為什麼諾貝爾化學獎經常頒給生物學或者物理學方面的成就?

2017 年更新:今年的諾貝爾化學獎又頒給了一個交叉學科的成就:如何通俗的理解 2017 年諾貝爾化學獎「冷凍電鏡」的原理?它對我們的生活產生了什麼重大影響?

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歷屆諾貝爾化學獎http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%AF%BA%E8%B4%9D%E5%B0%94%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%A5%96

僅作參考:【2012諾貝爾獎】諾貝爾化學獎就是個杯具啊,老被生物學家和物理學家搶走……(純娛樂)

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10.09修正。確實不應該對生理醫學獎和生物學獎摳字眼。今年的工作授予生理醫學獎也很符合。畢竟屬於分子生物學層次,而2006年RNA干擾機制也是分子生物學水平,1910年蛋白質和核酸的生物化學領域都授予生理醫學獎。

這是一個統計的結果,往往授予獎項還受到當年該領域有沒有其他成就值得獲獎有關,因此交叉學科的獎項分配也會收到這樣的單純影響。

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這與化學的強大交叉性有關。但是,我們也要思考這樣一個問題,為什麼這些生物學成就也好,物理學成就也好不頒發生理醫學獎或者物理學獎。而是化學獎,這很大程度上取決於諾獎工作的貢獻和意義。

拿2015年的諾貝爾獎為例。青蒿素的發現過程不過分的說完全是一個化學過程,但是頒發的是生理醫學獎。為什麼呢?

因為青蒿素的發現使用過程醫學意義要遠大於化學意義。

因此,青蒿素授予的是生理醫學獎而不是化學獎。而今年的諾貝爾化學獎,DNA分子修復,這是一個分子生物學的問題,沒錯,生物學問題偏向分子層次,因此在分子層次上去解釋問題頒發化學獎並不為過。。DNA損傷修復確實也和生理過程有關,與很多疾病機制有關,但是這項工作並沒有完全揭示它和某種具體疾病比如癌症有什麼樣的關係,怎麼導致癌症,如何治療等等。相對更偏向於化學領域的分析。

化學的進步依賴於人們對分子層次,微觀結構的了解,依賴於先進儀器設備的研製。而這些與物理密切相關。2014年諾獎得主是關於熒光顯微技術,這項技術是物理光學電磁學的工作,應用於生物大分子。但是對於生物,因為沒有生物學獎,生理醫學獎實在是擦邊,物理的話也是貢獻相比不如化學領域,畢竟看到納米尺度的生物化學意義重大,但是這個授予物理學獎其實也能說得過去。

一般而言,但不絕對。在生命科學,物理學,化學難以區分時。分子水平的工作授予化學獎的居多,原子水平或者固體宏觀授予物理學獎居多。具體到疾病診斷,治療,機制以生理醫學獎居多


我是做生物的,從這個角度試著回答一下吧。

近幾十年來,生物學,或者說生命科學的一大發展特點就是——尺度微觀化。傳統的生物學研究的是生命個體、群體、物種,而現在的生物學更多研究的是細胞、蛋白質、基因。以我做的結構生物學為例,無論是近兩年大火的冷凍電鏡三維重構,還是已經「年過半百」的X射線晶體學,都是以埃(Angstrom)為單位來談論問題的,這是10的-10次方米,也就是0.1納米,到達了原子尺度,可以看到原子之間的共價鍵連接。在結構生物學的文章中,經常會討論長度為2埃左右的氫鍵作用,或是更短一些的配位鍵,甚至是不到1埃的原子位移。這些名詞擺出來,不是化學又是什麼呢?

總而言之,當我們研究生命問題時,研究的對象是蛋白質或核酸等生物大分子,且並非將之視為一個不可分解的單元,而是探究生物大分子內部細節(氫基酸、鹼基、化學鍵、原子)的功能意義與變化調控時,在這個層次上的生命問題實際上遵循的是化學的規律,理所應當屬於化學的範疇。細胞生物學的研究往往不會涉及諾貝爾化學獎,就是因為在他們的研究中,蛋白質只是一個不可分解的功能單元,他們更多關注的是蛋白質與蛋白質之間,或與核酸之間的相互作用。

以上述標準來評判,DNA修復顯然是研究DNA分子內部細節的變化(錯配、損毀、復原),自然是要得化學獎的。

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微觀生物學的學科名稱是個很有意思的問題。我的工作單位是中科院生物物理研究所,常常被外行人簡稱為「物理所」。估計被真正中科院物理研究所的人聽到,要哭暈在廁所里了。

關鍵是,我們自己也不希望被人叫作「物理所」,因為我們是正經研究生命問題的研究機構,只不過採用的研究手段不是細胞生物學或化學為主,而是以物理學手段為主,比如電子顯微鏡,核磁共振,X射線晶體學等等,還包括質譜、光吸收、光散射、圓二色譜、分析超離、SPR、ITC等等如今已經常規化的物理學檢測手段。當然,我們也做細胞生物學的實驗,也做生物化學的實驗(實際上我們的學生大部分時間都是在做生物化學的事情),但提供我們研究課題關鍵突破的實驗證據大都是來自於物理學實驗手段。

說起來,我在哥倫比亞大學時所在系的名稱是我比較喜歡的,很精準:生物化學與分子生物物理學系。這個名字基本上對應的就是當今在分子層次的生命科學研究,實際上也體現了生物化學與生物物理學在分子層次生命問題研究中的密不可分。之所以強調「分子」生物物理,是因為生物物理學還包括用物理學手段研究更大尺度的生物學問題,比如近年很火的用功能核磁成像來研究思維與意識,或是傳統的用電生理手段來研究神經細胞。這兩者在我們生物物理所也有人做,所以說,我們的名稱也是挺精準的,呵呵。

至於微生物學,地球人都知道,那是說細菌和病毒的。當時大概也沒想到以後生物學會發展到更微的程度。

而「分子生物學」最奇葩,基本用於專指核酸相關的生物學研究了。蛋白質弱弱地問:難道我不是分子嗎?

這麼來看,「貴圈好亂」……


這事兒我以前糾結過,還想化學還算不算一個獨立學科。

Nature上面有過一篇文章,叫what chemists want to know,裡面談的就是化學堪憂的前景。當我們提到物理學的「大問題」時,就算是一般人很容易想到基本力,基本粒子和宇宙起源這樣的問題;而提到生物學的大問題,我們也會想到生命的本質,生物的創造和起源等。但你要去問一個學化學的人,你所理解的化學的大問題是什麼,他未必答得上來。如此,假如一個學科並沒有公認的,尚待解決的大問題,還到底化學還算不算一個獨立學科?還是只是可以應用於其它學科的研究工具?

我覺得要回答這個問題,首先得明白自然現象本身從微觀到宏觀是連續和統一的,我們劃分出學科,只是為了方便自然現象為我們人類所認知。因此,要確定一個學科的範圍,取決於我們怎麼定義。而我認為化學這個學科的定義,就是一切研究原子,分子,及這些粒子之間的相互作用的學科。

按照這個定義回頭去看,物理理論能拿到諾貝爾化學獎的是什麼樣的理論?能夠應用於原子,分子層面研究的,具有重大價值的理論。生物研究能拿到諾貝爾獎的什麼樣的理論?能夠從原子,分子出發認識生命現象的理論。

所以在原子,分子層面的研究,都有資格拿到諾貝爾化學獎。而化學的這個研究範圍是可以被其它學科所取代的嗎?其實不能。量子力學確實能夠精確計算出氫原子的波函數,但是他們對付的是單原子的體系,而不是化學家所對付的幾百個原子的體系。所以即使物理學家來做化學,他們得到的誤差也一般大;生物學家能夠代替化學家進行分子層面的生命現象研究嗎?理論上可以,但他們對於分子層面的合成和研究能力往往不如化學家。所以,物理,化學,生物,這個研究的分工還有繼續存在的必要。

從更長遠的角度來看,既然自然現象是從微觀到宏觀層面連續和統一的,那麼理論上,自然科學遲早也會打破學科的界限,發展出從微觀到宏觀層面連續和統一的理論。現在廣泛的學科交叉正是體現出這種趨勢,將來到了某個階段,可能我們確實就不再需要有物理,化學和生物的學科分類了。而這個自然現象的統一理論,我認為想必是靠自然學科的金字塔頂尖——物理學來完成。盧瑟福就說過:「物理學是科學,其他所謂的科學不過是集郵。」所以我知道我所做的不過是集郵罷了,並期待化學不再是獨立學科的那一天到來。


物理 &>&>&>&> 化學 &>&>&>&> 生物

基本粒子 &>&>&>&> 分子 &>&>&>&> 一坨分子

基本原理 &>&>&>&> 應用 &>&>&>&> 終極應用

其實不太好劃分,夾在中間,不是歪左,就是歪右...

現在有個小分支:「生物物理化學

它的翻譯是「[化]biophysical chemistry

你看,都揉一起的情況下,這還是算化學嘛,

所以生物獎和物理獎從化學裡面拿,也不奇怪啦。

我大概整理了一下諾貝爾化學獎從設立一直到今年的內容(供大家收藏吧):

1901年:「發現了化學動力學法則和溶液滲透壓」

1902年:「在糖類和嘌呤合成中的工作」

1903年:「提出了電離理論」

1904年:「發現了空氣中的惰性氣體元素並確定了它們在元素周期表裡的位置」

1905年:「對有機染料以及氫化芳香族化合物的研究促進了有機化學與化學工業的發展」

1906年:「研究並分離了氟元素,並且使用了後來以他名字命名的電爐」

1907年:「生物化學研究中的工作和發現無細胞發酵」

1908年:「對元素的蛻變以及放射化學的研究」

1909年:「對催化作用的研究工作和對化學平衡以及化學反應速率的基本原理的研究」

1910年:「在脂環族化合物領域的開創性工作促進了有機化學和化學工業的發展的研究」

1911年:「發現了鐳和釙元素,提純鐳並研究了這種引人注目的元素的性質及其化合物」

1912年:「發明了格氏試劑」

1913年:「對分子內原子連接的研究,特別是在無機化學研究領域」

1914年:「精確測定了大量化學元素的原子量」

1915年:「對植物色素的研究,特別是對葉綠素的研究」

1916年: 未頒獎

1917年: 未頒獎

1918年:「對從單質合成氨的研究」

1919年: 未頒獎

1920年:「對熱化學的研究」

1921年:「對人們了解放射性物質的化學性質上的貢獻,以及對同位素的起源和性質的研究」

1922年:「使用質譜儀發現了大量非放射性元素的同位素,並且闡明了整數法則」

1923年:「創立了有機化合物的微量分析法」

1924年: 未頒獎

1925年:「闡明了膠體溶液的異相性質,並創立了相關的分析法」

1926年:「對分散系統的研究」

1927年:「對膽汁酸及相關物質的結構的研究」

1928年:「對甾類的結構以及它們和維他命之間的關係的研究」

1929年:「對糖類的發酵以及發酵酶的研究」

1930年:「對血紅素和葉綠素的組成的研究,特別是對血紅素的合成的研究」

1931年:「發明與發展化學高壓技術」

1932年:「對錶面化學的研究與發現」

1933年: 未頒獎

1934年:「發現了重氫」

1935年:「合成了新的放射性元素」

1936年:「通過對偶極矩以及氣體中的X射線和電子的衍射的研究來了解分子結構」

1937年:「對碳水化合物和維生素C的研究」

1938年:「對類胡蘿蔔素和維生素的研究、對性激素的研究」

1939年:「對聚亞甲基和高級萜烯的研究」

1940年: 未頒獎

1941年: 未頒獎

1942年: 未頒獎

1943年:「在化學過程研究中使用同位素作為示蹤物」

1944年:「發現重核的裂變」

1945年:「對農業和營養化學的研究發明,特別是提出了飼料儲藏方法」

1946年:「發現了酶可以結晶」「製備了高純度的酶和病毒蛋白質」

1947年:「對具有重要生物學意義的植物產物,特別是生物鹼的研究」

1948年:「對電泳現象和吸附分析的研究,特別是對於血清蛋白的複雜性質的研究」

1949年:「在化學熱力學領域的貢獻,特別是對超低溫狀態下的物質的研究」

1950年:「發現並發展了雙烯合成法」

1951年:「發現了超鈾元素」

1952年:「發明了分配色譜法」

1953年:「在高分子化學領域的研究發現」

1954年:「對化學鍵的性質的研究以及在對複雜物質的結構的闡述上的應用」

1955年:「對具有生物化學重要性的含硫化合物的研究,特別是首次合成了多肽激素」

1956年:「對化學反應機理的研究」

1957年:「在核苷酸和核苷酸輔酶研究方面的工作」

1958年:「對蛋白質結構組成的研究,特別是對胰島素的研究」

1959年:「發現並發展了極譜分析法」

1960年:「發展了使用碳14同位素進行年代測定的方法,被廣泛使用於考古學、地質學、地球物理學以及其他學科」

1961年:「對植物吸收二氧化碳的研究」

1962年:「對球形蛋白質結構的研究」

1963年:「在高聚物的化學性質和技術領域中的研究發現」

1964年:「利用X射線技術解析了一些重要生化物質的結構」

1965年:「在有機合成方面的傑出成就」

1966年:「利用分子軌道法對化學鍵以及分子的電子結構所進行的基礎研究」

1967年:「利用很短的能量脈衝對反應平衡進行擾動的方法,對高速化學反應的研究」

1968年:「發現了以他的名字命名的倒易關係,為不可逆過程的熱力學奠定了基礎」

1969年:「發展了構象的概念及其在化學中的應用」

1970年:「發現了糖核苷酸及其在碳水化合物的生物合成中所起的作用」

1971年:「對分子的電子構造與幾何形狀,特別是自由基的研究」

1972年:「對核糖核酸酶的研究,特別是對其氨基酸序列與生物活性構象之間的聯繫的研究」

1973年:「對金屬有機化合物,又被稱為夾心化合物,的化學性質的開創性研究」

1974年:「高分子物理化學的理論與實驗兩個方面的基礎研究」

1975年:「酶催化反應的立體化學的研究」

1976年:「對硼烷結構的研究,解釋了化學成鍵問題」

1977年:「對非平衡態熱力學的貢獻,特別是提出了耗散結構的理論」

1978年:「利用化學滲透理論公式,為了解生物能量傳遞作出貢獻」

1979年:「分別將含硼和含磷化合物發展為有機合成中的重要試劑」

1980年:「對核酸的生物化學研究,特別是對重組DNA的研究」

1981年:「通過他們各自獨立發展的理論來解釋化學反應的發生」

1982年:「發展了晶體電子顯微術,並且研究了具有重要生物學意義的核酸-蛋白質複合物的結構」

1983年:「對特別是金屬配合物中電子轉移反應機理的研究」

1984年:「開發了固相化學合成法」

1985年:「在發展測定晶體結構的直接法上的傑出成就」

1986年:「對研究化學基元反應的動力學過程的貢獻」

1987年:「發展和使用了可以進行高選擇性結構特異性相互作用的分子」

1988年:「對光合反應中心的三維結構的測定」

1989年:「發現了RNA的催化性質」

1990年:「發展了有機合成的理論和方法學」

1991年:「對開發高解析度核磁共振(NMR)譜學方法的貢獻」

1992年:「對化學體系中電子轉移反應理論的貢獻」

1993年:「發展了以DNA為基礎的化學研究方法,開發了聚合酶鏈鎖反應(PCR)」

1994年:「對碳正離子化學研究的貢獻」

1995年:「對大氣化學的研究,特別是有關臭氧分解的研究」

1996年:「發現富勒烯」

1997年:「闡明了三磷酸腺苷(ATP)合成中的酶催化機理」

1998年:「創立了密度泛函理論、發展了量子化學中的計算方法」

1999年:「用飛秒光譜學對化學反應過渡態的研究」

2000年:「發現和發展了導電聚合物」

2001年:「對手性催化氫化反應的研究」

2002年:「發展了對生物大分子進行鑒定和結構分析的方法,建立了軟解析電離法對生物大分子進行質譜分析」

2003年:「對細胞膜中的離子通道的研究,發現了水通道」

2004年:「發現了泛素介導的蛋白質降解」

2005年:「發展了有機合成中的複分解法」

2006年:「對真核轉錄的分子基礎的研究」

2007年:「對固體表面化學進程的研究」

2008年:「發現和改造了綠色熒光蛋白(GFP)」

2009年:「對核糖體結構和功能方面的研究」

2010年:「對有機合成中鈀催化偶聯反應的研究」

2011年:「准晶體的發現」

2012年:「G蛋白偶聯受體研究」

2013年:「開發多尺度複雜化學系統模型」

2014年:「發展超解析度熒光顯微鏡」

2015年:「DNA修復的細胞機制研究」

2016年:「設計和合成分子機器」

2017年:「研發出冷凍電鏡,用於溶液中生物分子結構的高解析度測定」

目錄&>&> 賤賤『分類』合集

專欄&>&>『研』『組』『文』


謝邀。

化學是現代科學的中心

自我開始學習化學開始,就接受了這樣一種似乎是自我吹噓的觀點:化學是中心科學。現代科學是以化學為中心,以數學物理為基礎,以生物材料為前沿和技術接合點的。

生命科學和材料科學的發展為整個科學的發展提供了最迫切的動力,我們急需了解自己,也急需改造世界。生命和材料科學的發展都要以化學為基礎。這也就促進了學科的融合。

而基礎數學物理的發展,也為化學理論的進步提供動力。作為一名理論化學的學習者,量子力學和統計力學的知識毫無疑問是必備的。而要實現方法實用性的改進,對數學又有極高的要求。這裡不再展開。

而這些動力和基礎,又一一落在了化學研究上,促進了化學學科的發展。

那麼諾貝爾化學獎與生理學或醫學獎、物理學獎的區別在哪裡?

從名稱來看,生理學或醫學獎是立足於細胞、器官、醫療層面的,並不包含生化反應領域。近些年的獲獎成果也不斷印證這一點。

而物理學獎或是側重於其理論意義(如今年),或是側重於材料物理性質(去年),其重心並不在反應和製備。

諾貝爾化學獎確實相對與另外兩個來說範圍更廣一些,既可以授予技術進步在化學研究中的應用,也可以授予生命科學和材料科學中化學的應用。新反應、新合成技術就屬於傳統的化學領域了。

竊以為化學有兩個重要的落腳點。一是性質,物質的性質,包含物質結構和活性;二是反應,即化學反應,在原子和分子層面上,涉及所謂「化學鍵」,而原子核保持不變。

本次諾獎

我剛剛也在知乎和其他網站翻閱關於本次諾貝爾化學獎獲獎的相關情況。化學生物學領域並非我的專業領域,對於獲獎者的研究成果我之前也沒有深入了解,但覺得大多數回答者都是憑藉中學知識和科學常識在回答。

我也不妨從常識角度來談談這次諾獎。DNA修復機理,涉及到突變的監測,突變的確認,鹼基的替換,以及確認修復的完成等。這本身就是建立在分子結構和化學反應之上。如果僅從細胞器官來考慮,就稱不上是前沿了。此研究必然涉及每一步的機理和結構變化。這些,毫無疑問是化學家分內的事。

回到問題。所謂化學獎頒給物理學和生物學方面的成就,實際上是化學在其他交叉領域的應用,或是物理學領域推動了化學的極大發展(化學檢測技術)。這些成就,傳統意義上的生物學家是玩不轉的,其重要意義也在化學而不在生物和物理領域。

以上即是解釋和回答。


這就像我做高分子擴散動力學和流變學,多麼基礎物理的東西(就是牛頓力學加上計算數學那一套),可為什麼做我這個方向的人大多在化工系,少量在材料系,更少在物理系,甚至還有在數學系?沒別的原因,研究一旦深入了,不同學科之間界限也就模糊了,更何況用到的知識有很大概率跨一級學科。一篇paper或者一項project的工作,大部分情況下你很難說它完全屬於哪個特定一級學科。


化學的主題是「分子」

可這個是生物的下界,物理的上界

生物做到比細胞小,物理做到原子核外邊,都算化學了


先說物理——

  物理和化學的關係近得令人髮指,原子分子物理、凝聚態物理相對於無機、物化、高分子重疊的部分簡直不要太多,甚至核物理與核化學就是不同的學術背景研究完全一樣的玩意兒。哎,只嘆人類目光短淺,未能早早發現物理和化學是異體同心,無奈漸行漸遠,待量子力學遲遲為二者披上嫁衣,才發現彼此才是真愛,怎料物是人非,初心不在…緣於物理和化學抱得很緊,有幾屆物理色彩挺重的化學獎;同樣的,物理獎裡頭也能聞到些化學試劑味兒,比如石墨烯,LED...

  那這兩項獎還有啥區別?不交叉的領域就不談了,自然相差甚遠;交叉的領域還是各有特色的,只談其一便可區分二者——化學獎側重頒給從化學組成的角度展開研究的成就,得化學獎的研究論文中要麼有一堆用於表徵化學組成的符號或圖像,要麼就是直接開發了一種測定物質化學組成的方法。相對的,沒這些化學」元素「,更符合物理獎的范兒,化學獎與生理醫學獎的區別也是這個理。

再談生物——

  知道為啥化學獎里那麼多生物學領域的內容嗎?因為根本就沒有諾貝爾生物學獎啊(笑),你說生理醫學獎?作為堂堂生命科學的世紀(¬_¬),區區生理醫學獎哪兒夠塞得下海量的生物學成就?即使諾貝爾化學/生理學或醫學獎都在頻頻頒給生物學,但依然沒有包含生物學的全部領域,例如生態學。

  其實應該說諾貝爾科學獎並不完善,還有天文學、地球科學等領域並沒有設立獎項,這些分支的重大成就難道不重要嗎?非也非也,還好有些領域能在諾獎中找到類似的,例如天文學家看上了物理學獎;找不到的只能哭暈在廁所,R.I.P地質學/生態學...

  於是乎,在大生物時代背景下,分子生物學家瞅了瞅化學獎,化學家問:」你瞅啥?「答曰:」瞅你咋地?!「

  化學家,卒。


因為當下這個時代是生命研究的熱門時代。

19世紀到20世紀初是化學研究的高峰期,以填滿元素周期表為標誌。

20世紀上半葉是現代物理學的巔峰期,相對論和量子力學雙巨頭猛刷諾獎。

而有了這些物理和化學知識以及相關技術作為基礎,才能開展對生物學的深入研究。

沒有1914年諾貝爾物理學獎,晶體的X射線衍射,DNA雙螺旋結構的發現也就無從談起吧?而這可以說是現代生命科學發展的標誌性起點。而其他諸如NMR,質譜等屢屢斬獲諾貝爾物理學獎的技術發展,也為生物學的研究提供了基礎。包括今年的化學獎也是。

對我們自身的深入了解,對整個自然界的深入了解,始終是我們關心的最核心問題之一。既然現在有了這些研究的基礎條件,生命科學研究也有了大量的成果,那麼諾貝爾獎向生物學方向傾斜,多頒給生物學研究成果,或可用於生物學研究的技術,也就不足為奇。至於這個獎叫化學獎還是生理學獎,重要麼?


因為諾貝爾化學獎有另外一個名字

那就是

諾貝爾理綜獎


很簡單,一切試圖劃分學科清晰邊界的行為,不是耍流氓就是老古董。

諾獎頒給冷凍電鏡,頒給熒光蛋白,頒給超分辨顯微鏡,確實有點令很多化學家失望。但是不是只有傳統的無機有機才是化學。從化學生物學角度研究生命過程,當然也是化學,化學生物學還是大化學家(我最崇拜的混蛋)萊納斯鮑林創立的。想要研究這些,自然需要各種黑科技。給黑科技頒獎符合諾獎的一貫風格。

「你個華山派的為什麼要偷看我們嵩山派的劍法。。。」

「我華山派才是中原正統,你們明教是魔教」有時看這種爭論就是這麼個感覺。

二十一世紀的發展趨勢是交叉學科,不是學科內大清洗。諾獎反而很好的指出了這個趨勢。


  • 首先說說諾貝爾化學獎為啥頒給了DNA損傷修復:

官方頒獎理由是:

The Nobel Prize in Chemistry 2015 was awarded jointly to Tomas Lindahl,Paul Modrich and Aziz Sancar"for mechanistic studies of DNA repair".

注意是for mechanistic studies ,機理!機理!強調的是分子水平上修復作用的機理

我們做生命科學的也好,做化學的也好,很容易忘記在分子層面,DNA實際是化學物質,它很容易被各種化學物質損傷,而且 DNA在複製自己的時候有30億個鹼基對,不可能不出錯。——引自《知識分子》微信公眾號

生物學搶了化學諾獎?7位華人弟子、專家齊解讀

下圖是諾貝爾化學獎官網配圖

  • 再來說說諾貝爾生理學或醫學獎為啥頒給了青蒿素和阿維菌素:

雖然屠呦呦團隊因為青蒿素而獲得今年的諾貝爾生理學或醫學獎,另外兩位科學家William C. Campbell和日本的Satoshi ōmura因為發現阿維菌素共享諾獎。

但是注意!官方的頒獎理由是:

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2015 was awarded with one half jointly to William C. Campbell andSatoshi ōmura for their discoveries concerning a novel therapy against infections caused by roundworm parasitesand the other half toYouyou Tu for her discoveries concerning a novel therapy against Malaria.

從上文加粗字體看出,官方強調的重點是有效治療roundworm parasites(寄生蟲病)和Malaria(瘧疾)!治療!治療!是因為他們發現的藥物挽救了數以萬計寄生蟲病感染者的生命!這就是生理學或醫學獎頒獎的初衷啊!

下圖是諾貝爾生理學與醫學獎官網配圖:

瘧疾大家都知道就不說了,Google搜索了一下roundworm parasites寄生蟲病的患者照片,真的很恐怖很恐怖,

就放一張圖片吧,很嚇人的,其他有興趣了解的可以Google,度娘也行,很多科技新聞都已具體解讀了,阿維菌素對治療象皮病、河盲症很有效,有興趣的再搜索一下象皮病,河盲症,更恐怖。

所以說,我覺得今年的諾貝爾化學獎、生理學與醫學獎木有頒錯。就醬。


作為學化學的,不認同這樣的看法:生理生化過程因為涉及到化學反應,化學理論,所以可以發化學獎。因為在生物研究中,化學處於工具地位,而如果作為一個化學獎的工作,應該是對化學理論本身有重大貢獻,也就是能不能造一樣新的趁手的工具。

化學獎發給生物,問題還是在化學本身,作為工具,他似乎夠用了,能夠幫助各個學科產生很多的成果。但作為學科本身,化學走到了一面高聳的懸崖前,問題還是很多,但是解決的進度非常慢了。


化學應用起來才能看到價值,也才能讓卡羅琳斯卡醫學院或者皇家科學院看到價值,才能拿到諾獎,想要體現價值,要麼進入藥品開發,要麼用於研究生物結構,要麼涉及到材料學(慢慢淪落為理綜)


瀉藥

科學領域間的界限實際上是非常模糊的。

隨著科學的進步和人類對自然認識的深入,化學也變得越來越不像是一門獨立的科學。

從理論研究上來說化學可以算作是物理學的一個分支,研究分子間化學鍵打開和重組的模式和方法。當變化深入到原子範疇是就不再是化學研究的範疇。

從應用研究上講化學研究對象可以是生物醫學領域,可以是能源領域,可以是材料領域,也可以是其餘一切需分子變化起作用的應用領域。

諾貝爾化學獎的所有得獎內容不外乎以上研究。

基於學科定義的模糊和研究內容的交叉性,其實也可以問為什麼近年來諾貝爾生理醫學獎常常發給化學或物理方面的研究。


化學家早就意識到自己尷尬的處境了。於是他們起了個好聽的口號:化學是中心科學!


Well, Chemistry is just atomic level applied physics ...


學科發展現狀:化學是一門發展比較成熟的基礎學科。如今化學的發展進入了當前的科學相互滲透時期。物理學的發展,各種物理測試手段的湧現,促進了溶液理論、物質結構、催化劑等領域的研究,尤其是量子理論的發展,解決了化學上許多未決的問題,物理化學、結構化學等理論逐步完善。同時,化學又向生物學和地質學等學科滲透,使過去很難解決的蛋白質、酶等結構問題得到深入的研究,生物化學等得到快速的發展。當前的化學已經離不開物理和生物。

諾貝爾化學獎的評選標準:當年度在化學方面有最重要發現或改進的,並因此推動科技進步,促進其生產力發展,已經或極有潛力最終轉化為大資產階級可獲取的巨額利潤的一人或幾人,授予諾貝爾化學獎。正如2014年的諾貝爾化學獎的得主的工作將光學顯微技術帶到了納米尺度,他們突破性的工作將光學顯微技術帶到了納米尺度,極大地促進了生物材料領域的發展。13年的例子,實際上這個工作開拓了理論計算化學中大分子理論模擬的新方法。然後大量的理論化學家用這一方法解決了以前不敢解決的理論問題。對於化學的貢獻,當然比合成一大堆有機物來的大。而傳統的化學已經有了一個清晰的套路,因此這樣的工作很難具有得獎的實力。


以我對化學的理解拋塊小磚。

作為發展多年的基礎學科, 化學理論已經較為完善,很難有高新技術方向的課題(無可避免要聯繫生物或物理)。純化學課題獲得諾獎的例子,論數量不少,卻主要集中在早期。以無機化學和有機化學兩個寬泛的方向舉例:

1. 無機化學(inorganic chemistry)

主要是對化學元素的重大發現(http://baike.baidu.com/view/29887.htm),如:

1904年   威廉·拉姆賽(William Ramsay,1852—1916) 英國化學家,發現了稀有氣體。

1911年   瑪麗·居里(Marie Curie,1867—1934)(女) 法國人,發現鐳和釙,並分離鐳。

1921年   索迪(Frederick Soddy,1877—1956) 英國人,研究同位素的存在和性質。

1935年   F.約里奧—居里(Frederic Joliot—Curie,1900— 1958) 法國人,合成人工放射性元素。   

而直至目前,自然界存在的絕大部分(全部?)元素已經被發現,剩下的只能靠人工合成,在當今科學界已經不能算突破性的進展。

還有一個類型是對於催化劑的研究,其意義主要在於可以大量推廣於工業生產,或者對於化學理論起到重大推動或者顛覆作用,比如:

1909年   弗里德里希·奧斯瓦爾德(Friedrich Wilhein Ostwald,1853—1932) 德國物理學家、化學家,研究催化、化學平衡、反應速率。

1912年   維克多·格林尼亞 (Victor Grignard,1871—1935) 法國人,發現用鎂做有機反應的試劑。   

薩巴蒂埃(Paul Sabatier,1854—1941) 法國人,研究有機脫氧催化反應。

關於催化劑的發展,不知道是不是我的誤解,進展非常緩慢。2. 有機化學(organic chemistry)

獲獎的除了少數有機反應催化劑,大部分是基本有機化合物的合成, 比如:

1950年   第爾斯(Otto Diels,1876—1954) 德國人,發現雙烯合成。   

阿爾德(Kurt Alder,1902—1958) 德國人,發現雙烯合成。

1963年   納塔(Giulio Natta,1903—1979) 義大利人,研究乙烯和丙烯的催化聚合反應。   

齊格勒(Kafl Ziegler,1898—1973) 德國人,研究乙烯和丙烯的催化聚合反應。

基本化合物就那幾種,該研究的都研究的差不多了。若是合成大分子,則又必須聯繫到生物學,比如:

1946年   詹姆斯·薩姆納(James Batcheller Sumner,1887-1955)美國人,發現結晶蛋白酶。

諾思羅普(John Howard Northrop,1891—1987) 美國人,製備績效狀態的酶和病毒蛋白質 。  

斯坦利(Wendell Meredith Stanley,1904—1971) 美國人,製備績效狀態的酶和病毒蛋白質 。

1965年   伍德沃德(Robert Burns Woodward,1917—1979) 美國人,人工合成固醇、葉綠素、維生素B12和其他只存在於生物體中的物質。

還有少部分諾獎頒發給化學理論,比如:

1966年   米利肯 (Robert Sanderson Mulliken,1896—) 美國人,用分子軌道法研究化學鍵和分子結構。

但若是更深入的從量子級別研究物質屬性(分子軌道,原子軌道),必然會扯到物理。

還有一塊是關於材料的,大部分是聚合物,和化學的關係?呵呵呵呵。

所以呀,做純化學的很苦逼,不僅可供研究的東西少,而且已經被前面人研究的差不多了。

還有一個問題是經費,換句話說,研究成果能否應用於實際併產生效應(經濟效應或對前人理論重大顛覆,後者基本沒可能)。生物學相關課題,拿今年獲獎者舉例:「我們研究了G-蛋白偶聯受體,對大部分藥物效果的實現起到關鍵效果(只是舉例,我不懂這個,說的不嚴謹輕拍)!」,大家會覺得:哇!好厲害!又能生產出更先進更厲害的新葯了!

純化學課題,比如說:「我們研究出了使用分子軌道理論計算出某個分子的支鏈處於任意一個鍵角時候整個分子的能量計算方法及電子云模擬方法了!」

大家覺得:這是幹啥用的?

能吃嗎?

關我什麼事?

自個兒回家玩兒去吧!


盧瑟福:mmp,有本事給我物理獎啊…………

早期諾貝爾化學獎老給物理學家其實很正常。因為在當時的科學界,分子和原子尺度以上的反應歸物理管,分子和原子尺度的反應歸化學管。

這就導致了一個問題:像盧瑟福的α粒子散射實驗,以及其他的放射性研究這些,尺度明顯在分子以下,歸到化學有理有據。但是實際上還有一個因素是當時普遍認為原子是構成物質的基本材質(不然不會起這樣的名字),所以化學是不研究原子以下尺度的東西的……本來沒什麼問題,但後來沒想到原子下面還能再分……這就尷尬了,然後為了避免打臉,組織研究決定讓物理來背這個鍋。

結果導致放射性研究這些尺度小於原子的現在應該歸到物理裡面,所以其實算是個歷史遺留問題……

當然這也在客觀上導致了化學的發展被局限了,畢竟尺度上往大往小研究都是物理,稍微往一個方向走遠點就跑到其他學科裡面去了……


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