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他们让人类更了解世界

近期,2019年诺贝尔奖获奖名单陆续公布,一批对人类科学进步事业作出巨大贡献的科学家分获殊荣。下面就让我们一起来了解一下他们都取得了什么样的科学成就吧!

探寻宇宙的终极奥秘

在过往的很长一段时间里,宇宙学是一门充斥着没有坚实依据的猜想的学科,数据少得可怜。但今天,宇宙学已经成长为一门精确的数学科学,愈发精确的观测数据正发挥着关键性作用。这要归功于今年获得诺贝尔物理学奖的美国科学家皮布尔斯在这个领域做出的开创性的贡献。例如皮布尔斯的研究告诉我们,宇宙中还有95%未知的暗物质和暗能量存在,他将高度猜测性的领域转变为精密科学,是现代宇宙学的创造者,天文界公认的“丰碑式”的学者。

现在,人类有了一个宇宙标准模型,能够描述宇宙从最初的“大爆炸”到现在以及遥远未来的状态变化,对宇宙演化作出了一个精确的描述。随着测量精度越来越高,人类将有可能发现全新的、此前未能预想到的现象。

锂电池改变生活

锂离子电池作为质量轻、可充电的强大电池,被应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等,遍布我们生活的各个角落。锂离子电池还可以储存太阳能和风能,让无化石燃料的世界成为可能。

上世纪70年代早期,美国科学家惠廷厄姆致力于寻找可以摆脱化石燃料的能源,他发现了一种能量非常丰富的材料,将其用在锂电池中创建新的阴极,而电池的阳极部分则由金属锂制成,这种金属具有强烈的释放电子的动力。由此,惠廷厄姆开发出了一种可在室温下工作的可充电锂离子电池。

随后,美国科学家古迪纳夫在惠廷厄姆的研究基础上继续研发,利用嵌入锂离子的氧化钴将锂离子电池的电位翻了一番,使电池的体积更小、容积更大、使用方式更稳定。

上世纪80年代后期,日本科学家吉野彰研制出了第一款可商用锂离子电池。他使用一种名为石油焦的碳基材料作为电池阳极,让电池变得更加安全,也更适合日常生活中的各种应用。

1991年,日本一公司首次将锂离子电池投入市场,这种电池彻底改变了我们的生活。

这三位科学家因此荣获2019年诺贝尔化学奖。

发现美丽新世界

1995年10月,瑞士天文学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹第一次发现了太阳系之外的行星,即系外行星。他们用专门定制的望远镜发现了位于飞马座的一颗气态行星,体量与太阳系最大的气态巨行星——木星相当。他们因此也荣获了2019年诺贝尔物理学奖。

这一发现掀起了天文学的一场革命,此后科学家们在银河系中发现了4000多颗系外行星。奇特的新世界仍在被发现,这些系外行星有着各种各样的大小、形态和轨道,差异之大令人难以置信。它们挑战了过去已有的关于行星系统的陈旧观念,迫使科学家们修改了有关行星起源的物理过程的理论。有更多的计划开始寻找系外行星,人类最终可能会找到一个最为关心的永恒问题的答案,那就是宇宙中是否还有其他生命。

人体细胞是如何知道缺氧的?

2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国的威廉·凯林、格雷格·塞门扎和英国的彼得·拉特克利夫,以表彰他们在细胞感知和适应氧气变化机制中的发现。

自现代生物学问世以来,人们已经了解生命需要用氧气来维持这一事实。然而,此次获奖的研究才让人们第一次了解“细胞适应氧气供应变化的分子机制”,即人体细胞是怎么知道缺氧了,并作出相应反应的:当动物细胞周围的氧气水平发生变化时,其基因表达就会发生根本性的变化。这些变化会改变细胞代谢,造成组织重建,甚至导致心率和通气量增加等人体的一系列反应。

三位获奖科学家研究表明,一种叫做缺氧诱导因子(HIF)在中间起着关键作用。关于HIF的研究,能增进人们对缺氧反应在健康和疾病中所起的生理作用的理解。通过细胞氧水平调节,保持HIF水平的适当性、准确性是非常精细的过程。而抑制HIF通路,未来可能有很广阔的应用,例如能够减缓肿瘤生长;同样,通过药物提升HIF功能,也可能有助于一系列疾病的治疗。