诺贝尔奖评审委员会作出的决定常常使人怀疑在过去的几十年里,这些人是否居住在其他星球上。他们所表彰的科学成就往往在当时极具价值,而历经时间的洗涤就大为褪色。然而2002年掌握诺贝尔生理学或医学奖评审大权的斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院,终于表现出了令人钦佩的把握现实能力。面对这样一个“无法逃避”的话题:谁将因为人类基因组计划而获奖——它做出的回答似乎是:一个也不给。
以上是对2002年评奖结果的一种诠释。2002年的诺贝尔生理学或医学奖授予了约翰 · 苏尔斯顿(John Sulston)、悉尼 · 布雷内(Sydney Brenner)和罗伯特 · 霍维茨(Robert Horvitz),以表彰他们利用秀丽隐杆线虫对胚胎学所做的贡献。苏尔斯顿应于12月赴斯德哥尔摩领取奖金,但他恐怕无法成行——因为他是英国剑桥桑格研究中心实验室的负责人,该实验室为由公众筹资的人类基因组测序工程做了许多基础性工作。
这的确是聪明的一着。人类基因组计划是一项巨大的成就,其中科学与管理占有同等重要的地位,但诺贝尔奖并没有设立管理学奖。相形之下,苏尔斯顿等的工作是纯科学性的,毫无疑问具有诺贝尔奖水准的,并且还富有前瞻性的。
特别要指出的是,苏尔斯顿的对手,来自“私人阵营”的克雷格 · 温特(Craig Venter)也应该因为发明全基因组鸟枪测序法而获此殊荣。该测序法不仅使温特对“公共阵营”占得先机,更使他和他的同事得以发表世界上第一张完整的流感嗜血菌基因组序列图,况且,这项工作也是纯科学性的,并非属于经营管理范畴。同样,勒罗伊 · 胡德(Leror Hood)也可以成为卡洛林斯卡医学院的考虑对象——他发明的测序技术使整个人类基因组工程成为了可能。当然,对他这项工作的评定更似乎应该落在掌管化学与物理奖评审大权的瑞典皇家科学院的手中。
秀丽隐杆线虫项目最早是由布雷内博士于上世纪70年代发起的,当时他还在剑桥大学。他选择这种虫子的原因是——虽然仅由几百个细胞构成,它们却有着各异的器官,如神经系统、内脏等,其多细胞性使之可能成为更复杂动物(比如人类)的模型。同时,它的简单性却使研究的过程大为简化。
当然,简单性只是相对的。但苏尔斯顿证明了布雷内的正确选择——他发现,每只成年线虫均有959个细胞构成,并且细胞分化的模式在每个个体中都如出一辙。苏尔斯顿还与霍维茨一起揭示了在基因作用下的程序性死亡是生物发育过程中的重要环节。他们的发现消除了关于人类胚胎发育过程的一些疑惑,同时也更好地解释了成年人机体的日常工作。
本年度的物理学奖不仅被三位科学家分享,同时也被授予了两门不同的学科——中微子天文学与X射线天文学分享殊荣。它们所能呈现出的宇宙景观迥然不同于以往光和无线电波所展示的宇宙,但两者的研究工作难度都很大。中微子天文学的困难是由于中微子(一种呈电中性的基本粒子)极少被物质吸收,不易被探测,因而中微子望远镜必须建在地下,以免探测器把其他射线错当成中微子。而X射线天文学的困难却是由截然相反的因素造成的。尽管被广泛应用于医学成像,X射线极易被物质吸收,特别是被大气层。因此X射线望远镜必须设立在太空中。
雷蒙德 · 戴维斯(Raymond Davis)和小柴昌俊分享了中微子的奖项,而X射线部分被里卡尔多 · 贾科尼(Riccardo Giacconi)独揽。这三位都是各自领域里的先锋。戴维斯首先意识到由于中微子能在特定条件下与氯原子反应生成氩原子核,理论上讲可以利用足量氯原子间接探测中微子的存在。上世纪60年代时,他在美国南达科他州一座金矿建造了一个灌满四氯乙烯(一种常用干洗剂)的池子,然后计算出反应生成的氩原子个数。小柴的装置建在日本一个锌矿底下,它能够探测中微子与水中的电子碰撞产生的微弱闪光。
这两台早期望远镜携手发现了来自太阳以及遥远超新星的中微子。其中小柴的探测器还证明了从前被认为没有质量的中微子具有微弱质量。这对物理学的发展有着深远的影响。贾科尼负责的则是一系列日益复杂的X射线太空望远镜并以X射线的频率拍摄宇宙,引出了包括第一批黑洞在内的其他一系列发现。
化学奖也颁给了两个相关领域。虽然质量光谱测定与核磁共振光谱测定是两项截然不同的技术,但它们却都能被运用于生物大分子结构的探测。
约翰 · 芬恩(John Fenn)和田中耕一因为质谱测定而获奖。尽管该项技术已有90年的历史,即便是瑞典皇家科学院也没有这么保守——他们是因为改进了这项技术而获奖的。
质谱分析法是通过电离分子而实现的:先使它们带电,再施加强电场,并在真空室中使之加速。它们穿越真空室的时间就取决于电荷与质量的比值。分子所带电量较小,因此很容易测定,从而质量也比较容易测得。而对于大分子来说,困难的是使它们电离。芬恩通过强电场把它们喷入真空室,而田中采用了激光的方法。
核磁共振方面的奖授予了库尔特 · 维特里希(Kurt Wǜthrich)。同样,他也并非这项技术的发明者,然而他却展示了核磁共振在大分子领域(尤其是蛋白质)的应用。该技术的原理是,利用原子核被激发产生的微波拍摄分子中各个原子的位置。对于某些蛋白质,X射线晶体学的方法也是可行的,但X射线必须打向蛋白质的固体结晶。而核磁共振法的优势在于,它还能测定溶液中的大分子,对无法结晶的蛋白质也有效。
[The Economist,2002年10月10日]