揭开进化之谜“纠缠”也很美，使复杂性变得简单

北京时间10月3日17时30分左右，2022年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。 瑞典科学家斯万特帕博( Svante P bo )获奖，表彰了“关于灭绝的古代人类基因组和人类进化的发现”。

帕博发现，约7万年前人类离开非洲后，基因从这些现在灭绝的古人类身上转移到了智人身上。 这个古老的基因流向现代人类，在今天有生理上的关联性，比如影响人们免疫系统对感染的反应。

不仅如此，帕博还创立了新的科学学科——古基因组学。 他通过揭示现存人类与已灭绝的古代人类之间的基因差异，为探索“是什么使我们成为独一无二的人类”提供了基础。

来自诺奖官方网站的相关资料显示，现代智人约30万年前起源于非洲，人类近亲尼安德特人约40万年前-3万年前居住在非洲以外的欧洲和西亚，智人和尼安德特人居住在欧亚大陆

但是，关于人类和灭绝的尼安德特人的关系，长期以来鲜为人知。 重要的线索来自基因组信息。 到20世纪90年代末，人类基因组几乎都被测序了。 但要研究现代人与尼安德特人的关系，需要对从远古样本中收集的基因组DNA进行测序。

帕博意识到了技术上的困难。 随着时间的推移，DNA被化学修饰，分解成碎片。 几千年后只剩下微量的DNA。 然后，剩下的DNA会被细菌和现代人类的DNA污染。 帕博开始开发研究尼安德特人DNA的方法，这项工作持续了几十年。

2010年，帕博发表了第一个尼安德特人基因组序列。 尼安德特人和智人最近的共同祖先老师生活在大约80万年前。 帕博和团队分析了尼安德特人和来自世界不同地区的现代人的关系。 比较分析显示，尼安德特人的DNA序列与起源于欧洲和亚洲的现代人的DNA序列非常相似，而不是非洲。

这意味着尼安德特人和智人在几千年的共存中杂交了。 现代欧洲和亚裔人类约1%至4%的基因组来源于尼安德特人。

2008年，帕博博士的团队对西伯利亚以南部距今4万年前的指骨碎片进行了DNA测序。 结果，帕博发现了一个之前不为人知的古人，名叫丹尼索瓦人。 与来自世界不同地区的同时代人类序列进行比较，发现丹尼索瓦人和智人之间也发生了基因流动。 这种关系首先在美拉尼西亚和东南亚其他地区的人群中被发现，那里的个体拥有丹尼索瓦人6%的DNA。现在，帕沃的发现终于表明，灭绝的“亲属”们的古老基因序列影响了现在的人类。

探索微观世界：“纠缠”也很美

著名物理学家费曼曾说，世界上没有人真正了解量子力学。 量子力学解释的一些现象看起来不仅是困扰普通人，甚至还有困扰许多物理学家的“反常识”。

北京时间10月4日17时45分，诺奖官方网站消息，2022年诺贝尔物理学奖获得者为法国物理学家艾伦阿斯佩( Alain Aspect )、美国科学家约翰克劳泽)和奥地利科学家安东塞林格。 他们通过光子纠缠实验确认了贝尔不等式在量子世界中不成立，开始了量子信息科学。

“三位科学家都用纠缠的量子态进行了划时代的实验。 在量子纠缠中，两个粒子即使分离时也是整体。 他们的成果开辟了基于量子信息的新技术道路。 ”这是在诺奖的官方网站上说明了三位科学家的科研成果。

事情可以从1935年开始说。 当时，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森共同发表了一篇论文，认为量子力学还不完善，应该有一种尚未发现的理论，即某种“隐变量”，完全解释物理系统所有巨测量的演化行为，没有任何不确定性或随机三位物理学家设计了关于量子纠缠的思想实验来论证这个观点。 这篇论文的论述后来被称为“EPR荒谬”(三个人姓名首字母的缩写)。

20世纪60年代，物理学家约翰贝尔基于“EPR佯谬”提出贝尔不等式，设计了具有“EPR佯谬”通过实验验证可能性的思想实验。 在论文发表几十年后，物理学家想出了各种实验来验证贝尔不等式。 其中也包括现在的三位获奖者。

由于验证贝尔不等式需要较高的实验条件，直到20世纪70年代验证工作才陆续开始。 美国理论和实验物理学家约翰克劳泽首先尝试了，但他的实验还存在一些漏洞。 1982年，艾伦阿斯佩首次真正意义上验证了贝尔不等式。 实验结果与贝尔不等式相反，这表明不存在隐变量，量子力学是“非定域性的”。

1997年，由安东塞林格领导的因斯布鲁克大学研究小组首次完成了量子隐形传态原理的实验验证。 第二年，他们将光子发射到400米外的实验使得“将量子态从一个粒子转移到遥远的一个粒子”成为可能。人类对未知的探索永无止境，量子力学充满了无法形容的美丽。 目前，许多基于量子力学的研究成果在应用领域发挥了一定的作用，如快速发展的量子计算机和量子密码通信技术。

“越来越明显的是，新的量子技术正在兴起。 可见获奖者关于纠缠态的工作至关重要，甚至涵盖了量子力学基本问题的解释。 ”诺贝尔物理学委员会主席安德斯伊尔贝克说。

化学王国探索：简化复杂性

有时简单的回答是最好的。

2022年诺贝尔化学奖授予卡罗琳露丝贝托西( Carolyn R. Bertozzi )、莫顿奖章( Morten Meldal )、卡尔巴里夏普雷斯)、K. Barry Sharpless (瑞典)

据诺奖官网介绍，点击化学和生物正交反应，“将化学带入了功能主义时代”。

2022年诺贝尔化学奖可以说是关于“简化困难”的过程。 卡尔巴里夏普雷斯和莫顿奖章为化学的功能形式——点击化学——奠定了基础。 在这个化学中，分子构建块快速有效地结合。 卡罗琳露丝贝托西将点击化学带入了一个新的维度，并开始将其应用于生物体。

长期以来，化学家们一直渴望构建越来越复杂的分子。 在药学研究中，这通常涉及人工重建具有药用性质的天然分子。 在研究过程中确实产生了许多令人感叹的分子结构，但通常需要时间，生产成本高。

诺贝尔化学委员会主席约翰克韦斯特说：“今年的化学奖处理的不是太复杂的问题，而是简单易行的问题。 用简单的方法也可以构筑功能分子。 ”

其实，这是卡尔巴里夏普雷斯第二次获得诺奖。 2000年前后，他提出了点击化学的概念。 这是一种简单可靠的化学形式。

不久后，莫顿梅尔和卡尔巴里夏普勒斯相互独立地发现了化学王冠上的珍珠——铜催化叠氮环加成反应。 这是一种优雅高效的化学反应，目前被广泛使用。 例如，它用于药物的开发、DNA图谱的制作、更能满足需求的材料的制作。

卡罗琳露丝贝尔特西把点击化学提高到了新的水平。 为了在细胞表面描绘重要但难以捉摸的生物分子——聚糖，开发了在生物体内工作的点击反应。 她的生物正交反应不会破坏细胞正常的化学反应。贝特西关注的领域之一是肿瘤细胞表面的多聚糖。 她的研究表明，一些多聚糖似乎可以保护肿瘤免受人体免疫系统的侵害，因为免疫细胞会失灵。 为了阻断这种保护机制，她和同事们发明了新的生物药物。 该药目前正在对晚期癌症患者进行临床试验。

目前还不清楚这些新疗法是否有效，但有迹象表明点击化学和生物正交化学的巨大潜力才刚刚开始显现。