2018諾貝爾化學獎的道可道與非常道

2020-12-08 光明網

　　張田勘

　　北京時間10月3日下午5時45分，2018年度諾貝爾化學獎揭曉。今年該獎項的獲得者是美國的弗朗西絲·阿諾德（Frances H. Arnoid）、美國的喬治·史密斯（George P. Smith）和英國的格雷戈裡·溫特（Sir Gregory P. Winter）。

　　女性獲此獎項非常少見，這次的阿諾德就給人們帶來了驚喜，她也是諾貝爾化學獎歷史上的第五位女性得主，這是諾貝爾獎歷史上的一種突破。但2018年的諾貝爾化學獎更大的意義在於，充分體現了化學學科或其他學科的「道」與「非常道」。

　　化學學科的主要內容當然是在分子、原子層次上研究物質的組成、性質、結構與變化規律。但是，對於化學的研究又並非只是局限於化學之道，而是可以用其他方式和技術來研究，如藉助生物學和物理學的方法與內容，這種「非常道」的研究內容和方式決定了在一些時候，化學的成果需要以另外的方式來表達和體現，今年的諾貝爾化學獎就是如此。

　　諾貝爾獎委員會認為，今年的化學獎得主受到進化力量的啟發，並且利用了相同的原理——基因改變和選擇能獲得破解人類化學問題的蛋白質。阿諾德在1993年進行了第一次酶的定向進化，此後，她改進了現在用於開發新型催化劑的常規方法。因此，阿諾德被譽為「定向進化」方法的先驅。史密斯和溫特爵士則是在「多肽和抗體噬菌體展示技術」方面做出了傑出貢獻。

　　把生物的定向進化方式用於解決化學之道只是「非常道」之一，更大的「非常道」是阿諾德本人甚至既不沾邊生物，又與化學扯不上關係。她以前大學本科專業是機械與航空航天工程專業，只是在上碩士研究生的時候才轉向蛋白質工程研究。在生物與化學交叉學科領域，阿諾德還另闢蹊徑，不走別人的常路——利用遺傳密碼進行蛋白質工程改造，而是利用定向進化的方法研究蛋白質，從而獲得按「常道」難以獲得的成果。

　　諾貝爾化學獎的「非常道」更是體現在中國人對其改名為「理綜」，這不是玩笑而是事實，因為不止是生物和物理插手化學，就連沒有諾貝爾獎名分的數學也要從化學那裡分得一杯羹。

　　美國物理學家瓦爾特·科恩（Walter Kohn）和美國西北大學的數學家約翰·波普爾（John Pople）就獲得了1998年的諾貝爾化學獎，前者以密度泛函理論的數學方法來處理原子間構成化學鍵的理論，使得化學中的許多計算得以實現；波普爾則系統完整地建立了量子化學方法學，並應用於化學的各個分支。他們用數學方法來研究化學使得化學不再是純實驗的科學，從而開闢了化學的疆域。

　　此外，生物學是最多地搶了化學地盤的學科，從1990年以來，有16次諾貝爾化學獎頒給了生物學方面的成就。物理學則是第二多地「入侵」化學領域的學科，從1900年以來諾貝爾化學獎的名單中，有13次頒給了物理學家。

　　當然，從「道可道」的角度看，諾貝爾化學獎還是以化學的內容和化學家為主，從1901年至2018年，諾貝爾化學獎共頒發了110次，獲獎者達180位，除去以上的生物、物理和數學搶奪化學獎外，大部分還是化學內容和化學家獲獎。

　　以本學科為主才會有「道可道」，結合和藉助其他學科，才會有「非常道」，最終也會產生「名可名，非常名」的成果。交叉學科不僅會帶來新的科學理念和方法，更重要的是，會帶來學科的廣闊發展和巨大成就，造福於人類社會。所以，化學和化學家不應當懼怕這一學科成為「理綜」，綜合和藉助其他學科的力量往往會讓化學走得更遠，獲得的成果更大！

[責編：肖春芳]

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