逃避T細胞摧毀的一種途徑是通過在它表面產生PD-L1,當免疫細胞T細胞表面的PD-1識別PD-L1後,可以傳導抑制行信號,T細胞就不能發現腫瘤細胞和向腫瘤細胞發出攻擊信號。

到目前為止,抗PD-1單抗藥品已經獲批用於黑色素瘤、非小細胞肺癌、頭頸部鱗癌、經典型霍奇金淋巴瘤、尿路上皮癌、腎細胞癌、或少數實體瘤比如肝癌和胃癌。

3. micro RNA (miRNA):微量級的熱點。微量說的是體型……

1993年生物學家報告了第一例miRNA——line4並發表在了細胞期刊上,最初被認為是線蟲所獨有而未能引起廣泛關注。隨後其它科研團隊在自然雜誌上報告了第2個miRNA——let7,由於它在數個不同的動物中有同源RNA,因此逐漸引起關注。

miRNA是在真核生物中發現的一類內源性的具有調控功能的非編碼RNA,其大小長約20-25個核苷酸。成熟的miRNAs是由較長的初級轉錄物經過一系列核酸酶的剪切加工而產生的,隨後組裝進RNA誘導的沉默複合體,通過鹼基互補配對的方式識別靶mRNA,並根據互補程度的不同,指導沉默複合體降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻譯。

研究表明,miRNA參與細胞內各種各樣的調節途徑,包括發育、病毒防禦、造血過程、器官形成、細胞增殖和凋亡、脂肪代謝等等。最近的研究同時發現,miRNA表達與多種癌症相關,這些miRNAs所起的作用類似於抑癌基因和癌基因的功能。

4. PI3K信號通路:這個是經典中的經典了

PI3K是英文phosphatidylinositol-3-kinase(磷脂醯肌醇-3-激酶)的縮寫。PI3K通路已經被證明了與糖尿病的發展有關,同時它也是一種經典的癌細胞驅動因子,連接著生長因子信號和下游的很多信號通路,比如細胞增殖、細胞代謝和細胞存活等。

幾乎在人類的每一種癌細胞中,許多研究發現在多種類型的人類癌症中都存在PI3K異常,因此PI3K可以作為一個經典的抗癌藥物的關鍵靶點。目前,針對PI3K的幾種抑製劑已經被陸續開發出來並且有些已經通過了臨床測試。但以現階段的結果匯總來看,PI3K抑製劑藥物在臨床應用方面效果並不理想,對於提高癌症病人生存率並無顯著效果。

最近,來自美國wistar研究所的科學家們進行了一項新的研究,他們發現單獨使用PI3K抑製劑進行癌症治療可能會促進腫瘤細胞的侵襲性以及向其他器官的擴散,進而導致病人病情惡化。近日,該項研究的相關研究成果發表在國際學術期刊PNAS上。

5. 調節性T細胞:免疫治療的下一個矚目對象

調節T細胞(Treg)是一群具有負調節機體免疫反應的淋巴細胞,通常起著維持自身耐受和避免免疫反應過渡損傷機體的重要作用,但也參與腫瘤細胞逃避機體免疫監視和慢性感染。最早也曾被命名為抑制T細胞,因缺乏明確的表面標誌,研究長期處於尷尬和停頓的境地。調節性T細胞最重要的分子標記是一種轉錄因子Foxp3,在所有調節性T細胞中均可發現有多量表現。

調節性T細胞在控制免疫耐受和免疫響應方面的關鍵作用使得它們成為了多種疾病的潛在治療靶點,包括自身免疫性疾病、移植物抗宿主病和癌症。

6. 表觀遺傳學:一眼看過去,不懂在講什麼

表觀遺傳學是生命科學的熱門領域之一,每年科研工作者貢獻無數篇探討各種疾病與之相關的論文,如果表觀遺傳學最終獲獎,由哪幾位科學家來分享獎金定會讓評審們十分頭疼。

我們都知道生物的外在性狀是由其DNA序列所決定的。然而,表觀遺傳學的研究結果發現,生物的遺傳性狀還可以被DNA序列以外的因素決定,即便具有相同的DNA序列,性狀的表觀差異仍然可能存在並向後代遺傳。表觀遺傳的現象很多,目前已知的有DNA甲基化,基因組印記,母體效應,基因沉默,核仁顯性,休眠轉座子激活和RNA編輯等。

想補充一句,到目前為止,幾乎所有獲得諾貝爾生理學醫學獎的研究,從發現理論到變成一個較為成熟的研究領域,都跨越了20到30年。包括今年的獲獎成果,也是從上世紀90年代初開始的。(2012年的誘導性多能幹細胞,ips細胞,屬於為數不多的例外,從2006年第一篇論文發表到摘取桂冠,僅僅花費了6年時間。)

再來物理學獎的。生命科學的說了好多,物理學獎只說一個。

暗物質探測

已故的著名天體物理學家、中科院院士陸埮曾總結道,有兩種測量宇宙質量的方法——力學方法和光度方法。力學方法可以測量出物質的總質量,光度方法可以測量出發光物質的總質量。

各種測量都表明,力學方法所測出的質量遠遠大於光度方法所測出的質量。而且,探測的範圍越大,測量結果差別越大。

如果在被觀測區域,只存在那些可觀測到的發光物質,是無法解釋這種差別的。於是有人提出了「暗物質」這一概念,也就是說,在這些區域,存在一些有質量的物質,是不發光的。一開始,還有持其他意見的學者認為不存在暗物質,他們提出,採用修改引力定律的方法,也能夠解釋這兩種測量結果的差異,但隨著觀測結果的增多,這種修改變得越來越困難,也更加證明了暗物質的存在。

存在多少呢?一般認為,宇宙中存在26.8%的暗物質。目前科學家們正在通過加速器探測、地下探測、空間探測三種方法,找尋這種「幽靈粒子」。一旦發現,必將刷新我們對宇宙的認識。

最後,化學獎的。

如果想拿化學獎,我們都認為可以看看物理學或生命科學領域的研究熱點,畢竟,諾貝爾化學獎最喜歡的就是把獎頒給物理學家或生物學家嘛……

說正經的,今年的引文桂冠獎已經給了三個很化學的方向。

1.C-H官能團化(C-H Functionalization)

2. 實體面材的多相催化在氨合成領域的應用

3. 鈣鈦礦材料的發現和太陽能電池領域利用

其中,特別想說下第三個方向。

太陽能作為環境友好的清潔能源,在新能源領域一直擁有一席之地。太陽能電池的開發更是為當前能源危機的困局提供了有力的幫助。太陽能電池的基本原理非常簡單,無非是把太陽能轉換成電能來為其他電器提供電力,但能量轉換效率以及電池材料的性質以及成本問題一直制約著太陽能電池的大範圍商業化。

來自日本的宮坂力(Tsutomu

Miyasaka)教授、韓國的朴南圭(Nam-Gyu Park)教授和來自英國的亨利·斯奈斯(Henry Snaith)課題組研製並利用鈣鈦礦材料作為太陽能電池中的吸光素材,將吸光效率提高到了3.8%,點燃了太陽能電池領域對於新型材料研究的熱情。

有趣的是,鈣鈦礦(perovskites)這個名稱不僅僅指在鈦酸鹽中含有鈣元素的物質,同時也一併指代所有具有ABX3晶格機構的化合物。

ABX3晶格結構示意圖

在日本與英國的科學家合作後,他們在基礎的鈣鈦礦材料中添加了氯元素,增加了材料的擴散長度。這樣,根據半導體的基本性質,擴散長度的增加提高了載流子的數量,使其產生了更多的電子和空穴,提高了內部的電流,使電荷密度增加,太陽能電池的效率大幅度提升。

https://www.chemistryworld.com/feature/the-power-of-perovskites/7659.article

以上。

作者:張璞 老田 蕩漾喵

出品:科普中國

監製:中國科學院計算機網路信息中心


我來說兩個計量經濟學領域的吧。雖然不算非常「新興」,但是按照經濟學獎的習慣,一個理論提出很久之後才能拿獎幾乎是肯定的。

熟悉計量經濟學的同仁應該都知道,計量經濟學有兩大「門派」:簡約式(reduced form)和結構式(structural form)。在過去的二三十年間,這兩大門派蓬勃發展,方法論上對立、解決的問題統一,已經成為了幾乎每一個實證經濟學家繞不開的工具。

這其中,兩大門派的掌門人自然是獲得諾獎的熱門人選。

先說簡約式吧,Angrist 和Imbens顯然是這個領域的最熱門人選。在他們的積極推進下,「擬實驗(quasi-experement)」-反事實(counterfacturals)的框架已經被廣泛接受並且海量應用在經濟學的各個領域研究裡面。常用的方法比如匹配法(Matching)、雙重差分和雙重變化(DID/CIC)、局部平均處理效應(LATE)等等都有其重要貢獻。所以我想如果這個領域拿獎,那麼這兩個人是逃不開的。

諾獎有的時候會同時頒發給觀點相反的兩個人,比如有效市場和行為金融,以示不偏不倚。如果在這個領域也按照這麼來做的話,那麼很尷尬的事情是,跟他們有激烈爭論的Heckman早在2000年就拿獎了,所以不會出現Angrist和Heckman共同拿獎的情況出現了 。

當然,雖然他們經常吵來吵去,但是從數學上來看其實並沒有那麼嚴重的分歧,比如Heckman所主張的邊際處理效應MTE可以用Angrist主張的LATE來motivate,所以單純從數學上好像沒必要爭論。如果數學上有好壞,早就不用爭論了,最怕的就是數學上大家都沒錯,而是理念上的不同,這種爭論是很難徹底解決的。

如果說Heckman是勞動經濟學等領域的結構派先驅的話,那麼在產業組織理論(IO)裡面,就不得不提另外一個人了,就是Ariel Pakes。在IO最傳統的兩個領域:消費和生產領域,Pakes都做出了不可替代的貢獻:在消費領域,發展了BLP模型;在生產領域,發展了OP模型。跟Heckman一起獲獎的McFadden因為在離散選擇模型的貢獻獲獎了,而BLP則是在離散選擇上的複雜一點的拓展;至於生產領域的OP,現在不做structrual form的學者都要用,足以見其貢獻之大了。

不過稍微有點遺憾的是,前年Deaton因為在研究消費行為領域的貢獻而獲獎,Deaton的研究是連續的消費系統(Demand system),而Pakes沒能跟他一起拿獎,不知道是不是會單獨給他一個?當然,Pakes的貢獻實在太多,不僅僅以上這兩個貢獻,所以個人感覺Pakes完全夠格單獨拿一個的。

當然,以上說的這些東西算是比較老,但是真正大規模應用,特別是在國內大規模應用,也不算是多麼老的東西。不過如果只是算前途無量、可能獲諾獎這兩條標準,應該是夠格的。


謝邀 @Yui Yoshioka ,文章昨天修回了,不過炸藥獎的熱點也冷的差不多了,就算藉此機會講一點自己的真·本行吧……

自從擺脫了結構生物學的巨坑,一直在另一個越挖越深的坑裡撲騰,這就是「RNA表觀遺傳學/表觀轉錄組學」。對大多數小夥伴來說,這確實是個陌生的領域,先來給大伙兒一個感性的認識吧:

——Nature Methods雜誌將2016年的「年度技術」授予了「表觀轉錄組學分析方法」,這個honor是什麼來頭呢?該雜誌2015年的年度技術,是今年獲得化學炸藥獎的冷凍電鏡,2010年的年度技術,是2012年獲得炸藥獎的誘導多能幹細胞,2008年的年度技術,是2014年獲得炸藥獎的超分辨顯微成像;

——近兩年來,幾乎每周就會有該領域的重磅工作發表,包括數不勝數的CNS paper;

——在生命科學的前沿領域中,這是為數不多的一些由華人主導的方向之一;

——從事這一方向研究的老闆們平均年齡不到40歲;

——北大生科院今年唯一一個拿到tenure的PI,就是從事該領域研究的(伊老師的帥照自己去看吧Chengqi Yi』s Group)。

那這個研究方向到底要解決一個什麼問題呢?可能有的小夥伴聽說過RNA表觀遺傳學/表觀轉錄組學的「名片:m6A,還可能聽說過正處在上升期,前途一片大好的華人教授何川何boss。如果說太長不看,一句話,表觀轉錄組學所研究的就是RNA上【動態可逆】的化學修飾,以及它們對各種生命活動的調控作用——不過這樣說來有點太單薄,下面呢還是講一點更詳細噠~

芝加哥大學的何川教授

PS:之前給 @知識分子 寫過一個東西來DNA vs. RNA:生命的信息流到底誰說了算? | 專欄。不過那個就更長了,&<劃掉&>還刪了我很多梗&<劃掉&>,大家可以不用看了[手動滑稽]。


RNA表觀遺傳學/表觀轉錄組學歸根結底算是RNA轉錄後調控的一種。不過要說轉錄後調控,還要從中心法則開始講起。學過「中心法則」的小夥伴都知道,絕大部分生命體會把遺傳信息儲存在DNA中,遺傳信息通過轉錄流向RNA,再通過翻譯流向蛋白質,蛋白質是生命活動的主要執行者。很長時間以來,生命科學,特別是遺傳學的研究都是以DNA為中心的。在洪荒時代,克隆到一個基因是足夠讓一個PhD畢業的工作,而今年獲得生理醫學獎的三位科學家,也是因為最早克隆了period基因——這開啟了晝夜節律分子機理的研究。以至於在上世紀末人類基因組草圖繪製完成時,許多人都覺得,生命的最終奧秘就要被揭開了。

中心法則圖解

天道好輪迴,蒼天饒過誰,就像「物理學的大廈」和「世界只需要5台計算機」一樣,這樣的話很快就被打臉了。遺傳物質的所有編碼信息已經原原本本地放在那裡,可人們就是搞不清它們是如何在一起愉快玩耍的——就好比所有的字你都認識,可放在一起就不知道在說什麼的教材一樣。

這其中的調控機制涉及方方面面,比如傳統的順式元件和反式轉錄因子的研究,還有炸藥獎呼聲越來越高的「表觀遺傳學」——和我們這裡的主角有聯繫也有區別,告訴人們一個基因是怎麼表達的,蛋白質的修飾、定位、相互作用,以及各種酶的功能,告訴人們一個基因是怎麼工作的。

RNA的地位在這裡就有些尷尬了,它既不是遺傳信息的儲存者,又不是生命活動的主要執行者,似乎就是一個兩頭跑的打工仔,雖然沒它不行,可在DNA和蛋白質面前卻要矮上三分。不過大boss經常隱匿在路人當中,人們越來越意識到,很可能RNA才是中心法則最核心的地方。這是為什麼呢?DNA好比端坐朝堂的皇帝佬,儘管有著至高無上的權利,但一輩子不從皇宮(細胞核)里出來,要做的事還得靠下面的列位臣工(RNA),是RNA把來自DNA的指令落實到「田間地頭」。

上圖是我在「DNA vs. RNA:生命的信息流到底誰說了算? | 專欄」這裡繪製的一個插圖。從DNA轉錄出的RNA就像是來自水源的自來水,而對RNA的轉錄後調控就像是水管上的一道道閥門,從多個角度控制著遺傳信息的流動。我們來看這樣幾個例子

——同樣的基因序列,得到的蛋白質的序列就一定一樣么?當然不是,就好比織出的布不能直接穿在身上,而要經過剪裁和縫紉才能變成衣服,由DNA直接產生的RNA半成品中,很多是不會包含在成熟RNA中的,它們要在核內由相應的機制去除,這就是RNA的剪接。而正如不同的人有著不同的體型,衣服的尺碼也會不同,RNA在不同的情況下,也會有不同的剪接方式。這樣一來,在RNA可變剪接的調控下,同樣的基因序列,會製造出不同序列的蛋白質

——轉錄出的RNA,就要服服帖帖地奔赴「工作崗位」么?當然不是,RNA在細胞核中製造出來,卻要在細胞質中翻譯成蛋白質,就好比政令的下達要有一個過程,RNA從細胞核轉運的細胞質也是有快有慢的,在相應的調控機制下,同時轉錄出的RNA,可不一定同時翻譯成蛋白質

——蛋白質產量是僅僅由DNA轉錄水平決定的么?當然不是,在不同條件下,從RNA翻譯為蛋白質的速度是不一樣的,而且RNA還有一個大殺器,不想幹活了,分分鐘降解給你看,在不同的RNA降解速率下,即便初始的RNA量相同,得到的蛋白質總量也不同,這樣,同樣的轉錄水平,也會產生不同量的蛋白質


上邊是開始說正題的分割線[手動捂臉]。假裝大家都接受了轉錄後調控特別特別特別重要這個事情,那這個是不是值一個炸藥獎呢?2006年,安德魯·法厄與克雷格·梅洛由於在RNAi機制研究中的貢獻獲得諾貝爾生理及醫學獎。儘管這屆炸藥獎的人選後面有頗多爭議,但毫無異議的是,RNA干擾對生命活動有著非凡的意義。這是轉錄後調控中最早得到廣泛認可的研究成果,然而,動態可逆的RNA修飾(表觀轉錄組修飾)對生命活動的影響更加深入和廣泛,而這正是RNA表觀遺傳學/表觀轉錄組學研究的核心方向。

為何這樣說呢?前面所講的可變剪接、轉運出核、降解以及翻譯水平調節,目前實錘的證據下,RNA干擾僅僅影響了降解和翻譯,而RNA修飾則參與到所有這些過程,悄悄說,目前未發表的結果顯示,RNA修飾(表觀轉錄組修飾)還會影響mRNA多聚腺苷酸尾以及mRNA的定位——可以這樣講,動態可逆的RNA修飾參與到RNA從生到死的每一步。

講一段「官面」上的話,近年來,藉由高通量測序技術的進步以及與其它學科交叉的成果,RNA修飾領域逐漸連點成線,連線成面,開始向世人展示出一副極其絢爛的科學畫卷。而該領域最新的研究結果,也在逐步揭示RNA修飾與流感、艾滋病、白血病、阿爾茨海默病密切的聯繫。無獨有偶,在高等植物中,RNA修飾亦影響著其胚胎髮育、開花結果,乃至於抗病、抗非生物脅迫的生命過程。這都預示著RNA修飾的研究必將深刻地影響醫療、製藥、乃至農業的發展。


來說說神經領域的吧

  • 斯坦福大學的 Prof. Deisseroth:

Karl Deisseroth, M.D., Ph.D. 來源: Deisseroth Lab

Deisseroth Lab, Stanford University

Optogenetic,Clarity兩項,都是足以問鼎諾獎的技術。兩項技術,出於同一實驗室,Deisseroth拿諾獎的幾率,就幾乎是別人的一倍多。

1. 光遺傳學 (Optogenetic)

光遺傳

2. Clarity

視頻來源網站 : CLARITY opens window to brain circuitry, new era for neuroscience

為啥說一倍多呢,可能因為Clarity這個技術,其實已經有瑞士和日本的實驗室在做類似的探索了,只是使大腦組織透明的方法不同。

張峰 來源 :MIT網頁

McGovern Institute for Brain Research at MIT

Zhang Lab

其實張峰同學不但對Crisp-cap9基因編輯技術有貢獻,Optogenetic他也參與了。

只是,他都是跟別人合作,或者有一定競爭關係,所以,也不是特別確定能拿。當然,人家還年輕,誰說以後不會再搞出什麼新的技術。

  • fMRI

fMRI 圖像處理過程

相關原理,是在上世紀90年代初提出的,之後很快就在實驗中被驗證可行。目前,這項技術,已經成為神經科學領域中,一項非常重要的研究方法。

小川誠二 (おがわ せいじ Ogawa Seiji)

日本科學家小川誠二,在著名的貝爾實驗室工作時,提出了用基於血氧水平(Bold)的功能性核磁共振成像(fMRI)來監測局部腦區的神經活動。

Karl Friston

Karl Friston教授的貢獻,主要是在於fMRI數據的分析方面。因為掃描的結果,只是大量的數據,在結合腦部結構,用三維立體的方法,構建出不同腦區活動的可視化圖像,如何定量地進行統計分析,也是非常重要的問題。

另外一個回答:

知乎:如何看待 Karl J. Friston 獲 2017 年引文桂冠

  • 雙光子顯微鏡與鈣成像 (Two Photo Microscopy and Calcium Imaging)

雙光子顯微鏡原理

Physics Tree - Watt W. Webb

Winfried Denk

馬普神經生物學研究所

雙光子的故事,可能也能單獨寫篇文章了,留著以後慢慢講吧。其實,就原理和實際應用上面,這是我非常欣賞的一項技術。

單細胞測序

不是神經領域專用的技術,但是,我覺得也是前途無量的一項技術。得不得諾獎,這項技術正在改寫生命科學的很多基礎理論,它對醫療和健康領域帶來的變革,是可以跟基因編輯相提並論的。

原創性研究方面:

  • 離子通道結構
  • 基底神經節(Basel ganglion)與獎勵(Reward)
  • 鏡像神經元
  • 意識的基礎
  • Face
  • 聽覺編碼
  • 注意
  • 工作記憶
  • 決策機制
  • 睡眠
  • Ossilation

想了挺久,感覺每一項都能寫篇文章出來,今天就先寫個提綱,提交了吧。對於這些研究領域,我比較看好能拿獎的是離子通道,獎勵機制,鏡像神經元,意識的基礎,因為有比較明確的開創性發現者。

其他幾個領域,這些年也都是神經科學領域的熱點,都有明星級的科學家。但是,說到大的原創性,又好像大家都比較平均,沒有誰特別突出的,所以,比較難產生諾獎。

今後有空,再來慢慢逐個領域梳理吧。


2016年的諾貝爾獎頒給了拓撲相和拓撲相變,可能最近幾年的物理學的諾獎要向著其他幾個領域去傾斜了。不過這個拓撲這個領域一旦開啟了「諾獎模式」,很可能是一個根本停不下來的領域。所以,先拿開山祖師三位大神的皂片鎮個樓:

拓撲本質上其實原本是一個數學概念(數學學科),對於一個不太懂它的人來說,大體上就是說甜甜圈和輪胎是同一個東西(尷尬)。不過自從2016年拓撲得了諾獎之後,一大波來討論這個領域到底是啥的科普文紛紛現身,物理學中的拓撲才漸漸揭開了它神秘的面紗。這裡就不去再一一回顧了,推薦中科院物理所裡面系列的專欄文章,都是所里的大牛出品,都是精品。

中科院物理所 - 知乎

簡單聊幾句,為什麼覺得拓撲這個領域在可以預期的未來,必將盛產很多諾獎。學物理的童鞋基本上都了解一個常識,對稱性在物理學中的地位非常重要。這裡隆重推薦一下一位著名的德國女物理學家(恩,也是數學家),艾米·諾特。

對,就是這位被稱為「現代數學之母」的物理學家,給人們揭示了對稱性和守恆率之間的關係,這才讓人們深刻的認識到了對稱性在物理學中扮演的基石般的作用。到後來朗道系統的完善了他的對稱性破缺理論,加上朗道的費米液體理論,差不多就是現代的凝聚態理論的基礎。

(朗道大神,必須給一張帥氣的皂片啊)

在差不多半個世紀的時間裡面,人們幾乎形成了一個共識,即凝聚態領域已經形成了一個系統的由朗道理論構建的完整體系,我們需要做的就是將其應用到一個個具體的系統裡面去。(推薦兩篇文獻,Landau and Lifschitz(1958); Ginzburg and Landau (1950))

這是宏觀上的,說的具體些,我們知道物質有許多不同的態(或者說不同的相)比如水的固液氣等等,描述這些態,可以用某個態具有的特性的序來進行。人們認識到了序和對稱性(對稱性的破缺)是緊密相關的,進而建立起一套完整的對稱性破缺的理論。直到人們技術上可以實現超強的磁場,極低的溫度後,物理學家發現了一種全新的物態,分數量子霍爾態(FQH)。細節可以看Laughlin1983年發表的文章,總之人們開始漸漸認識到,必須引入全新的,超出朗道理論之外的,拓撲序,才能很好的描述這個體系。

接下來的事情,前面也提到了物理所的專欄文章就提的很詳細了。人們開始發展拓撲的概念;開始構建具有奇異拓撲性質的體系(比如實現FQH的二維電子氣);開始尋找實際的材料體系具有非平庸的拓撲性質,比如拓撲絕緣體、拓撲半金屬等等;甚至後來發現的,粒子物理世界裡面找尋了幾十年的外爾費米子、馬約拉納費米子等等,都在這個框架裡面被相繼發現。從成熟的數學理論框架(基本上就是數學上拓撲裡面的微分拓撲的內容),到清晰的物理圖像,到一個個相繼而出的實際拓撲體系,可以好不誇張的說,一個嶄新的「拓撲物理學」的學科,已經慢慢的展現在我們面前。

總的來說,拓撲在物理學中的地位,極有可能是和對稱性在同一個高度的。只不過這還是一個新興的,剛剛在物理世界嶄露頭角的概念。從這個角度來講,2016年諾獎頒給拓撲量子態和拓撲相變,很可能是給這個領域打開了一個「諾獎模式」,接下來的可預期的一段時間,我們拭目以待吧。

PS:

  1. 去年給過拓撲了,今年應該不會再是這個領域了。前幾天剛剛看到Virgo又搞出了引力波探測的新聞。不知道是不是在助力諾獎,咱靜觀其變。
  2. 之前說薛其坤薛大老闆量子反常霍爾效應是諾獎級別的工作,以及今年上半年沸沸揚揚的「天使粒子」,其實都是拓撲領域的東西。
  3. 有空的話,在把前面拓撲和對稱性在物理學中處於同一個高度這件事兒在說的詳細些。


@慧航 的答案提到了Ariel Pakes的工作,認同。

Pakes最大的貢獻在消費和生產領域分別是BLP和OP。Deaton的AIDS可能會讓委員會起碼在近些年降低對消費問題的關注,儘管BLP關注的是differentiated product。對Discrete Choice的一脈相承儘管源於已經獲過獎的McFadden,但在更大的領域內有諸多有益的應用,比如entry,auction。OP儘管已經成為估計firm-level productivity的standard process,但因為近些年還在不斷有新研究充實領域空白,比如LP,ACF和De Loecker的一些工作,可能暫時還不能成為使Pakes在頒獎台上一錘定音的成就。

值得一提的是,近年來,他對moment inequalities有很多拓展貢獻,用稍弱的假設去得到一個interval,在很多問題上得到了優雅的應用。(ref:Moment Inequalities and Their Application)比起用稍強的假設去得到一些point estimates,moment inequalities給我們在做inference的時候多了一個選擇。

其實他的研究涉及很廣,與其表揚他提出了某幾個方法,不如褒獎他對整個Empirical IO領域和structural估計的推動,主流Emp IO大半個圈子都是他的徒兒徒孫。如果Angrist和他分別作為reduced-form和structural-form的代表一起獲獎,當然也很beautiful。


說出來你可能不信,我覺得可能是屎學研究。

說笑了,應該說是研究腸道微生物的科學家。據估計,我們成年人身體內大約生存著約數百億微生物,並且99%生活在我們的腸道之中。上世紀七十年代,生物學家Thomas Luckey認為人體微生物數量十倍於自身細胞數量。不過這一觀點近年來收到了一定的質疑,目前人們認為人體微生物與自身細胞比例大約為1:1。不論哪種說法,腸道微生物都是人體中無法忽視的部分 。

上世紀九十年代開始,華盛頓大學的Jeffrey Gordon教授開始了一系列腸道微生物與肥胖的研究。他在小鼠身上發現,肥胖的小鼠的腸道微生物組成發生了明顯的作用。腸道微生物在消化過程中扮演的重要的角色,腸道微生物結構組成的變化會大大影響不同營養物質的吸收 。研究人員把肥胖小鼠的腸道微生物移植到瘦小的無菌小鼠體內,結果瘦小的無菌小鼠也變的肥胖。

接著,Jeffrey Gordon教授又將不同體型的雙胞胎體內的腸道微生物移植進入無菌小鼠體內。結果發現,來自胖子的腸道微生物使小鼠變胖,瘦子的腸道微生物依舊使小鼠保持健康。隨後的研究,人們發現肥胖人群的腸道微生物可以影響營養物質的吸收以及人體激素的產生。近年來,在Jeffrey Gordon教授的先驅工作下,腸道微生物成了熱門的研究話題。研究人員們不斷探索了腸道微生物與自身免疫,脂肪組織,肝臟,以及大腦之間的關聯。非常神奇,有興趣的可以去看看。

關於腸道微生物的研究,也促進了不少益生菌益生元保健食品的研究和推廣。此外,人體腸道微生物移植也開始作為一種新興的「減肥」手段。捐血捐精已經不是新聞了,捐屎的日子已經朝我們走來了。但是,關於技術的道德風險與安全隱患還需要進一步評估和研究。我在這裡想補充一點關於腸道微生物移植的方法:工作人員從健康志願者的糞便中分離收集微生物群落,然後通過口腔或者菊花灌入腸道。所以,你準備好接受下面這種新的「減肥藥」了嗎?

人體微生物移植扮演者亦正亦邪的角色,它可以使我們生病,也可以變成健康的守護者。2005年,諾貝爾生理學與醫學獎授予了幽門螺桿菌的發現,這一發現揭示了胃炎胃潰瘍的病因。真的翹首期盼,Jeffrey Gordon和我們那幾百億小夥伴能不能得炸藥獎。

真羨慕那些研究腸道菌群的人(Gut Microbiota),他們也算是「文(Wen)史(Shi)專家」了吧 。嘿嘿嘿 。

參考內容:

Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cells

Fecal microbiota transplant

Obesity alters gut microbial ecology


謝邀@Yui Yoshioka

我跟很多我們領域的大牛聊過天,他們很多也都在很好的研究機構里比如哈佛醫學院,Sloan Kettering什麼的,感覺就是:他們根本不在乎諾獎。

在我們放射藥學領域,能不能準確提供病灶信息,能不能在做到對人傷害最小的情況下,有效殺死癌細胞,能不能趕緊把自己的新葯推向人類實驗並且fda通過上市,才是最重要的。

引用一個大牛的話:I don』t care about your ideas or expectations or new concepts, I want to see cancer cells dead.

抖個機靈:talk is cheap, show me survival rates. 比較適合我們領域。

結論:我覺得科學界需要有一批我們這樣的人,極端務實,不在乎諾獎啊什麼的只想解決問題。


謝邀。

中文系……我其實蠻希望閻連科老師來個獎的,但這裡因為性格相契而同情的成分太重,而且水平上他確實不如莫言,如果是為了政治的傾向發獎又會陷入諾獎政治化的問題。


算是前專業吧。薄膜電子器件系列產品。

整個大ECE行業的基礎就是各種半導體的材料與器件。在過去的話我們知道有非常著名的摩爾定律。單位面積上元件的集成度會不斷增加。這自然會造成一個非常好的現象就是計算機和各種電子設備的性能會不斷提升。

比如我本人曾經做過一道非常老的數據挖掘的題目(大概是2000年左右的)。其中有一個問題是,如何在一個內存大概只有10個G的電腦上處理一個,有13個G那麼大的數據組(具體數字不一定對)。還真有這麼一個演算法。當然了,我們知道在現在的話這種問題是不需要考慮這些問題的。包括做用很大數據量的物理模擬問題,時間複雜度的意義遠遠大於空間複雜度的意義。

實際上,硬體性能的提升基本上都會被軟體性能的提升給「拿走。」那麼問題也就來了。摩爾定律一旦失效以後,如何去繼續以目前的速度開發高性能微電子器件與設備?目前被認為最有希望的是斯坦福張首晟教授搞得那一套拓撲絕緣體。我認為在這個地方的技術一旦突破,那麼人類就會踏上,成神之路。


培養肉眼可見的單層單片石墨烯…


謝邀 @Yui Yoshioka,但是很尷尬,我現在還沒有研究領域啊。。。

我現在只算是一個稍微靠譜點的民科而已。不過有機會我會重新投身研究的。隨緣吧。


QCD中的色禁閉問題,如果能夠解決肯定諾獎。目前Lattice QCD 能夠給出定性解釋。


有一個已經得了

2001年的不鋒利老爺子

另一個估計有點懸了


證明「電荷不存在」,據說已經快拿諾獎了


計算機專業,本專業絕無可能獲得諾貝爾獎,當然,凡事無絕對,理論上還是可以拿諾貝爾peace獎的,只不過我是不敢拿啊/逃


謝邀.

本來在心血管領域,現在轉到精神科領域.然後通過對比,覺得心血管的發展已進入平台期,而精神科簡直就是一片空白.各種各樣的精神疾病到現在連個真正的病理機制都搞不清,所有的診斷都基於癥狀學,實在有些說不過去,雖然現在fmri上能發現一些不同.但也不能作為診斷依據.所以如果能在精神疾病的病因,致病機制上有所突破,肯定能獲諾貝爾獎,但似乎現在研究還是一片空白,摸著石頭過河,連石頭都沒找到.雖然這不是我的研究領域,但還是希望他有所突破,只是醫學發展很緩慢,不知道有生之年能否看到.


日本衰落研究。其實個人認為能有經濟學獎對這個國家不是太好的事。經濟學畢竟是一門研究不舒服怎麼平衡的學問。你上升期研究你的問題你把問題解決了,你屬於被打臉。

日本經濟學響噹噹的人物都是90年代後的。其實銀行壞帳處理美國羅斯福時代看上去和日本差不多,但是那種大戰背景,銀行差你也得存。美國不良解決了,這一批人就默默無聞了。日本沒解決,於是那一批認為政府救助導致殭屍銀行惡性循環的聲名遠播了。


圍繞認知神經科學,和各國如火如荼開展的腦計劃,人類已經並將繼續在了解腦、利用腦、開發腦三個層面開創與落地一系列重大研究。

剛剛揭曉的諾貝爾醫學和生理學獎花落果蠅的生物鐘,可以作為未來一系列重大發現的開篇。包括意識的開關,學習中神經環路的形成和固化,阿爾茲海默、自閉症、閱讀障礙等一些疾病的腦機制,人工神經突觸等,大部分在有生之年一定能看到。


先不說新興的,首先期盼Goodenough 老先生能夠得獎,畢竟老爺子的貢獻有目共睹。

除此,新興的話,除非有人能發現新的電池體系,當然不是說把鋰離子換成別的什麼鹼金屬離子,而是徹底擺脫目前原理的新體系,同時各方面性能得到質的飛躍,估計才有可能。


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