“早兩天我們就猜到他們會獲得今年的諾貝爾化學獎。”北京大學化學學院第三屆長江特聘教授楊震告訴《了望新聞周刊》，“實際上我認為這是歷史以來最偉大的化學發現，他們提供的方法直接改變了傳統化學的思維，為化學研究提供了壹個高效、快速的通道。”作為同行的他，1995年前後曾使用今年獲獎成果合成試劑的方法合成了壹種抗腫瘤藥，非常有效，因此內心之中對三位諾獎得主充滿了感激。
諾貝爾化學獎評委會主席佩爾·阿爾伯格將烯烴復分解反應形象地比喻為“交換舞伴的舞蹈”。在10月5日授獎當天，阿爾伯格和壹位皇家科學院教授以及兩位女工作人員壹起，用舞蹈向聽眾詮釋烯烴復分解反應的含義。最初兩位男士是壹對舞伴，兩位女士是壹對舞伴，在“加催化劑”的喊聲中，他們交叉換位，轉換為兩對男女舞伴。
中科院金屬有機化學國家重點實驗室主任麻生明介紹說，碳是地球生命的核心元素。碳原子能以不同方式與多種原子連接，形成小到幾個原子、大到上百萬個原子的分子。這種獨特的多樣性奠定了生命的基礎，它也是與人類生活密切相關的學科——有機化學的核心。原子之間的聯系稱為鍵，壹個碳原子可以通過單鍵、雙鍵或三鍵方式與其他原子連接。有著碳－碳雙鍵的鏈狀有機分子稱為烯烴。在烯烴分子裏，兩個碳原子就像雙人舞的舞伴壹樣，拉著雙手在跳舞。
研究碳－碳鍵的斷裂與形成規律是有機化學需要解決的核心問題之壹。為了切斷碳－碳鍵並使其按照人們希望的方式重新結合，需要尋找合適的催化劑，這也是化學家面臨的挑戰課題。麻生明說，今年諾貝爾化學獎的三位得主，獲獎原因就是他們弄清了如何指揮烯烴分子“交換舞伴”，將分子部件重新組合成別的物質。
上世紀50年代，科學家們所研制的催化劑均為多組分催化劑，主要原因是當時還沒有認清反應的機理，不知道到底是哪種活性物質發揮了作用，只好使用多種混合物來進行催化。這些催化體系還受到苛刻的反應條件等因素的限制，科學家只好進壹步認識和理解反應進行的機制。
20世紀70年代，法國石油研究所的伊夫·肖萬實現了理論上的突破。他闡明了烯烴與金屬卡賓通過〔2＋2〕環加形成金屬雜環丁烷中間體的相互轉化過程，這壹機制後來被廣泛認同。金屬卡賓是指壹類有機分子，其中有壹個碳原子與壹個金屬原子以雙鍵連接，如果用舞蹈的方式來簡單解釋，它們可被看作壹對拉著雙手的舞伴。而在烯烴分子裏，兩個碳原子也像雙人舞的舞伴壹樣，拉著雙手在跳舞。金屬卡賓在與烯烴分子相遇後，兩對舞伴會暫時組合起來，手拉手跳起四人舞蹈。隨後它們“交換舞伴”，組合成兩個新分子，其中壹個是新的烯烴分子，另壹個是金屬原子和它的新舞伴。後者會繼續尋找下壹個烯烴分子，再次“交換舞伴”。
據介紹，烯烴的復分解反應方法現在被廣泛應用於化工，主要用於研發藥品和先進塑料材料。通過肖萬、格拉布和施羅克等人的工作，復分解法變得更加有效，反應步驟比以前簡化，所需要的資源也大大減少；使用起來也更簡單，只需要在正常溫度和壓力下就可以完成；對環境的汙染也大大降低，使人類向著“綠色化學”又邁進了壹大步。
楊震表示，20世紀有機化學發明星光燦爛，有許許多多發明的藝術品，但最璀璨的發明當屬今年獲諾貝爾獎的“有機合成的烯烴復分解反應法。”楊震喜歡用“藝術”、“魅力”等詞匯來描述他的工作。他說烯烴復分解反應法為有機化學家提供了研究過程中的“快速通道”，可以幫助更快速達到更好的藝術境界。
更令人驚嘆的是，這壹方法為後基因組時代生命科學的研究提供了更好的可能性。楊震解釋說，生命科學研究進入的“後基因組時代”，主要是研究人體的功能，其中最困難的部分不是在於生物學部分，而是在用什麽樣的化學來研究生命體系。人體內隱藏著壹個復雜而宏大的微觀世界，當某些蛋白的空間造型或表達方式發生問題時，人體就會表現出某種疾病癥狀。醫學的目的就是改變這種不正常狀態，恢復健康。在此研究過程中最大的瓶頸是，人類的3萬個活性基因所表達的蛋白在體內究竟都在幹什麽？當人的生理發生疾病癥狀時，是哪些基因發生了變化？好比人類登上月球需要壹個探測器壹樣，能夠理解這個過程的手段或稱“探測器”就是化學小分子，即用小分子來探測患病部位，並能夠快速地把患病部位修復和調整到正常。若能達到這個水平，就不用再擔心癌癥等“不治之癥”了。這是未來人們期待的奇跡。
因此，快速合成成千上萬的小分子，是下壹步醫學、藥物研究中最大的瓶頸。有機合成的烯烴復分解反應法為快速合成這種活性小分子探測器提供了壹種可能性，從而為人類最終理解自己開啟了新的可能。
人們同樣關心，我國在該領域的研究水平如何？楊震說我國這方面的研究還很薄弱，與諾貝爾獎成果的差距不可同日而語。《科學觀察》指出，從論文引用次數來看，這壹領域在國際上是炙手可熱的前沿科學。但中科院文獻情報中心的統計表明，我國在該領域幾乎沒有大的課題和項目。
病原微生物研究的驚喜
中科院微生物所所長高福在接受《了望新聞周刊》采訪時用“驚喜”表達了許多業內同行的心情。
高福的“驚訝”在於，在病原微生物研究已經不再占據基礎研究主流位置的今天，壹個小小的幽門螺桿菌的發現能夠獲得科學的最高獎。“喜悅”則源於經過“SARS”、禽流感、豬鏈球菌病等傳染病的“考驗”，世界再次把關註的目光投向似乎曾經平靜下來的病原微生物，關註傳染病。更重要的是，諾貝爾獎的評選往往透露了壹個研究的新方向、壹個信號，勢必引發全球科技界的資源重新向這壹冷清多年的研究領域集結，從而導致世界各國，也包括中國在內預防和控制傳染病的政策發生積極改變，對預防禽流感無疑將產生積極深遠的影響。
從更廣泛的視野來評價今年的諾貝爾獎生理學或醫學獎，再次印證了它所倡導的“鼓勵出奇”這壹科學研究理念。1982年前，醫學界始終認為，是情緒與神經緊張、工作壓力等導致了胃病，有“胃是人的第二張臉”的說法。因此當沃倫於1979年首次註意到幽門螺桿菌時，與傳統的醫學教條格格不入。時隔20多年，在接到獲獎電話通知後，現年68歲的沃倫對當時的艱難研究狀況仍記憶猶新：“改變那種是因為壓力和其他因素引起（胃潰瘍等疾病）的想法，是如此難以進行，幾乎沒有人相信那真的是因為細菌引起的！”為了證明致病機理，沃倫的合作者馬歇爾還曾喝下了含有病菌的溶液，結果大病壹場。兩人“固執己見”的創新精神和獻身科學的精神，也贏得了科技界的尊重。
高福透露，在諾貝爾獎公布之前，人們普遍看好已經獲得了“艾伯特—瑪麗·拉斯克基金會獎”的DNA“指紋識別”和幹細胞研究領域。相對於分子生物學、神經科學和幹細胞等尖端研究成果，1982年發現的幽門螺桿菌可以說是最“平民化”的成果了。因此獲獎消息壹公布，引起了不小的震動，甚至引發了壹些爭議。但人們也不得不承認，正是在馬歇爾和沃倫的發現發表後，全球範圍內相關研究急劇升溫，通過人體試驗、抗生素治療和流行病學等研究，幽門螺桿菌在胃炎和胃潰瘍等疾病中所起的作用才逐漸清晰起來，科學家對該病菌致病機理的認識也不斷深入。目前，醫生已經可以通過抗體試驗、內窺鏡檢查和呼氣試驗等診斷幽門螺桿菌感染。研究表明，超過90％的十二指腸潰瘍和80％左右的胃潰瘍，都是由幽門螺桿菌感染所導致的。正如評委會在頒獎公報中所說，“胃潰瘍終於不再是反復發作的壹種慢性疾病”，而變成了壹種“采用短療程的抗生素和酸分泌抑制劑就可治愈的疾病”。馬歇爾和沃倫的發現，革命性地改變了世人對胃病的認識，大幅度提高了胃潰瘍等患者獲得徹底治愈的機會，為改善人類生活質量作出了貢獻。
胃潰瘍由微生物感染引起的定論，啟發了科學家的思維：微生物在風濕性關節炎等發病中是否也起到作用呢？有關幽門螺桿菌與胃癌和壹些淋巴腫瘤發病之間的聯系，目前也成為科學研究的重點。雖然這些研究目前尚沒有明確結論，但正如諾貝爾獎評審委員會所說：“發現幽門螺桿菌加深了人類對慢性感染、炎癥和癌癥之間關系的認識。”
幽門螺桿菌似乎對人類“情有獨鐘”，人是這種病菌的惟壹自然宿主。據估計，全世界約50％的人胃部都“藏”有幽門螺桿菌，但只有極少數受感染的人會患上胃潰瘍等疾病。重慶第三軍醫大學微生物學與免疫學教研室主任鄒全明在接受《了望新聞周刊》采訪時，言語之間充滿了興奮，他所領導的課題組攻關十余年的“幽門螺桿菌疫苗”在近期有望投入商品化生產。發現該菌的兩位同行榮獲諾貝爾獎，無疑對他們的研究是壹個極大的利好消息。他表示，幽門螺桿菌的發現獲得諾貝爾獎是理所應當的，因為全世界有壹半的人口或多或少受著幽門螺桿菌的危害，與SARS、禽流感等烈性傳染病相比，該菌隱藏在胃的粘膜部位，發病過程也是漸進性、緩慢的，因此具有極強的隱蔽性與欺騙性。中國是胃病大國，世界衛生組織的研究發現，幽門螺桿菌感染高的地區，胃癌的發病率也很高，因此二者具有密切的相關性。我國每年有20萬人因胃癌死亡，位居因癌癥死亡人數的前兩位。
人們曾經認為抗生素就能有效控制絕大部分傳染性疾病，但SARS、禽流感的爆發使問題變得嚴峻了。鑒於幽門螺桿菌感染廣、危害大，用抗生素治療易產生耐藥性、且療程較長，鄒全明的課題組從1987年開始研究幽門螺桿菌疫苗，希望從預防入手，造福人類健康。令人欣慰的是，這壹課題獲得了科技部“863計劃”重要科技計劃的支持，在相繼完成了壹、二期臨床試驗之後，2004年進入三期臨床試驗，預期明年可投入生產。據鄒全明介紹，他的課題組在國內有關幽門螺桿菌疫苗的研究單位中進展是最快的，國際上也有壹些同行在進行疫苗研究，但也僅處於二期臨床試驗。
“光梳”獲獎的感慨
“科學創新的機會往往蘊藏在不同學科相互交叉中，本來飛秒激光與頻率測量是兩個不同的研究內容，亨施等人卻巧妙地將飛秒激光用於頻率測量中，才有了光梳這壹新概念。”今年的諾貝爾物理學獎讓中科院物理所研究員魏誌義生發諸多感慨。他對《了望新聞周刊》說，光梳實際上並非十分復雜的概念，也並不像人們所猜測那般晦澀難懂。比如，我們可以提問?壹根蠟燭發出的光與CD唱機中采用的激光束究竟有什麽區別？光能否作為壹種比原子鐘更精確的手段，用於對時間等的測量？今年諾貝爾物理學獎的研究成果回答了這些問題。
所謂“光梳”是擁有壹系列頻率均勻分布的頻譜，這些頻譜仿佛壹把梳子上的齒或壹根尺子上的刻度。“光梳”可以用來測定未知頻譜的具體頻率。在20世紀末期，霍爾和亨施對“光梳”技術進行了有效改進，其精度目前已經可以達到小數點後15位。
在我們所不經意的生活中流逝的“時間”，在物理學家那裏有著特別的意義。魏誌義介紹說，時間是目前所有物理量中最精密、最準確的基本單位，國際計量委員會已經正式宣布長度成為時間的導出單位。由於時間測量的準確性，它不僅是現代科學技術大廈的重要基石，而且在全球定位系統（GPS）、空間導航等方面起著核心作用；日常生活中無處不在的手機，正是基於高精度頻率標準的微波原子鐘的應用。
如何提高頻率標準的精度，壹直以來是物理學家關心的問題。早在激光誕生後，人們就想到采用光學頻率代替微波鐘作為新的時間標準。但如何高精度地實現微波頻率與光學頻率的連接，多年來成為制約該研究的主要瓶頸。
早在上世紀70年代，德國科學家亨施等人就提出了用超短激光脈沖作為橋梁連接微波和光學頻率的可能性。上世紀末，隨著飛秒激光技術的快速發展，霍爾研究組首先成功地實現了穩定的飛秒激光束，並用其成功地測量了772納米波長的激光頻率。
正是由於光梳的發明，才使得人們第壹次能夠用微波頻標直接測量光學頻標，並進而為發展更高精度的下壹代光鐘、實現用光學頻標標定微波頻標提供了可能，這壹重大突破不僅被廣泛認為是頻率測量歷史上具有革命性意義的進展，而且也促進了激光精密光譜學、阿秒（10～18秒）激光物理等學科的發展，在基本物理常數的精確測量、GPS精度的進壹步提高等方面有著重要的應用。
諾貝爾獎評審委員會發布的材料說，由於霍爾和亨施的工作，“光梳”等技術的測量精度有望在未來進壹步提高，並將在很多領域找到用武之地。這些技術有望改進現有的全球定位系統，提高太空望遠鏡的觀測精度。另外，類似的超高精度測量技術，也可能應用於研究物質和反物質的關系，以及用於檢測某些自然界常數可能產生的變化。
中國科學院理論物理所孫昌璞研究員介紹說，我國在量子光學方面的研究自上世紀80年代才逐漸開始，雖然起步較晚，但發展很快，也取得了壹定的成績。目前在中國科學技術大學、上海光機所、山西大學以及中科院理論物理所等科研機構，都有較好的研究成果。
回顧近年來諾貝爾物理學獎頒發的情況，可以看到已經有多位科學家因為從事與今年該獎得主相關的研究而獲獎，如2001年諾貝爾獎得主所從事的玻色－愛因斯坦凝聚相關研究、1997年得獎的華裔科學家朱棣文所進行的激光冷卻和俘獲原子的方法研究等。孫昌璞認為，諾貝爾物理學獎在近年來較多的關註光學領域的研究成果，壹方面是因為該領域的研究成果往往與最先進、最新的技術發展聯系緊密；另壹方面，這些高新技術的發展，恰恰又需要在非常基礎的理論研究方面下工夫。
魏誌義認為，國內應創造出更好的科研氛圍，讓科研人員有充足時間去吸收新鮮的知識營養，並能不斷地思考探索，而不是將大部分時間用於按部就班地去完成壹些程序、填寫許多急於體現成果的表格和報告。他認為目前中科院倡導和推進的知識創新工程和創新文化建設，從根本上認識到了我國以前科研體制上的弊端所在。因此“有理由相信經過若幹年的積累和科研人員的勤奮努力，誕生中國本土的諾貝爾物理獎”。