用物理学家的才思推动生物化学革命——记２０１７年诺贝尔化学奖获得者

本篇文章1812字，读完约5分钟

新华社北京10月4日电利用物理学家的才能推动生化革命——2017年诺贝尔化学奖获得者的记录

新华社记者杨军李玉枝张嘉伟

科学探索的目标一直是看到人们从未见过的世界。但是怎么见面呢？理论第一，还是工具改进第一？

例如，量子理论是一个典型的概念，它带来了实践和认知的革命，但是工具的改进会带来类似的革命吗？2017年诺贝尔化学奖对此问题给出了解释。

英国科学家理查德·亨德森、美国科学家约阿希姆·弗兰克和瑞士科学家雅克·杜博因在低温显微镜领域的贡献获得诺贝尔奖。

消息公布后，科学界的许多人善意地打趣说，三名从事体力劳动的“工匠”获得了化学奖。科学界已经能够通过使用三个人改进的技术以高分辨率确定溶液中生物分子的结构，而不破坏它们的形态。这一突破对生物化学产生了革命性的影响。

正如化学奖评选委员会成员彼得·布热津斯基(Peter brzezinski)所说，今年的化学奖是跨学科研究的典型范例，技术在科学发现中发挥着越来越重要的作用。

电子显微镜的创始人亨德森

“我总觉得，如果你做了一件有趣的事情，而且做得很好，在某个阶段，你会因为做了自己喜欢的事情而得到很好的回报。”英国剑桥大学的分子生物学家亨德森几年前做了一个预测。

亨德森出生于1945年。作为电子显微镜领域的先驱之一，他也是一位生物物理学家。他总是能以物理学家的独特眼光看待生物化学领域，从而获得不同的想法。“我认为我的研究是一个有吸引力的爱好，因为它永远不会重复，永远会有新的东西。”

亨德森把研究作为一种爱好，就像孩子们喜欢玩耍，对周围的一切都很好奇一样，他在20世纪90年代受到各种想法的启发，改进了传统的电子显微镜，获得了原子分辨率的图像。因此，人们可以在微观层面上看世界。

研究不是亨德森唯一的爱好。他喜欢遛狗、划独木舟、喝酒、和他的孙子踢足球，并且一直是一个电影迷。

“我很幸运得到了这么好的教育，有时间从事其他活动。”亨德森说他和一些朋友经常花很多时间在一起收集和修理一些旧汽车。他们曾在苏格兰各地驾驶一辆1948年的旧车。

“跨境巫师”——弗兰克

弗兰克，一位77岁的德裔美国科学家，现在是哥伦比亚大学生命科学教授。他的主要贡献是在20世纪70年代和80年代开发了一种图像合成算法，可以将被电子显微镜模糊的二维图像合成为清晰的三维图像。

弗兰克有深厚的物理学背景，所以毫不夸张地说他是一名物理学家。在德国的一所大学里，他研究了金在熔点时的电子衍射。当他还是个医生的时候，他接触到了x光结晶学，在德国著名的电子显微镜学家霍普博士的指导下学习，因此接触到了电子显微镜。

1970年，弗兰克获得了德国慕尼黑理工大学的博士学位，然后获得了在美国几个最好的实验室研究两年的资助，包括美国宇航局的喷气推进实验室。在喷气推进实验室工作期间，他选择了研究图像处理技术。那时，他从未想过他的课将来会和化学有关。

从那以后，弗兰克一直在英国剑桥大学从事电子光学研究。几年后，他定居美国，从事一些与电子显微镜相关的公共卫生研究。丰富的“跨国”学术经验对他的成长很有帮助。

Frank开发了一系列成像算法并编写了软件，实现了无结晶蛋白质三维结构分析技术。特别是，在核糖体三维重建方面有一系列重要的开创性工作，但不幸的是，他没有被包括在诺贝尔奖获得者科学家们分析的核糖体结构中。现在他已经获得了冷冻显微镜领域的诺贝尔奖。

“科学哲学家”——谢

如果说亨德森和弗兰克在基础理论实践和重构算法方面做出了贡献，那么75岁的瑞士洛桑大学名誉教授雅克·杜博在样本制作方面做出了开创性的贡献。

20世纪80年代，杜博·谢发明了将液态水快速冷冻成玻璃态的技术，以保持生物分子的自然形态。一般来说，生物细胞中的水一旦冻结，就会冻结，这些冰晶会破坏细胞中各种物质的原始形态。通过将水变成玻璃态，细胞中的各种分子都可以保持原样，供电子显微镜观察。

经过杜博的开创性研究，随着冷阶段技术的发展，低温冷冻电子显微镜技术正式普及。2015年，这一成就被同行视为“诺贝尔奖”。

谢不仅是一位科学家，也是一位“哲学家”。退休后，他经常在博客上写哲学论文。他还广泛关注社会问题，主张科学家应该有社会责任感，成为“公民科学家”。在一篇名为“教育科学家成为公民”的文章中，他写道:“做一名好科学家很难，做一名好公民更难。”“要成为一名优秀的公民生物学家，需要一点哲学和历史知识，外加一些经济学和法学知识。”