用光控制大脑、用冰川当天文台：今年诺奖再次奖励基础科学

21世纪经济报道记者 孔海丽

过去三天，2026年诺贝尔医学奖、物理学奖、化学奖相继揭晓，基础科学枯燥的坚守与浪漫再次震撼我们。

第一项，医学奖。

今年的诺贝尔生理学或医学奖，颁给了卡尔·代塞尔罗思、彼得·黑格曼和格奥尔格·纳格尔三位科学家，他们的发现催生了光遗传学。

简单概括就是：人类发现了一种通过光控制特定神经细胞活动的方法，比如用特定波长的可见光精确控制小鼠的特定行为。

这是一种划时代的技术，为什么这么重要？

我们的大脑里有数以百亿计的神经元，记忆、情绪、感知、行为，都和神经元的活动有关。

但这么多神经元交织在一起，究竟哪些在发挥作用，过去很难精确研究。

有了光遗传学，科学家就有机会通过控制特定神经元，研究它们与行为之间的因果关系，人类有机会重新研究失明、帕金森病、癫痫、抑郁症，甚至有可能治愈这些顽疾。

但这项伟大的研究，最初始于一种单细胞绿藻。

科学家发现，这种藻类里存在对光敏感的特殊蛋白。黑格曼和纳格尔深入研究其中的光控离子通道，代塞尔罗思后来把相关技术应用到哺乳动物神经细胞，才推动了光遗传学的发展。

从研究藻类为什么会对光作出反应，到寻找控制大脑的办法，中间跨越了植物生理学、生物物理学和神经科学。

基础科学的神奇就在这里，今天我们谈论的大脑研究突破，源头可能是几十年前，一个科学家对微小藻类的好奇。

当时看起来非常冷门的研究，如今已经改变了整个神经科学领域。

第二项，物理学奖。

今年的诺贝尔物理学奖，颁给了82岁的弗朗西斯·哈尔岑。

他最重要的贡献，是把南极冰川改造成了一座巨型中微子天文台。

这座天文台叫冰立方，它在南极地下深处整整一立方千米的天然冰层里布置了5160个光学传感器。这么大的工程，究竟想看什么？

是一种叫中微子的粒子。

中微子几乎不与物质发生反应。每一秒，都有数量惊人的中微子穿过我们的身体，我们却毫无感觉。

为什么要费这么大劲去寻找它？

因为它几乎不和任何东西打交道，携带的宇宙信息完好无损，是最可靠的宇宙信使。

这项研究甚至有可能帮助人类进一步揭开宇宙高能粒子起源的秘密。

但哈尔岑的研究之路，实在太漫长了。

1988年，他和同行就提出利用南极冰层探测中微子的方案。

1993年，早期探测阵列开始建设。

2011年，冰立方才达到设计规模。

2013年，研究团队才报告发现了来自宇宙深处的高能中微子的证据。

直到2026年，82岁的哈尔岑获得诺贝尔奖，整整38年。

而且，这项研究是数百位科学家共同完成的，背后有大量的技术攻关、工程建设和漫长的数据积累。

这也是很多基础科学研究真实的样子，一个想法提出的时候，没人能保证它一定成功。甚至仪器建成之后，还要在海量数据里寻找极其罕见的信号。

科学家就这样一年一年地坚持，直到证据足够充分，人类才终于推开了观察宇宙的一扇新窗户。

第三项，化学奖。

今年的诺贝尔化学奖，颁给了法国科学家亨利·卡根和日本科学家硖合宪三，获奖理由是在不对称有机合成领域发现了非线性效应与自催化。

简单来说，他们研究的是化学世界里一个非常重要的现象：分子的左右手。

我们的左右手互为镜像，看起来几乎一样，但无论怎么旋转，都没办法完全重合。有些分子也是这样。

它们拥有相同的化学组成，却存在两种互为镜像的空间结构。

可怕的地方在于，这两种分子分别指向有效、无用甚至有害。

这里必须提到人类医药史上一场沉痛的悲剧。

上世纪50年代末，一种名叫沙利度胺、商品名包括“反应停”的药物在欧洲等地广泛销售。它最初被用作镇静药，后来也被用于缓解孕妇的恶心、呕吐。

但是，许多服用这种药物的孕妇生下了严重畸形的婴儿，有些孩子出生时手臂和腿部发育不全，全球约有1万到1.2万名儿童受到影响。

这是现代医药史上极其惨痛的一次药害事件。

后来，科学家进一步认识到，沙利度胺存在两种镜像异构体，它们具有不同的生物学作用，并且能够在人体内相互转化。

怎么样让化学反应更精准地生成我们需要的那一种分子？

卡根和硖合宪三的研究，为这个问题提供了重要的科学基础。

卡根在上世纪80年代发现，不对称催化反应中存在特殊的非线性效应，距今已经40多年。

硖合宪三在1995年发现了不对称自催化现象。

说得通俗一点，就是在特定的化学反应中，一种分子哪怕只有非常微弱的数量优势，也可能在反应过程中不断放大，最后形成高度偏向某一种结构的产物。

这就像滚雪球，最开始的一点差异，可以被不断扩大。

这些发现推动了不对称合成化学的发展，对药物制造具有重要意义。

看完这三项诺奖，我们再一次感受到了基础科学的魅力。

科学家选定一个问题，花上几十年研究它，经历大量的实验、失败、修正和验证，最后才逐渐形成足以改变一个领域的成果。卡根已经95岁，哈尔岑已经82岁。

诺贝尔奖本身也不追逐热点，而是奖励那些验证了可靠性与普适性、开创了新领域的影响深远的成果。从论文发表到获奖，还要再等几十年。

但是科学的进步恰恰建立在一代又一代人的积累之上。

我们今天习以为常的医学技术、通信工具、计算设备，背后都有大量基础研究的长期积累。

而这些科学家的经历，对于我们普通人，也有一些特别的启发。

我们生活在高度焦虑的时代，很多事情都要求立刻反馈，甚至连个人成长，都恨不得每一年有一个明确的跃升。

但科学研究告诉我们，还有另一种时间尺度。

有些事情，可能十年看不到结果，二十年才初见端倪，三四十年以后，才逐渐显出它的价值。

当然，不是所有坚持都会成功，方向也需要不断检验和修正。

但至少，值得我们思考的是：能不能找到一件自己真正愿意投入的事，认真地、持续地做下去，允许它在更长的时间里产生结果？

人类知识的边界，就是这样被一代代人慢慢向前推进的。