10月5日起，2021年諾貝爾獎陸續揭曉。今年的諾貝爾生理學或醫學獎、物理獎、化學獎等自然科學類獎項都花落誰家？每個獎項背後都有著怎樣的成果和故事？一起來和小加君瞭解一下吧！
2021諾貝爾生理或醫學獎
發現溫度和觸覺的受體
北京時間10月4日下午5點30分許，2021年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉。美國科學家David Julies、Ardem Patapoutian獲獎，以表彰他們“發現溫度和觸覺的受體”。
獲獎理由：人體對熱、冷和觸覺的感知能力對我們的生存至關重要，並且支撐著我們與周圍世界的互動。在日常生活中，我們常認為這些感覺是理所當然的，但與此相關的神經衝動是如何產生，從而使溫度和壓力可以被感知的呢？今年的兩位諾貝爾獎得主解決了這個問題。
David Julius利用辣椒素（一種從辣椒中提取的刺激性化合物，能產生灼燒感）來識別面板神經末梢上對熱做出反應的感受器。Ardem Patapoutian利用壓力敏感細胞發現了一種對面板和內部器官的機械刺激作出反應的新型感受器。這些突破性的發現促進了科學界展開大量的研究活動，使我們對神經系統如何感知熱、冷和機械刺激的瞭解更加深入。兩位獲獎者指出，當我們嘗試理解感官與環境之間複雜的相互作用時，有些關鍵的環節被忽視了。
值得一提的是，五感當中的視覺、嗅覺機制均已獲得過諾獎，此次是觸覺機制獲獎。
辣和熱在物理上完全不同，但是，為什麼英文問食物有多辣（spicy），可以用多熱（hot）？原因是進食辣味食物時，人的口（和唇）可以同時有兩種感覺：辣和熱。不過，辣味並不提高口腔（或唇）的溫度。那麼，為什麼人吃辣椒時口腔會同時感到辣和熱？這一司空見慣的常識，其原因就與David Julius的成果有關。
1997年，David Julius找到了一個被辣椒素啟用的蛋白質分子VR1。而且，他還發現VR1能被加熱啟用。Julius和他的團隊首先利用辣椒素鑑定出，編碼首個已知溫敏感受器的基因，TRPV1離子通道。
研究表明，TRPV1通道在43℃以上可以開放，也可以被辣椒素啟用開放，TRPV1通道缺失的小鼠在一定程度上表現出了熱痛覺失敏的現象。這個研究同時也告訴了我們，辣並不是一種味覺，而應該屬於痛覺的一種。
而Ardem Patapoutian針對此發現了PIEZOs壓敏離子通道家族，並確認了PIEZOs為哺乳動物體內壓力感應的必需基因。他的研究表明，PIEZOs可形成離子通道，它們直接負責面板內默克爾細胞和觸覺終端，以及本體感受器的壓力感測。PIEZOs的發現打開了力學生物學的大門，這是一個與生物學、工程學和物理學交叉的新興科學領域，側重於研究細胞和組織的物理作用力和力學特性的變化如何對健康和疾病造成影響。
2021諾貝爾物理獎
對理解複雜物理系統的開創性貢獻
北京時間10月5日17點45分許，瑞典皇家科學院宣佈將2021年諾貝爾物理學獎授予真鍋淑郎（Syukuro Manabe）、克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann）和 喬治·帕裡西（Giorgio Parisi），表彰他們 “對我們理解複雜物理系統的開創性貢獻”。
獲獎理由
因為對混亂和明顯隨機現象的研究，所以三位獲獎者分享了今年的諾貝爾物理學獎。Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann為我們瞭解地球氣候以及人類如何影響地球氣候奠定了基礎。Giorgio Parisi因對無序材料和隨機過程理論的革命性貢獻而得到獎勵。
複雜的系統具有隨機性和紊亂的特點，難以理解。今年的獎項表彰了描述他們和預測他們長期行為的新方法。
對人類至關重要的一個複雜系統是地球的氣候。你是否感覺天氣預報總不準，從古人就開始研究的事我們今天依然不能完全搞清楚？氣象學家用超級計算機模擬氣候變化，但現實環境太複雜，沒有任何一套模型能真正代表真實的大氣演變，正所謂“天有不測風雲”。還有地震預測、癌症治療等等與我們息息相關的難題，科學家也經常“束手無策”。為啥在科學如此發達的今天，科學還不能解決這些難題。
2021諾貝爾物理獎
對理解複雜物理系統的開創性貢獻
北京時間10月6日，瑞典皇家科學院宣佈將 2021 年諾貝爾化學獎授予Benjamin List和David W.C. MacMillan，他們因“不對稱有機催化方面的發展”獲得這一獎項。
獲獎理由
評委會表示在頒獎詞中表示：“建造分子是一門艱難的藝術。本傑明-利斯特和麥克米倫因其開發了一種精確的分子構建新工具：有機催化，而獲得2021年諾貝爾化學獎。這對醫藥研究產生了巨大影響，並使化學變得更加環保。”
頒獎詞中指出，催化劑是化學家的基本工具，但研究人員長期以來認為，原則上只有兩種型別的催化劑可用：金屬和酶。本傑明·利斯特和大衛·麥克米倫被授予2021年諾貝爾化學獎，因為在2000年，他們彼此獨立，開發了第三種類型的催化作用。有機催化劑有一個穩定的碳原子框架......這意味著這些催化劑既環保又便宜。
自2000年以來，有機催化技術以驚人的速度發展。二位目前仍然是該領域的領導者，他們已經證明了有機催化劑可以用來驅動眾多的化學反應。利用這些反應，研究人員現在可以更有效地構建從新藥到能在太陽能電池中捕獲光線的分子的任何東西。透過這種方式，有機催化劑正在為人類帶來最大的利益。
來源丨綜合科學網、科學畫報、知社學術圈、科技日報、介面新聞、知識分子、科學觀察、中國物理學會期刊網等
編輯丨陳振宇
