截至10月5日，2017年諾貝爾三大科學(xué)獎均已揭曉，九位科學(xué)家摘得桂冠。

2日晚，作為第一個被公布的獲獎項目，卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院將生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予了三名美國科學(xué)家杰弗里•霍爾、邁克爾•羅斯巴什和邁克爾•揚，以表彰他們在研究生物鐘運行的分子機(jī)制方面的成就；3日晚，美國科學(xué)家雷納•韋斯、巴里•巴里什和基普•索恩獲得物理學(xué)獎，其成就是在“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）項目和發(fā)現(xiàn)引力波方面的貢獻(xiàn)；4日晚公布的化學(xué)獎，由瑞士科學(xué)家雅克•杜博歇、美國科學(xué)家約阿希姆•弗蘭克以及英國科學(xué)家理查德•亨德森獲得，他們研發(fā)出能對生命分子進(jìn)行三維成像的冷凍電子顯微鏡技術(shù)。

三項成果，無不成就于數(shù)十年的努力，而今諾獎的垂青，是對艱難科學(xué)道路上砥礪前行、信念堅定之人的最佳鼓勵。

生物節(jié)律：生命時鐘的“滴答”

人類心中有兩種看似沖突的原始沖動，一種要將事物簡化到最基本要素，另一種又要通過這些基本要素摸索出更重要的意義。

探究生物鐘的奧秘，是前者；而利用生物節(jié)律的分子機(jī)制改善人類健康，則是后者。

生物鐘這個詞匯，人們其實相當(dāng)熟悉。這部體內(nèi)的時鐘，可以在一天之中的不同時段，對我們的生理功能進(jìn)行著非常精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，有助于為日常的生理機(jī)能做好準(zhǔn)備，但是，它的運作機(jī)制卻一直成謎。

其實早在上世紀(jì)六、七十年代，生物學(xué)家們已經(jīng)開始了生物鐘相關(guān)基因的研究。但直到80年代中期，三位美國科學(xué)家才打破傳統(tǒng)，從果蠅中分離出一種能夠控制晝夜節(jié)律的基因，以大膽的實驗揭開了與生物鐘有關(guān)基因的產(chǎn)生、運作機(jī)制，并于后來30多年里，在這一領(lǐng)域的研究中越鉆越深。

這項研究成果的最大價值在于，該調(diào)控機(jī)制也同樣適用于人類。而能夠從基因變異角度研究哺乳動物的生物節(jié)律，亦為后來的科學(xué)家們進(jìn)一步治療遺傳性疾病鋪平了道路。

對生物鐘基因密碼的求索，最終為促進(jìn)人類健康做出了巨大貢獻(xiàn)。這一份價值，不管有沒有諾貝爾獎，它都在那里。

引力波：一場寰宇有聲電影

引力波獲獎，其實是四十多年的努力成果。

LIGO天文臺如一面巨大的豎琴，以激光為弦，但只有宇宙中高度動態(tài)的事件才有本事?lián)芟�。弦多年未響，LIGO潛伏時空蛛網(wǎng)一角，等待捕捉獵物。

以當(dāng)年的眼光來看，同樣的建設(shè)資金放到大型望遠(yuǎn)鏡上才是正途，投在LIGO上等同冒險。這個項目可以依靠的，只有“愛因斯坦的名聲”以及數(shù)位科學(xué)家們的堅持。

但堅持的結(jié)果我們都知道了，LIGO找到了要找的東西。

正是這次收獲，讓天文學(xué)迎來了一次革命——從16世紀(jì)伽利略的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)天空中原本一片黑暗之所竟蘊藏著豐富細(xì)節(jié)，到全球聯(lián)網(wǎng)的射電望遠(yuǎn)鏡群向遮蔽我們視野的天幕發(fā)起挑戰(zhàn)，人類從未放棄對星空的展望。但此前的成果，呈現(xiàn)給人們只是一部默片，引力波卻可以讓我們聆聽到宇宙的隱匿之音，領(lǐng)略一場寰宇有聲電影。

可見光、無線電波、紅外線……這些都是由單個原子或電子發(fā)出的，只帶有天體的單一特性。但引力波迥然不同，它能告訴我們大質(zhì)量天體運行的全部信息——這是一個400年來探測太空最根本、卻最先進(jìn)的器具。

捕捉宇宙時空里捉摸不定的漣漪，這個項目在最初被嘲諷為“妄想”。但科學(xué)家們的信念一步步把我們引向檢驗它的邊緣，更見證它成為事實。

冷凍電鏡：借雙“上帝之眼”

自2013年以來，一項技術(shù)——低溫冷凍電子顯微鏡，開始成熟并得到大量應(yīng)用，是以在2013年之前和之后，分子結(jié)構(gòu)顯像效果有了鮮明對照。這一點，諾獎評選委會特意于發(fā)布會上呈現(xiàn)給世人。

上世紀(jì)70年代到90年代之間，三位科學(xué)家分別開發(fā)出了圖像合成算法，將電子顯微鏡模糊的二維圖像合成清晰的三維圖像；改進(jìn)了傳統(tǒng)電子顯微鏡，獲得了原子級分辨率的圖像；以及研發(fā)了將液體水迅速冷凍成玻璃態(tài)從而使生物分子保持自然形態(tài)的技術(shù)。正是這些發(fā)明，讓冷凍電鏡的各個部件都得到優(yōu)化，才奠定了近年來眾多科學(xué)家所稱的“生物化學(xué)革命”。

工具的創(chuàng)新，產(chǎn)生了比發(fā)明本身更了不起的影響。憑借“上帝之眼”，此往不為人知的分子生命狀態(tài)被揭露，結(jié)構(gòu)生物學(xué)翻天覆地。而對于人類來說，理解生命機(jī)理、研究開發(fā)新藥，自此不可同日而語。

正如評選委員會所說，科學(xué)發(fā)現(xiàn)常建立于“對肉眼看不見的微觀世界真實顯像”這一基礎(chǔ)之上，可惜在漫長一段時間里，舊顯微技術(shù)只適用于“無生命”樣品，已無法充分展示分子生命周期全過程，生物化學(xué)圖譜上因此有了“留白”。而冷凍電鏡的出現(xiàn)，終將整個領(lǐng)域推入了全新紀(jì)元。