科普时报记者 陈 杰

    10月4日，随着诺贝尔化学奖的公布，今年诺奖最为重磅的三大自然科学奖全部揭晓。从促进针对新冠病毒的有效mRNA疫苗的开发、到为电子拍摄电影的阿秒科学、再到点亮千家万户电视屏幕的量子点，为诺奖所青睐的科学家们所带来的基础科学研究，让人类在探索未知的道路上又进了一大步。

    基础研究之光照亮微观世界

    2023年诺贝尔生理学或医学奖授予卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，因为他们在核苷碱基修饰方面的发现，使开发对抗新冠病毒的有效的mRNA疫苗成为可能。此前，直接注射外来的信使核糖核酸（mRNA）到人体内，并不能有效产生疫苗起效所需要的蛋白质，同时还会诱发不必要的免疫反应。直到2005年，考里科和韦斯曼将mRNA中一种名为尿苷的分子替换成类似的分子假尿苷，就能避免这种免疫反应的发生。这种关键的调整就是获奖理由中所说的“碱基修饰”。mRNA新冠疫苗的出现为人类对抗新冠病毒发挥了重要作用。几十年来，研究人员也一直致力于研究如何将mRNA技术用于其他疫苗，并治疗从艾滋病到癌症等各种疾病。

    美国俄亥俄州立大学的皮埃尔·阿戈斯蒂尼、德国马克斯·普朗克量子光学研究所的费伦茨·克劳斯，以及瑞典隆德大学的安妮·吕利耶，因为“用实验方法产生了可用于研究物质中的电子动力学的阿秒量级光脉冲”而获得2023年诺贝尔物理学奖。他们的实验“为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新工具”，这种制造极短光脉冲的方法，可用于测量电子移动或改变能量的快速过程。目前这项科学针对的只是人类对宇宙的理解，而非实际应用，但它最终有望带来电子设备和疾病诊断方面的进步。

    美国麻省理工学院的蒙吉·巴文迪、美国哥伦比亚大学的路易斯·布鲁斯和美国纳米晶体技术的阿列克谢·叶基莫夫因“量子点的发现和合成”荣膺2023年诺贝尔化学奖。他们成功地制造出小到其性质由量子现象决定的粒子，这些被称为量子点的粒子如今在纳米技术中具有重要意义。未来，这些量子点还可以为柔性电子、微型传感器、更薄的太阳能电池和加密量子通信作出贡献。

    今年诺奖三大自然科学奖的获得者，似乎不约而同地将研究方向聚焦到微观领域，不仅是在为人类的健康保驾护航，更是在不断拓展人类的认知边界。

    建立良好科研生态环境更为重要

    今年获诺奖的成果展示了科学家对微观领域的不懈探索。这些成果几乎都是上个世纪80年代在基础研究领域产生的萌芽，是在经过多年发展后终于成熟并被学术界所承认的。上海交通大学科学史与科学文化研究院教授李侠认为，“40年的种子终于开花了，这是基础研究的胜利，更是长期主义的回报”。

    李侠说，颇具戏剧性的人物当属诺贝尔生理学或医学奖获得者考里科，她自1982年博士毕业以来专注于研究mRNA，甚至为此遭遇被学校解聘、降薪以及无法晋升职称等挫折。随着2020年全球新冠疫情的大流行，基于她的理论开发的新冠mRNA疫苗横空出世，极大地缓解了疫情对于全球造成的危害。由此，她的高光时刻终于在40年的寂寥后姗姗来迟。

    “诺奖是一面每年照一回的科学透镜，能让我们看到自身存在的不足与短板。”在李侠看来，除了科学家要做出具有原创性的成果外，产生诺奖级的成果还需要三个环境条件：一是耐心，二是是宽容，三是资助。“这三项条件中，前两项是科研生态环境的基础性表征，后者则是真金白银的投入。相对而言，耐心与宽容氛围的建设比资金投入更要艰难，良好科研生态的形成需要漫长的时间。因此，对于基础研究，不仅要加大投入力度，还要继续推进“破四唯”，建立科研的多元评价体系，营造一个适合基础研究的生态环境。