瑞典皇家科学院8日宣布,将2014年诺贝尔化学奖授予美国科学家埃里克·贝齐格、威廉·莫纳和德国科学家斯特凡·黑尔,以表彰他们为发展超分辨率荧光显微镜所作的贡献。此前被视为获奖热门人选的华裔科学家邓青云未能获奖,这也意味着四位华裔热门科学家无一上榜。

获奖者埃里克·贝齐格(左)、斯特凡·黑尔(中)、威廉·莫纳(右) 新华社发
评选委员拔头发解释
瑞士皇家科学院,诺贝尔化学奖颁奖现场,评选委员会委员斯文·李丹拔下了自己的一根头发,向众人解释一项突破性研究:一根人类的头发直径大概有100微米,用传统的光学显微镜可以轻松看清,但是一个细菌直径只有大概200纳米,传统光学显微镜搞不定。不过,三个获奖者用两种方式实现了突破,让我们看清了细菌。
化学奖评选委员会声明说,长期以来,光学显微镜的分辨率被认为不会超过光波波长的一半,这被称为“阿贝分辨率”。借助荧光分子的帮助,今年获奖者们的研究成果巧妙地绕过了经典光学的这一“束缚”,他们开创性的成就使光学显微镜能够窥探纳米世界。
两项研究联袂获奖
本次奖项颁给两个不同的研究。其一是斯特凡·黑尔在2000年发明的受激发射损耗(STED)显微技术。这项研究使用了两道激光束,一束用来激发荧光分子使其发光,另一束则将大部分发光抵消——除了一块纳米尺度的微小区域。显微镜一纳米一纳米地扫描样本,并产生图像,其分辨率远好于阿贝分辨率的限制。
埃里克·贝齐格、威廉·莫纳各自独立做出的成就,为第二种方法——单分子荧光显微术打下了基础。这种技术关键是发现可以打开和关闭单个分子的荧光。科学家们对同一区域多次成像,每次只让几个零散的分子发出荧光。通过对这些图像进行叠加,他们得到了一幅纳米级分辨率的超级稠密图像。2006年,埃里克·贝齐格首次将这种技术投入了实际运用。
今年诺贝尔化学奖奖金共800万瑞典克朗(约合111万美元),将由三位获奖者平分。
精确窥探微观世界
按照诺贝尔化学奖评选委员会的说法,3位科学家的成果将显微技术带入“纳米”领域,让人类能够“实时”观察活细胞内的分子运动规律,为疾病研究和药物研发带来革命性变化。
“在帕金森氏症、阿尔兹海默氏症(老年痴呆症)或亨廷顿氏症发作时,他们(科学家)可以跟踪与之有关的蛋白质(变化);受精卵分裂并发育成胚胎的过程中,他们也可以观察这些单个蛋白质(变化),”诺贝尔化学奖评选委员会说,3人的研究成果为微生物研究带来了几乎无限的可能,“理论上讲,如今没有什么物质结构小得无法研究。”
接到获奖电话黑尔以为是恶作剧
获得诺贝尔奖,对德国科学家黑尔似乎太过意外。他告诉诺贝尔奖基金会,接到电话时,他正在安静地阅读一篇科研论文,以为打来的是一个恶作剧电话。
“太令人意外了,我没敢相信。我一开始觉得这可能是个恶作剧,”黑尔说,“幸运的是,我记得(瑞典皇家科学院常任秘书)诺尔马克教授的声音,我意识到(他)旁边还有其他人……才认为这是真的。”
不过,黑尔没有陷入惊喜中,而是挂完电话继续阅读论文。
“我读完了那篇我希望读到结尾的论文,然后再给我妻子打电话,还有几个和我关系密切的人,”黑尔说,他没有去理会如潮水般涌来的电话和采访请求。
回忆起研究成果,黑尔说,他的研究最开始时遭到业内人士的强烈抵制,“人们觉得这个‘极限’和分辨率自1873年就存在,再去做一些研究……有点疯狂,不太现实”。
“然而,我的观点是,20世纪发生了那么多物理学(研究发现)……我觉得一定有某种东西或现象能帮助你突破那个极限,”黑尔说,“我一直都乐于挑战事物,挑战公共智慧。”