不用再假装看懂诺奖，小学生都看得懂的2017诺贝尔奖全解析

北京时间10月2日17时30分，诺贝尔委员会宣布，三位美国科学家 Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash和 Michael W. Young共同获得2017年诺贝尔生理学或医学奖，奖励他们发现了「控制昼夜节律的分子机制」。

▲Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash和 Michael W. Young

什么是「昼夜节律」？听起来似乎有些晦涩难懂，其实就是大家常用的一个词——「生物钟」。

在现代人的生活中，「生物钟」算得上是一个热门话题。关于这一话题，有两大知名谎言，一是「今晚一定早睡」，二是「明早一定早起。」

尽管整个社会的发展推动着现代人类生活作息越来越多样，但对于「早睡早起」的发自内心的追求却是一直未变的。而这种追求背后的科学原理正是本届诺贝尔生理学或医学奖获奖科学家的研究内容。

▲早起的生物钟

其实，生物钟是一个看似简单却又复杂的概念，它是生物体内的一种无形的「时钟」，调控着生命体的正常生活。其中最具代表性的「生物钟」就是本次获奖的「昼夜节律」。

然而，节律究竟是怎么产生的？这个问题困扰了生物学家们很久。这种恰好的节律是生物体通过后天适应学习到的？是长期的进化过程中产生的生活习惯？还是由基因控制？而今年获奖的三位科学家们便是通过果蝇模型探究了这个问题，结果发现，原来生物节律真的是由基因控制的。所以你不得不承认，自己的身体会「告诉」你什么时候该休息了，什么时候该工作了。这种节律是自发而内在的，并不是受环境影响的。

▲人体生物钟

另外需要注意，我们这里讲的「生物钟」，并不是简单的每天几点起床，几点休息，而是机体的一种周期性的维持生命的代谢活动。对于「夜猫子」来说，只是他们适应了这样的生活方式，而具体他们体内的基因调控机制是否产生了变化，还需要生物学家和医生们进一步研究。所以，最后还是要劝大家一句，熬夜伤身。

▲诺奖得主的生物钟被诺奖评委会的电话打乱了

瑞典皇家科学院宣布将2017年诺贝尔物理学奖授予三位引力波探测计划的重要科学家，三人均来自LIGO/VIRGO合作组，以奖励他们在「LIGO探测器以及引力波探测方面的决定性贡献」。

想要知道引力波是什么，还要从全人类中最逆天的牛魔王牛顿和爱因斯坦大神讲起。

牛顿认为，无论时空中的物体如何运动，时间和空间都是绝对不变的。而爱因斯坦提出，质量体在时空中的一举一动，都会「搅动时空」，这种波动还会带动整个宇宙的变化。

▲时空扭曲

哦，意思是……下次排队的时候如果没信号，可以理直气壮的和前面的胖哥哥说：「哥们，你站我前面造成的空间扭曲致使我没信号了」？ 当然了，我们生活中的一般质量对时空的扭曲程度几乎是无法感知的。

当我们把目光投向浩瀚宇宙，像恒星和黑洞这样的物体能产生巨大的引力，导致周围的时空扭曲、光线弯曲。尽管爱因斯坦在100多年前就已经预言了引力波的存在，但一直以来没有人能直接观测到引力波。这主要是因为引力波在现实生活中非常难以测量。

▲引力波示意图

不过……既然这个理论对我们日常生活的影响几乎是不可感知的，那这个引力波的直接观测到底凭什么拿诺奖？

这么说吧，我们可以通过倾听声音来分辨乐器的种类和质地，物理学家也通过类似方式来研究宇宙。引力波就是这样一种「时空的涟漪」，它能被极为灵敏的探测器「听」到，向我们传递宇宙的信息。

引力波由于其衰减很弱，成为记录波源信息的最好载体。人类可以通过这些信息，研究黑洞、中子星等各种星体。引力波能够成为一本记载着整个宇宙起源与发展的历史书，人类将可以从中获得关于宇宙的无尽奥义。

2017年10月4日上午，瑞典皇家科学院宣布将2017年诺贝尔化学奖授予瑞士的雅克·杜波谢（Jacques Dubochet）、美国的约阿希姆·弗兰克 （Joachim Frank） 和英国的理查德·亨德森（Richard Henderson），获奖理由是「研发出冷冻电镜，用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定」。 而这项技术，让生物化学迈向了新的时代。

▲雅克·杜波谢（Jacques Dubochet），约阿希姆·弗兰克 （Joachim Frank） 和理查德·亨德森（Richard Henderson）

到底什么是冷冻电镜技术（cryo-EM）？

图像是科学研究中最直观的表达方式，也是重要科学突破的根源之一。长久以来，在生物化学领域，电子显微镜只能用于观察死去的物质，而无法观测运动中的生物分子。因此生命体分子运动的可视化技术成为生物化学界难以填补的空白。直到冷冻电子显微镜的出现改变了这一切。

上世纪80年代，雅克·杜波谢将水引入电子显微镜中，并成功实现了水的快速冷冻玻璃化。该技术可以迅速将水冷却，让其先以液体状态将生物样本包裹，之后立刻变成固体，从而使得生物分子在真空管中仍能保持其自然形态。

▲雅克·杜波谢的玻璃化法以及其得到的第一张被水包围着的病毒图像

除了样本制备外，看得清楚当然也很关键。为了让图像更清晰，在1975年到1986年之间，约阿希姆·弗兰克开发出一种三维结构图像分析技术，这种技术能够将电子显微镜生成的模糊2D图像，合并并生成清晰的3D结构。这一突破，使得冷冻之后的生物细胞得到高清的图像，冷冻电镜的广泛应用成为可能。

1990年，理查德·亨德森在已有技术的基础上，成功地利用电子显微镜生成了一种蛋白质的3D图像，其图像分辨率达到原子水平。这次突破奠定了冷冻电子显微技术发展的基础。

经过科学家对冷冻电镜的不断优化，2013年，冷冻电镜实现了真正的突破——分辨率达到梦寐以求的原子级别。人们终于得到生物大分子的世界高清图片了。

▲电子显微镜的分辨率在过去几年中有大幅度提升，从过去只能显示不成形的斑点到现在能在原子分辨率上可视化蛋白质。

今年的诺贝尔经济学奖颁发给了被称「行为经济学之父」的芝加哥大学教授理查德·泰勒（Richard H. Thaler）。通过探索有限理性、社会偏好、自制力缺乏所导致的结果，理查德·泰勒将对心理现实的假设融进经济决策分析，揭示了人类特征如何系统性地影响个人决定和市场结果。

▲理查德·泰勒

作为研究人的非理性经济行为的「行为经济学之父」，当理查德·泰勒被问及要怎么花费9百万瑞典克朗的奖金时，72岁的老爷子开起了玩笑：「我会尽最大努力，用非理性的方式把这些钱花光。」

▲理查德在电影《大空头》中客串

理查德·泰勒提出了心理账户的概念，来解释我们日常生活中的一些决策问题。举个例子：

理查德是这样解释的：每个人在消费的时候，头脑中都是有许多心理账户的，人们会把不同的收入和支出列入到不同的账户内，而不是把所有的收入和支出算在一起。按照这种观点来看，100元现金和价值100元门票，分属于不同的心理账户，因此丢了现金并不影响你继续观影；而丢了门票，再买门票的钱属于同一个心理账户，他给消费者决策时带来的心理感受很可能是「花双倍的钱看场比赛太不值当了吧」，结果就是很多人放弃了看比赛。

同样的，按照这样的思维，我们就不难理解为什么获得一笔意外之财往往会使一个人的消费观念发生巨大转变。当我们获得一笔意外之财时，比如年终奖金或是买彩票中的钱，我们倾向于将它花费在享受上；而按月发的工资我们就不会乱花了，而是量入为出地用在生活中。因为这些钱是属于不同的心理账户。

▲日常生活中的心理账户

早睡早起、消费和储蓄心理……看起来很多诺贝尔级别的科学知识离我们并不遥远，解释的正是发生在我们身边的例子，可谓「诺奖在身边」。实际上，对很多清华学子来说，更是真正有机会近距离接触诺奖。

截止目前，已有至少16位诺奖得主来到清华园，与学校师生进行学术对话。学校还有专门项目支持一批学术能力突出、具有挑战精神的清华研究生赴诺奖得主所在实验室开展短期访学活动。

▲清华大学「巅峰对话」部分嘉宾

所以……说了这么多，感觉自己什么时候可以去读论文了？

图片来源：诺奖官网、Nature、MartinHögbom、混子曰

文字｜口袋里的猴子先生 唯是 川傲 涂图

编辑｜路里

责编｜舒波 吖方