想哭！物理学家得了化学奖成全了生物学家，今晚诺贝尔化学奖的杯具还会重演吗

“希望这次的诺贝尔化学奖不要再被物理学家和生物学家抢走了！”再过几小时，诺贝尔化学奖即将揭晓，这句网络热评逗笑了很多人。

去年，诺贝尔化学奖授予了Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson，以表彰他们对冷冻电镜技术恶发展，提高了生物分子成像质量。这一奖项给研究生物物理的同行带来了很大激励，更加促使了物理、化学、生物和数学各学科的融合，以及物理技术对分子层次生命科学的推动，但化学家们心中是何滋味就不好说了。

其实，物理学家、生物学家抢走诺贝尔化学奖并不只有这一次。根据1990年以来诺贝尔化学奖的名单，其中有13次发给了物理学家：

1911年 玛丽亚·居里（法）：发现了镭和钋，提纯镭并研究镭的性质

1920年 沃尔特·能斯特（德）：对热力学的研究

1921年 弗雷德里克·索迪（英）：对放射性物质以及同位素的研究

1922年 弗朗西斯·阿斯顿（英）：使用质谱仪发现了非放射性元素的同位素，并且阐明了整数法则

1936年 彼得·约瑟夫·威廉·德拜（荷）：通过对偶极矩，X射线和气体中电子的衍射的研究来了解分子结构

1944年 奥托·哈恩（德）：发现重核的裂变

1960年 威拉德·利比（美）：发展了使用碳14同位素进行年代测定的方法

1964年 多萝西·克劳福特·霍奇金（英）：通过X射线在晶体学上确定了一些重要生化物质的结构

1977年 伊利亚·普里高津（比）：对非平衡态热力学（不可逆过程热力学）的贡献

1998年 沃特·科恩（美）：密度泛函理论的研究；约翰·波普（英）：量子化学计算方法的研究

1991年 理查德·恩斯特（瑞士）：对开发高分辨率核磁共振（NMR）的贡献

2014年 威廉姆·莫尔纳尔（美）、埃里克·白兹格（美）、斯特凡·W·赫尔（德）：超分辨荧光显微技术

2017年 雅克·迪波什（瑞士）、约阿基姆·弗兰克（德）和理查德·亨德森（英）：冷冻电镜技术的发展

然而，情况还不止于此，频频来抢化学风头的还有生物学。自1990年以来，有15次诺贝尔化学奖颁给了生物学方面的成就。

X射线晶体学、高分辨率核磁共振、超分辨荧光显微技术、冷冻电镜技术，全都是近些年诺贝尔化学奖在生物、物理、化学交叉领域方向的奖项，这几大领域的共同特点都是先进物理学技术在生命研究上的应用。那么，这些物理学家为什么能够抢走诺贝尔化学奖?

化学的进步依赖于人们对分子层次、微观结构的了解，所以在原子、分子层面的研究，都有资格来拿诺贝尔化学奖。对于原子、分子的研究，依赖于先进的技术。很大一部分物理学家在做应用物理的发展，促进物理技术对生物大分子的研究。

提到2014年的诺贝尔化学奖，不少人有疑问：几位拥有物理学博士学位背景的人，发明的是在生命科学领域应用的激光物理技术，为什么会获得诺贝尔化学奖？甚至有些人还这样认为：对超高分辨显微技术看起来没有那么直接的贡献的William E. Moerner，为什么也是三位获奖者之一？

其实，超高分辨荧光显微成像技术之所以能够绕过所谓光学衍射极限的物理限制——200纳米，是建立在利用特殊荧光标记分子的光化学和光物理性质基础之上的科学发展，其重要的科学基础是单分子光谱和单分子显微技术。Moerner对凝聚相中单分子光谱技术和绿荧光蛋白特殊的光学开关性质研究贡献卓着，他获得此项诺贝尔化学奖，自然当之无愧。

▲Moerner

另一位2014年诺贝尔化学奖得主Eric·Betzig，则先后毕业于加州理工学院的物理学系和康奈尔大学的工程物理学博士专业,是应用物理学家。早些年他博士期间以及在贝尔实验室工作时，研发了近场光学显微镜（SNOM)，之后凭借荧光活化定位显微技术(FPALM)实现超高分显微成像，获得2014年诺贝尔化学奖。超高分辨率成像极大促进了细胞内荧光成像的发展。而后Eric·Betzig又研制了栅格激光层照显微镜技术（lattice Light Sheet)，能够实现对厚组织样品的测量。物理光学荧光成像技术已经对整个生物学的发展起到了极大推动作用。2017年, Eric·Betzig在加州大学伯克利分校任职，小编当时在Eric那里寻求一份博士后工作，Eric说他两年内不开实验室，不再做荧光成像显微镜。这和荧光成像显微技术无关，而是他个人要寻找自己下一个研究目标，他能做的技术工作已经带给生物学家了。

而对于一些具有重大价值的物理理论，能够应用于原子、分子层面的研究，也能够拿到诺贝尔化学奖，获奖者中居然还有数学家。

例如，1998年的诺贝尔化学奖颁给了美国物理学家瓦尔特·科恩（Walter Kohn）和英国数学家约翰·波普（John Pople）。那次颁布向人们展示了数学、物理和化学学科的交叉和融合取得的重大成果。

▲Walter Kohn

据悉，瓦尔特·科恩和约翰·波普以物理和数学工具，发展了量子化学理论和计算方法，在化学领域取得了骄人成就。通过以科恩和波普为代表的量子化学工作者的不断努力，今天，量子化学无疑成为化学工作者最有用的工具之一。磁共振成像技术（MRI）的发明实质上是物理学与医学的结合，也是交叉学科能产生丰富成果的有力证明。这种能精确观察人体内部器官而又不造成伤害的影像技术，对于医疗诊断、治疗及其检查至关重要。

编辑：朱颖婕

责任编辑：任荃

来源：综合自中科院物理所、知识分子