2017诺贝尔自然科学三奖预测:日本有机会迈向「四连胜」吗?

作者: 分类: Z城生活 发布于:2020-08-09 983次浏览 79条评论

时逢诺贝尔奖公示前夕,本文拟在行礼如仪的量化预测、科普新闻及授奖仪典外,铺垫一异色视点,为年度盛事调味增辉。(以下敬称略)

历史学年鉴学派(École des Annales)巨匠布劳岱尔(Fernand Braudel)曾提出「短、中、长」三时段之说,其中之短时段(short span)範定「围绕人物的数十年涟漪」,长时段(long period)则可谓之「跨度百年的集体性事件」。今年对于日本而言,恰逢一个长、短时段的週年交汇点:前者当为「明治维新150年前夕」,后者则是「人体iPS细胞问世十週年」。无独有偶,「两个週年」都铭刻着日本人对科学文明的巨大贡献。过去三年络绎瑞典的他们,已正默默筑就日本科学史的又一里程碑。

2017诺贝尔自然科学三奖预测:日本有机会迈向「四连胜」吗?图片来源:作者提供
为纪念大隅良典的获奖,秋田县酒商特别发行「纯米大吟醸 Yoshinori Ohsumi」。标籤正面为酵母、签名图样。
世纪初的契机

现代科学筹赏机制对科学研究(需要资金)、科学普及(需要报导)甚有助益。一国一地的「桂冠」多寡,更已然与国家实力、国家形象彼此连贯,成为除了「战争」、「奥运」外又一国际竞赛的重要舞台。然而根据过往的例子,诺贝尔奖判断失误其实不在少数,日本尤为擦身而过(或称「第四名得主」)的大户。十年前我国学者即曾为文〈日本科学名低于实〉回顾往事。过失循非新知,更属常识。

进入二十一世纪以来,日本人获自然科学三奖的频率仅次美国,居世界第二。儘管连年获奖不在话下,但始终是「事不过三」,略有遗憾。

事实上,曾在离子通道研究(如:neurotransmitter-gated channel、voltage-gated channels及intracellular membrane channel)具有重大贡献的沼正作(Numa, S.),理应在白川英树(Shirakawa, H.)、野依良治(Noyori, R.)、小柴昌俊(Koshiba, M.)及田中耕一(Tanaka, K.)首开「三连胜」纪录(2000~2002年)后领衔2003年诺贝尔化学奖。惜沼氏早于1992年逝世,同样做出重要工作的木村嘉明(Kimura, Y.)亦遭忽略。自此,日本首次连续获奖嘎然而止,此间五年更颗粒无收。

「七连胜」的幻影

自2008开始的九年岁月中,日本再度频繁获奖,总数增至25人。然而,若逐年考察奖励事由,便可察觉,其实日本距离「七连胜」只有一步之遥。资以「接近的学者」、「类似的贡献」彙整如后:(*=该年度另有日本人获奖)

年度部门奖励事由接近的学者类似的贡献2009物理学光纤通讯西泽润一(Nishizawa, J.)半导体雷射、聚焦性光纤等早期光纤通讯技术2010*物理学石墨烯饭岛澄男(Iijima, S.)更早发现碳材料奈米碳管(CNT)2011生理学或医学先天性免疫系统类铎受体(TLRs)审良静男(Akira, S.)TLRs的系统性研究2012*化学G蛋白耦合受体(GPCRs)中西重忠(Nakanishi, S.)相同2013化学化学系统的多尺度模型诸熊奎治(Morokuma, K.)计算化学的综合贡献2014*化学超解析度萤光显微镜柳田敏雄(Yanagida, T.)萤光显微镜的分子计测2015*物理学微中子震荡

户冢洋二(Totsuka, Y.)、铃木厚人(Suzuki, A.)

相同2016*生理学或医学细胞自噬

吉森保(Yoshimori, T.)、水岛昇(Mizushima, N.)

相同化学分子机器

新海征治(Shinkai, S.)、岩村秀(Iwamura, H.)

(新海)1979年完成世界最初分子机器/(岩村)1988年合成分子齿轮

其如物理学界的西泽、饭岛、户冢、铃木,师出福井谦一(Fukui, K.)的诸熊等人皆已名震天下,无庸赘述。大隅良典(Ohsumi, Y.)最早的弟子吉森、水岛同为自噬研究的早期先锋。新海则曾是2016年化学奖得主Ben Feringa所专程亲访、学习分子机器的请教对象,其对获奖三人组的无私祝福,尤谓美谈。

2017诺贝尔自然科学三奖预测:日本有机会迈向「四连胜」吗?图片来源:作者提供
在诺贝尔讲座中,大隅良典介绍水岛昇的自噬可视化研究。

连成一片的「名人堂」足以说明日本科学的坚强实力。即无奖项追认,也丝毫无损其伟业的锋芒、人格的辉光。

日本「蝴蝶」震动诺贝尔奖

2011年东日本大地震撼动全球,更致地轴位偏、本州移动。鲜为人知,或许一个2001年的蝴蝶效应,也曾引致规模空前的大震波。

众所周知,户冢生前主导超级神冈(Super Kamiokande)大水槽实验,该设施曾在上世纪两度缔造诺贝尔级的成果(观测超新星微中子、发现微中子的质量)。2001年,Super-K发生重大事故,甫经大肠癌手术的户冢教授抱恙领导善后工作,几经抗癌,2008年溘然辞世。世界损失一位诺贝尔奖当然人选,巧的是,诺贝尔奖物理学奖也开始「余波蕩漾」:

2008年将不太相干的自发性对称破缺(spontaneous symmetry breaking)与CKM matrix合併奖励,出现耐人寻味的「日本三人组」(而竟无Nicola Cabibbo)。2010、2011年领域顺序对调(原为天文 → 凝态),事由异变(石墨烯、宇宙加速膨胀提前奖励)。21世纪前八年的授奖规律(AMO → 天文 → 凝态 → 粒子)开始鬆动。过早奖励石墨烯(且激起极大争议)让奈米碳管的发现出局。微中子震荡(1998年的发现)比希格斯玻色子(2012年的发现)更晚奖励,至少推延三次之多(2010、2011、2013)。自然科学三奖皆往「综合贡献大于原创时间」的标準倾斜,其如2009、2014年的物理学奖及2016年的化学奖。

儘管从「一根光电倍增管爆裂」到「诺贝尔奖的接连改变」的因果历程似难尽信,惟盼上述「豆知识」可为读者诸君起到权威除魅(disenchantment)的效果。

2017诺贝尔自然科学三奖预测:日本有机会迈向「四连胜」吗?来源2017诺贝尔自然科学三奖预测:日本有机会迈向「四连胜」吗?来源
故去的户冢洋二享有「视同诺贝尔奖得主」的待遇。上图为其故乡富山县去年特设「微中子馆」纪念其功绩(来源)。下图为今年富士市仿製正版製作的「诺贝尔椅子」,以彰显本地出身的伟人户冢教授(来源)。

来到国际光之年(IYL 2015)的前后,日本学界再度熠熠生光。土生土长的6名学者:赤崎勇(Akasaki, I.)、天野浩(Amano, H.)、中村修二(Nakamura, S.)、大村智(Omura, S.)、梶田隆章(Kajita, T.)及大隅良典成功再造诺贝尔奖的日本三连胜。究竟今年的诺贝尔奖得主会是谁?达成「日本四连胜」的机会几何?如何实现?以下,笔者依照公示顺序,逐一推测本年度之奖励结果及日本科学家之位置。

以下揭示的「可能性」并非deserve与否的最终判断,亦非某种拔高或贬低,只是根据客观条件的管窥蠡测。另姓名英称改标全名,合先叙明。

得主预测:生理学或医学奖

本年度的诺贝尔委员会(生医)成员与去年大致相同,仅将Juleen Zierath(临床综合生理学)换为Nils-Göran Larsson(线粒体遗传学),其他委员包括有:Anna Wedell(主席,医学遗传学)、Ole Kiehn(神经科学)、Patrik Ernfors(分子神经发育)、Christer Höög(细胞与分子生物学)、Thomas Perlmann(分子发育生物学)。交叉参考近两年的奖励事由,可知其与轮值主席专业领域有相关性,本年度则仍由Wedell连任主席。此外,近年癌症免疫纷纷投入临床实用,频获大奖,距2011年奖励免疫学研究已有六年,

基于不成文的「领域週期律」,可排除的人选包括:接近2014年(脑部研究)的小川诚二(Seiji Ogawa);接近2015年(疗法)的远藤章(Akira Endo)、满屋裕明(Hiroaki Mitsuya);接近2014(神经科学)、2016年(蛋白质)的海格曼(Peter Hegemann)、德斯塞罗特(Karl Deisseroth)、博登(Edward Boyden);接近2016年(蛋白质)的森和俊(Kazutoshi Mori)可能改授化学奖。此外,CRISPR相关研究亦可能跨化学奖。

综上,依机率高低排列,可推测2017年诺贝尔生理学或医学奖结果如下,儘管日本人选推断两名,惟参考近年评选标準及个人赏历,相对机率皆不算高。

一、首选:遗传学相关

巴蓝古(Rodolphe Barrangou)、霍瓦特(Philippe Horvath)、莫吉卡(Francisco Mojica)或 石野良纯(Yoshizumi Ishino)──「发现与发展CRISPR」希克斯尼斯(Virginijus Šikšnys)、杜德纳(Jennifer Doudna)、卡彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)──「有关CRISPR-Cas9基因编辑技术的革命性发现」安博斯(Victor Ambros)、鲁夫昆(Gary Bruce Ruvkun)──「发现小分子核糖核酸(miRNA)」西达(Howard Cedar)、拉钦(Aharon Razin)、埃利斯(Charles David Allis)──「有关基因调控与组蛋白调控的表观遗传学(epigenetics)研究」

二、有可能得奖:免疫学相关

艾利森(James P. Allison)、本庶佑(Tasuku Honjo)──「发现T细胞抑制性受体的免疫作用」得主预测:物理学奖

毫无悬念,完成「爱因斯坦最终习题」的LIGO重力波实验必获奖。本年度诺贝尔委员会(物理)委员背景依次为:Nils Mårtensson(代理主席,专长金属及同步加速器辐射技术)、David Haviland(奈米结构)、Olga Botner(实验基础粒子物理)、Mats Larsson(分子物理)、Thors Hans Hansson(理论物理)、Gunnar Ingelman(亚原子物理)。

如前所述,始自户冢洋二的「蝴蝶效应」后,除了相邻年度「领域不重複」之外,物理学奖已无严密的「领域週期律」。有鉴于希格斯玻色子「2012年证实、2013年授奖」的前例,重力波「2016年证实、2017年授奖」完全有可能。再加上2015年的微中子震荡属于「天文」「粒子」两领域之交叉,时隔两年返回天文领域亦不太牵强。

另外由于2014年南极BICEP2团队撤回其「一度发现」的早期宇宙重力波原生B模偏振(primordial B-mode polarization),因此古斯(Alan Guth)及佐藤胜彦(Katsuhiko Sato)尚难依凭宇宙暴胀理论(inflation)获奖。此外,多铁性材料的十仓好纪(Yoshinori Tokura)、快闪记忆体的舛冈富士雄(Fujio Masuoka)近几年应无悬念。铁基超导体的细野秀雄(Hideo Hosono)机会亦不低。

综上,可推测2017年诺贝尔物理学奖结果如下:

一、唯一选:重力波实验

魏斯(Rainer Weiss)、索恩(Kip Thorne)、巴利(Barry Clark Barish)──「开发并运用重力波观测装置LIGO观测重力波」得主预测:化学奖

化学奖未必年年颁发,因其常常「化学反应」成第二医学奖(如2008、2012、2015)或第二物理奖(如2011、2014)(以上勿当真XD。可以说,化学奖几无规律,是最难预测的诺贝尔奖)。

言归正传,2016、2017年度的诺贝尔委员会(化学)阵容相同,与2015年的差别在Sven Lidin(无机)与Jan-ErlingBäckvall(有机)被取代为Peter Brzezinski(生化)与Johan Åqvist(理论),其他委员包括有:Sara Snogerup Linse(主席,物化)、Claes Gustafsson(医学生化)、Olof Ramström(有机与化工)、Gunnar von Heijne(理论)。此外,近十年的奖励领域为依次为:分析(2007)、生化(2008)、生化(2009)、有机(2010)、无机(2011)、生化(2012)、理论(2013)、物化(2014)、生化(2015)、有机(2016)。

睽诸往例,生化领域具有压倒性优势,直接碾过「领域週期律」更不在话下。本世纪有机领域约为5年一次,惟此前曾有2000、2001年连续奖励的前例,且去年授予较冷门的旁枝(超分子),今年仍有「连庄」的可能(尤其是与生化交叉)。物化领域在最近46年内只得六次,频率不定(长则21年的1971、1992;短则3年的1996、1999)且在最近(2007、2014)皆有奖励,惟热门人选呼声极高,故也可纳入考虑。

许多人选或因竞争者众(超过3人)、或因为时过早、或因前景未明,本年度可先不考虑,其包括:岸义人(Yoshito Kishi)与K·C·尼古劳(K.C. Nicolaou)等4人、向山光昭(Teruaki Mukaiyama)等四人、山本尚(Hisashi Yamamoto)、冈武史(Takeshi Oka)、神谷信夫(Nobuo Kamiya)及沈建仁(Jian-Ren Shen)。另福山透(Toru Fukuyama)、玉尾皓平(Kohei Tamao)、薗头健吉(Kenkichi Sonogashira)时机已过亦无可能。儘管CRISPR-Cas9呼声极高,但基于以下理由,笔者并不支持其今年获奖:

    前前后后deserve者远超过三人,非二到三次诺贝尔奖(医学及化学)不足以囊括,建议比照2010年化学奖处理(先等有人上天堂)。尚须更多临床证明「正面贡献」之潜力(诺贝尔最强调的「for the greatest benefit to mankind」)。DNA双螺旋历时九年获奖、iPS细胞历时六年获奖,CRISPR的突破方届5年,不急于一时授奖。2015年刚奖励过DNA修复,2017年奖励DNA编辑显得急躁。但可先授予CRISPR的早期发现与机理研究。

综上,依机率高低排列,可推测2017年诺贝尔化学奖结果如下:

一、首选:生化

森和俊(Kazutoshi Mori)、瓦尔特(Peter Walter)──「发现内质网未折叠蛋白反应(unfolded protein response)」藤嶋昭(Akira Fujishima)──「人工光合作用,因其发现二氧化钛的光催化性质和超亲水特性(Honda-Fujishima effect)」巴蓝古(Rodolphe Barrangou)、霍瓦特(Philippe Horvath)、莫吉卡(Francisco Mojica)或 石野良纯(Yoshizumi Ishino)──「发现与发展CRISPR」

二、次选:有机

中西香尔(Kojii Nakanishi)、布瑞斯罗夫(Ronald Breslow)、艾申莫瑟(Albert Eschenmoser)──「对生物有机化学、化学仿生学,特别是构造生物研究的奠基性贡献」老马(Krzysztof Matyjaszewski)、泽本光男(Mitsuo Sawamoto)、王锦山(Jin-Shan Wang)──「发现原子转移自由基聚合(ATRP)」

三、有可能得奖:物化

古迪纳夫(John B. Goodenough)、惠廷汉(M. Stanley Whittingham)、吉野彰(Akira Yoshino)──「发明锂电池(LIB)」2017诺贝尔自然科学三奖预测:日本有机会迈向「四连胜」吗?来源
藤嶋昭校长(左一)授予校友大村智(右一)东京理科大学特别荣誉博士的现场,此景或能成为2名诺贝尔奖得主的合影。(来源)

平田义正(Yoshimasa Hirata)不愧是与Robert B. Woodward(1965年化学奖得主)同时发表河豚毒素化学构造的一代大师,除了早早驰名国际的岸义人、中西香尔之外,野依良治与下村脩(Osamu Shimonmura)也都出自「平田学派」,诚可谓东方少见的学术豪门。

本文草就于「开奖」前43个小时,想必疏漏、不备难以避免,尚请谅察。

注释
    Takahashi, K. et al. (2007). Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell 131:861–872.「4人目の受赏者」に泣いた新海征治先生の辉ける业绩。ようこそ马场錬成のブログ。2016「名」低于「实」的日本科学。知识通讯评论。2007。Hayaishi, O. (1992). "Shosaku Numa 1927–1992". Trends in Biochemical Sciences. 17 (9):327.Kimura Y. et al. (1997). Surface of bacteriorhodopsin revealed by high-resolution electron crystallography. Nature 389:206-211.Shinkai S, Ogawa T, Nakajima T, Kusano Y, Manabe 0 (1979) Tetrahedron Lett 20: 4569H. Iwamura and K. Mislow, “Stereochemical Consequences of Dynamic Gearing”, Acc. Chem. Res., 21 (1988) 175-182.九州に分子机械の先駆者 新海征治・九大特别主干教授 今年のノーベル化学赏テーマ:ニュース:九州経済:qBiz 西日本新闻経済电子版 | 九州の経済情报サイト。Nature, "Nobel document triggers debate", Published online 24 November 2010 Nature 468, 486 (2010)

<<上一篇: