编者按：

近段时间来，2012年诺贝尔奖的各个奖项陆续发布，作家莫言因被授予文学奖而成为第一个获得诺贝尔奖的中国人，这一新闻再次引发了国人的诺奖热。但是，在自然科学领域，这次的诺贝尔奖仍然是被几位外国科学家分享，与中国人无缘。

那么，诺贝尔自然科学奖到底离我们有多远？它将带给我们一些什么样的思考？近日，由中国科协举办的第１９期科学家与媒体面对面活动，特邀三位在自然科学领域非常有建树的嘉宾，在解读今年诺贝尔自然科学奖的同时，与记者进行沟通和交流。

物理奖——

使得单量子操作和单量子测量成为可能

2012年诺贝尔物理奖和量子调控有关，给了法国的阿罗什和美国的瓦恩兰这两位科学家。诺贝尔奖颁奖委员会对他们的评价是，在实验方法上的基础性突破，使得单量子操作和单量子测量成为可能。

主要从事量子方面理论和实验研究的中国科学技术大学教授、中科院院士郭光灿认为，这个评价的关键词是实验方法，这个实验方法不是一般的实验，而是基础性的突破。

为了讲清两位获奖者工作的意义到底有多大，郭光灿先介绍了什么是量子。

他说，我们的世界叫经典世界，特点就是确定性，轨道确定、位置确定。但当微观到了一定尺度的时候，这个世界就叫做量子世界，不再是确定的了。

在经典世界如果有两条路，A和B，它们的轨道都是确定的，只能选择其中一条。但是量子世界不一样，如果从这儿走到那儿，可以是两条路同时走。因而，量子世界是奇怪的、不一样的，是概念性的，遵从了一个定律，叫叠加原理：一个是微观世界所允许的态，二是另外一个可以允许的态，所有允许的态加起来，那也是允许的。郭光灿说，这就是量子世界的特点，也是基本的一个量，决定量子要调控什么。量子的态一旦被调控了，其性质就不同了，就是瞄准微观世界的调控，但怎么调控是一个新领域。

法国人阿罗什所做的，就是在一个腔里面，把单个光子囚禁在光腔里，即量子的操控；再在腔里放单个原子，使单个原子和光子相互作用，通过腔的损耗来调控它俩的状态。1996年，阿罗什已经将原子调控到在一个光子作用下上下跳动，这证明光子的运动状态是量子态的。另外他还做了介光原子和里德堡原子的纠缠。

美国人瓦恩兰所做的，是把单个离子囚禁在一个阱里面，再把它冷却到非常低的温度，用激光操控离子的状态。首次实验设备让两个离子纠缠起来，最后扩充到四个离子纠缠，以此证明这样做可以让更多离子纠缠，导致量子计算的产生。

当有记者问量子研究对我们未来的生活可能会有哪些应用和产生哪些影响时，郭光灿说，量子研究领域很宽，最大的应用是量子计算机，一旦做出来了，它的运算功能就等于给人类提供了一种非常强大的运算工具，和电子计算机功能相比，相当于电子计算功能和算盘功能相比。

生理学或医学奖——

研究的是发育生物学非常基本的问题

北京大学生命科学学院的饶毅教授，曾经多年研究神经导向的分子机理，近年来集中研究社会行为与认知的生物学。据他介绍，2012年诺贝尔生理学或医学奖获奖者——日本人山中伸弥和英国人约翰·格登所研究的，是发育生物学非常基本的问题。

也就是说，我们每个人像动物、植物一样，从受精卵开始是一个细胞，然后这一个细胞会分裂成两个、４个、８个等更多的细胞，这些细胞分裂以后会变成不同的细胞，有些长出一根头发，有些组成一只眼睛，有些组成肾脏、肝脏、大脑，这些细胞最后的功能形态都不同。

但这些功能和形态不一样的细胞是如何变过来的呢？过程中又有多少发生了变化？改进之后能不能退回去、能不能人为地使任何一个细胞变成另外一个细胞呢？这样的话，当失去一只眼睛、一个肾脏或失去一条胳膊的时候，我们就可以另外在哪里拿出一个细胞，想办法再重新制造失去的细胞组织或者器官。

理论上我们希望能将分化的细胞退回去，变成一个没有分化、具有多种潜能的细胞，然后把退回去获得多种潜能的细胞重新分化成我们希望的细胞——饶毅说，这就是此次获奖者所研究的内容。

比如，我们从皮肤上随便刮下一点东西，或者嘴里的细胞掉下来，这是分化的细胞，如果有办法退回去变成多能干细胞，拿到多能干细胞之后，把它们重新分化变成一个肾脏，这样我们移植的肾就可以从自己的口腔细胞而来。一个是从口腔退回多能干细胞，一个是把多能干细胞变成分化的干细胞——饶毅说，这两步目前能做的是有限的。所以，得奖的那部分工作只是第一步，就是从多能已经分化的细胞如何退回去。第二步现在有很多人在做，但还没有基本的方法。

化学奖——

对于创造人类的幸福做出了重要贡献

在解读2012年诺贝尔化学奖之前，中国科学院生物物理研究所研究员王江云先介绍了诺贝尔其人。他告诉大家，瑞典化学家诺贝尔的重要发明是硝酸甘油，原来是一种炸药，后来成为一种可治疗心脏病的药物。

什么样的人才可以获得诺贝尔自然科学奖？王江云说，一定是要有原创性的发现或者发明，并且可造福于人类——显著提高生产力，将人类从苦役和病痛中解脱出来的人。他认为，诺贝尔发明的硝酸甘油便很好地诠释了这一点。

今年的诺贝尔化学奖，授予了美国的罗伯特教授和布莱恩教授，他们分离并克隆一系列G蛋白偶联受体（GPCR），解析其信号传导机理。肾上腺素是一个重要的分子，如果人非常紧张的时候，要用很大的体力做某一件事情，肾上腺素会大量分泌，促进身体的机能。在这两位科学家发现它之前，我们甚至不知道它是怎么发挥功能的。而在他们工作之后，与G蛋白偶联受体有关的各种各样的药物和药理研究才真正有了明确的方向，变成了真正的科学。王江云认为，这是一个非常重要的发现，对于创造人类的幸福做出了非常重要的贡献。

王江云说，G蛋白偶联受体要结合一些小分子配体，才会激活下游的G蛋白通路，引导一系列生化反应，这是对外界环境的响应，对细胞发挥正确的生物学功能是非常重要的。由于两位科学家非常有创造性的工作，才使得我们了解了G蛋白偶联受体是一个什么样的结构。

如果把一个细胞比喻成一个人，王江云说，G蛋白偶联受体就像眼睛、鼻子这些感觉器官一样。在消化器官中也存在着G蛋白偶联受体，能够控制我们的食欲或者控制胆汁的分泌。如果小分子在你吃饭之后不会感觉饿，这个药对你的减肥就会有非常好的效果。

目前50%以上的药物都是G蛋白偶联受体，可见这是一个非常重要的研究。王江云认为，这次诺贝尔化学奖不仅仅是对这两位科学家在这个领域所做贡献的褒奖，也是对药物化学家的褒奖，因为他们的工作，使我们创造出来那么多非常有效的小分子药物，使得非常原创性的基础发现走出实验室，真正造福人类，这也正是诺贝尔本人的初衷。