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上周,诺贝尔委员会选出了2016年的获奖者,重点介绍了化学、物理学和医学领域的最重大进展。今年的获奖者因理解奇异物质状态、微型机器和自我吞噬的细胞而获得奖项。如果您错过了任何新闻,这里有一个快速列表,列出了谁获奖、他们做了什么以及人类可能如何受益。
当温度降低时,事情就会变得奇怪。理解这种奇怪性为大卫·J·索利斯、F·邓肯·M·霍尔丹和约翰·M·科斯特利茨赢得了今年的诺贝尔物理学奖。科学家们利用拓扑学的数学领域来研究尽管大小或形状发生变化仍保持不变的物理特性。诺贝尔委员会成员托尔斯·汉斯·汉森用一些稠密的面包来解释这个复杂概念:肉桂面包、百吉饼和椒盐卷饼——分别包含零个、一个和两个孔。
孔的数量从零到一再到二的增加,是超冷二维材料中相变的隐喻,可能有助于解释这些材料的奇异特性。拓扑学帮助科学家们更好地理解了超导体(电流可以在其中无阻力地移动)和超流体(无摩擦流动的流体)——这些材料可能在量子计算和其他电子产品中得到应用。(需要一个好笑的拓扑学笑话吗?我们为您准备了这段视频。)
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诺贝尔化学奖颁给了让-皮埃尔·索瓦日、詹姆斯·弗雷泽·斯托达特和伯纳德·费林加,以表彰他们在分子机器领域的研究。正如化学家克里斯蒂安·沙夫迈斯特在我们的文章中描述的那样,人类蛋白质已经像小机器一样,承担着收缩肌肉或在细胞内部进行繁重工作等任务。今年的获奖者合成了长度为十亿分之一米的分子,这些分子像转子、升降机甚至微型汽车一样运转。该领域仍处于起步阶段;科学家们继续研究如何构建这些微小设备。我们可能有一天会在医学甚至细胞计算机中看到分子机器的应用。
日本的Yoshinori Ohsumi因加深了人们对细胞如何吞噬自身部分(称为自噬)的理解而获得了诺贝尔医学奖。请收听诺贝尔生理学或医学委员会主席朱琳·齐拉斯在此处解释这项研究。细胞内的清洁设备对于维护非常重要,例如清除细胞质中的脏污和翻新神经元。大隅良典专注于酵母(负责使面包膨胀和葡萄酒发酵的单细胞生物)中的这一过程,并深入研究了科学家认为仅在特殊情况下才重要的过程。但是大隅良典的研究引发了一波兴趣,并表明自噬在包括阿尔茨海默氏症和帕金森氏症在内的神经退行性疾病中起着重要作用。
展望明年——希望我们能尽快看到更多女性获奖者。