２００５年諾貝爾獎攬勝

張　路等

醫學獎：突破傳統定論的成就

張路

2005年10月3日瑞典卡羅林斯卡研究院諾貝爾獎委員會把今年的諾貝爾生理學或醫學獎授予了巴里·J.馬歇爾（Barry J. Marshall）和J.羅賓·沃倫（ J. Robin Warren），因為他們發現了幽門螺旋桿菌和其在胃炎和消化性潰瘍疾病中的作用。馬歇爾和沃倫將分享130萬美元的獎金。

獲獎原因

今年的諾貝爾生理學或醫學獎授予的是一個重大而又意外的發現，即胃部炎癥（胃炎）和胃或十二指腸潰瘍（潰瘍性疾病）是由于幽門螺旋桿菌的感染所引起的。發現這種致病菌的是澳大利亞佩思的病理學家J.羅賓·沃倫（生于1937年），他發現在接受生物活檢的約50%的病人的胃下部（竇部）寄居著一種卷曲的細菌。沃倫進一步的細致觀察發現，一些炎癥的指征總是出現在緊靠著發現細菌的胃黏膜部位。

作為年輕的同行，巴里·J.馬歇爾（生于1951年）也對沃倫的發現產生了興趣，于是他們兩人開始了對100名病人生物活檢的研究。經過幾次嘗試后，馬歇爾成功地從幾個生物活檢組織中培養出了當時尚不知曉的細菌菌株，即后來命名的幽門螺旋桿菌。他們兩人一起發現這種細菌幾乎出現在所有胃炎、十二指腸潰瘍或胃潰瘍病人身上。基于這些結果，他們提出幽門螺旋桿菌涉及這些疾病的病因學。

后來，即使消化性潰瘍可以通過阻止胃酸的產物來治愈，他們也一直沉迷于自己的研究，因為胃部的細菌和慢性炎癥仍然存在。在治療研究中，馬歇爾和沃倫以及其他人證明，僅僅清除了病人胃內的細菌就可以治愈他們的消化性潰瘍。由于馬歇爾和沃倫的探索性發現，潰瘍性疾病再也不是一種慢性的常常使人們失去工作能力的疾病了。醫生們可以通過短期的抗生素和抑制胃酸分泌的方法予以治愈。

胃病的危害

此外，他們還發現幽門螺旋桿菌會導致終生的感染。幽門螺旋桿菌寄居在約50%的人群的胃中。在社會經濟水平較高的國家的人群中幽門螺旋桿菌的感染者大大少于發展中國家，而在發展中國家，幾乎每個人都可能染上幽門螺旋桿菌。這種感染在幼兒時就形成了，通常是母親傳遞給孩子，而且細菌可能留存于胃中直至其余生。這種慢性感染起始于胃下部（竇部）。正如沃倫首先報道的一樣，幽門螺旋桿菌總是與胃黏膜下的炎癥相聯，這也由炎癥細胞的浸潤所證明。

雖然幽門螺旋桿菌的感染通常沒有癥狀，但它可以引起潰瘍。炎癥的嚴重性和在胃內的位置是至關重要的，因為這些結果都由幽門螺旋桿菌感染所致。盡管在大多數人的體中幽門螺旋桿菌的感染沒有癥狀，但是10%～15%的感染者卻會在一段時間后出現潰瘍性疾病，這種潰瘍十二指腸比胃部更常見，而且還會出現嚴重的并發癥，如出血和穿孔。

人類的其他慢性炎癥疾病，如節段性回腸炎、潰瘍性結腸炎、類風濕性關節炎和動脈粥樣硬化也是起因于慢性炎癥。沃倫和馬歇爾發現人類最普通的一種疾病──消化性潰瘍疾病具有微生物致病的因素，會激勵人們對其他上述疾病的成因探索有無微生物在起作用。即使目前還沒有確切的答案，但最近的一些資料已清楚地提示，人類免疫系統無法識別微生物的產物將導致疾病的發展和惡化。幽門螺旋桿菌的發現已經引起人們對慢性感染、炎癥和癌癥之間聯系的更深入的認識。這也是沃倫和馬歇爾研究結果的重要意義之一。

獲獎故事

2005年的諾貝爾生理學或醫學獎授予馬歇爾和沃倫也在于他們具有堅韌的科學精神和一種挑戰傳統理念的勇氣。通過使用一般性的技術（纖維內窺鏡、組織切片銀染色劑和培養基技術研究微量需氧細菌），他們創立了一個無可辯駁的的理論，幽門螺旋桿菌是疾病的病因。而通過對細菌的培養，他們也讓自己的理論經得起科學研究的檢驗。

時光要追溯到26年前，1979年4月，當時在澳大利亞佩思皇家醫院工作的42歲的沃倫在一份胃黏膜活體標本中，意外地發現一條奇怪的藍線。用高倍顯微鏡觀察的結果是有無數細菌緊粘著胃黏膜上皮。以后沃倫又在其他活體標本中發現了這種細菌。由于這種細菌總是出現在慢性胃炎標本中，沃倫認為這種細菌和慢性胃炎等疾病可能有密切關系。

當然，沃倫的這種看法并不符合當時“正統”的醫學理論。當時的醫學界除了認為壓力和生活方式是導致潰瘍性疾病的主要原因外，還認為人的胃內環境是強酸性的，無論什么細菌進入胃中都會被殺死，因此健康的胃是無菌的。受到以往醫學理論和質疑的影響，后來與沃倫合作的馬歇爾在一開始也對沃倫的假說沒有什么興趣。同在佩思皇家醫院的馬歇爾礙于情面為沃倫提供了一些胃黏膜活體樣本，并進行了相關試驗。他驚訝地發現，沃倫的觀點是正確的。而妻子也是沃倫的堅定支持者之一，沃倫在他的回憶錄中說，他特別感謝當年妻子給他的支持和幫助，“當沒人相信我的時候，她堅定地支持我。”

但是，開始時沃倫和馬歇爾的研究成果并不為人所重視。

沃倫和馬歇爾的研究結果相繼發表，尤其是發表在權威醫學期刊《柳葉刀》后，才引起了全世界的關注和信服，對幽門螺旋桿菌的研究才加強了，隱藏于疾病之后的病理機制持續地得到揭示。今天已經可以確認幽門螺旋桿菌導致了90%以上的十二指腸潰瘍和80%以上的胃潰瘍。幽門螺旋桿菌感染與后來的胃炎及消化性潰瘍疾病之間的關系也已通過志愿者的實驗、抗生素治療的研究和流行病學的研究得以證實。世界各大藥廠也陸續投巨資開發相關藥物，為治療人類最普通的疾病之一──消化性潰瘍疾病奠定了基礎。所以，沃倫和馬歇爾的獲獎是當之無愧的。

他人的評論和獲獎者的心聲

在瑞典卡羅林斯卡研究院諾貝爾獎委員會10月3日在斯德哥爾摩舉行的新聞發布會上，該委員會成員之一斯塔凡·諾馬克（Staffan Normark）評論沃倫和馬歇爾的研究說，澳大利亞人的細菌致潰瘍理論是“完全相左于傳統的知識和教條”，因為大多數醫生都堅信潰瘍源自壓力和胃酸。

英國皇家學會主席羅德·梅評論說，這兩位研究者“對上世紀后50年醫學領域的觀念產生了最根本的和重要的變革”，“他們的成果導致了胃病是傳染病的認知，顛覆了以前胃病是生理性疾病的概念。”

現為佛吉尼亞大學醫學教授的美國胃腸病學協會主席大衛·A.普拉博士（David A. Peura）則認為，兩位獲獎者的研究“革新了我們對潰瘍性疾病的理解”并且“給千百萬人帶來了希望”。 普拉博士回憶說，1983年他作為一名胃腸病學家還在軍隊服役，當時讀到沃倫和馬歇爾關于胃腸病的新觀點時完全難以茍同，“我認為這簡直就是狂妄。”但是，他承認他和他的同事對這個理論很感興趣，很快他們就發現按沃倫和馬歇爾的理論使用針對幽門螺旋桿菌的抗生素就能治愈他們的病人的潰瘍。

普拉博士還說，“這個理論是如此有趣，以致很多人都試圖反對它，但又辦不到，所以我們所有人到后來不得不信服這個理論。”普拉博士是在沃倫和馬歇爾到佛吉尼亞短期工作時認識他們并成為朋友的。

沃倫現年68歲，如今已經退休。他說長期以來標準的醫學講義都是，“胃是無菌的，由于胃內有腐蝕性的胃液，因此任何東西都不可能生長。所以每個人都相信胃里沒有細菌。”他補充說，“當我說胃里有細菌時，沒有一個人相信。”但是，經過十多年的時間檢驗，他的發現終于獲得別人的接受。他在接受采訪時謙虛地說，“我過去固然認為幽門螺旋桿菌是一個新的激動人心的發現，但是我并不認為這是一類可以獲得諾貝爾獎的發現。”

馬歇爾現年54歲，現在是西澳大利亞大學的一名教授，在接受記者采訪時說，為了證實沃倫所說的幽門螺旋桿菌導致潰瘍，他有意服下培養的幽門螺旋桿菌。結果，“我產生了嘔吐并出現嚴重的胃部炎癥，長達兩周的時間。不過我并沒有患上潰瘍。”

【責任編輯】張田勘

挑戰更高的測量精確度

——2005年諾貝爾物理獎簡介

王義遒

2005年諾貝爾物理學獎授給了美國科學家羅伊·格勞伯、約翰·霍爾和德國科學家奧多爾·亨施，以表彰他們在光學領域做出的開創性貢獻。其中，格勞伯因光學相干性的量子理論而獨得獎金的一半，另一半由后兩人共享，他倆在發展激光精密光譜學，尤其是光頻梳技術上有革命性研究成果，使光頻率測量取得了前所未有的精密度，達到18位數。

為什么要把諾貝爾獎授給他們，他們的研究工作有什么重要意義？

我們知道，光是人類認識世界的重要工具。我們能看到世界，靠的就是五顏六色的光。什么是光？光是一種電磁波。我們聽廣播、看電視、打手機，都是通過空中傳播的電磁波做媒介來傳遞信息的。這種電磁波有振幅、頻率和相位。光的亮度大，就是電磁波的振幅大，光有五顏六色，就是電磁波的頻率不同，比如，藍光的頻率要比紅光的高，而相位則是描寫某一時刻收到的電磁波的形貌的。一個世紀以前，愛因斯坦提出了一種看法，說光也是一種粒子。光有能量，從電磁波的觀點看來，光的能量表現在電磁波振幅的大小上，原則上可以從無窮小到無窮大。但愛因斯坦卻說光的能量是一份一份的，有一個最小數，不能比這最小數再小了。這個最小數叫做“能量子”，或“量子”。所以，光也可以看成是由大量的“光量子”組成的。這種光量子后來就叫做“光子”。

電磁波和“粒子”在物理性質上有很大差別，在理論處理上也用很不同的方法。比如，把光作為電磁波，它的行為可用19世紀英國物理學家麥克斯韋提出的一組方程式來描寫；而作為微觀粒子，則需用量子力學來處理它們的變化規律。后來發展出一種理論，叫“量子電動力學”，它可以把電磁場也“量子化”起來，所以又叫“量子場論”。這樣，似乎用這種理論就可以把電磁波和粒子統一起來了。不過，在激光器出現以前，人們并沒有把兩者的差別看得有多么了不起。普通光相位混亂，兩束普通光合在一起，不能產生“干涉”現象，激光則有這種可能。這叫光的“相干性”。激光是高度相干的光，而普通光則很少或沒有相干性。

在解釋一些激光相干性和光電探測實驗的時候，純粹的經典波動理論就不管用了。格勞伯就把量子電動力學的理論應用到激光上來。他引進了一個叫做“相干態”的概念來描述相干的量子光場，并且發展了一套數學表示方法和計算理論。他用這種理論解釋了一系列用電磁場光學理論所不能解釋的光學現象，開辟了一門新的學科，叫做“量子光學”。這門學問后來得到許多科學家的開拓，有了長足的發展。現在用這種理論已經證實和預見了很多極有用的實驗現象。例如，它給出了由“量子噪聲”所限制的物理實驗的測量極限；它提出了一種稱為“壓縮態”的特殊量子狀態，利用這種狀態可以使測量精密度大大提高。量子光學的發展產生了一系列新應用，像量子密碼通信，量子計算等。這些技術為下一代通信和計算機技術的發展開辟了嶄新的途徑，對于未來科技的進步具有重大影響。

霍爾和亨施共享的另一半諾貝爾獎是關于精密光譜學的。我們知道，人類對原子、分子結構的認識主要是從光譜中得到的。光譜就是原子（分子）能吸收或發射不同顏色（頻率）的光的系列。不同原子(分子)的光譜很不一樣，這取決于它們內部結構（包括原子中電子的分布）和運動狀態。好比醫生可以用心電圖去診斷心臟的結構和運動狀態一樣，科學家可以通過光譜來了解原子結構和運動狀態。原子和原子核帶有磁矩（好像小磁針一樣）就是這樣發現的。我們對光譜了解得越細密，我們對原子結構和運動就知道得越清楚。因此，不斷提高光譜的精密度是科學家長期奮斗的目標。霍爾和亨施相互獨立地，或共同合作地發展了許多精密光譜的實驗方法。精密光譜是用頻率確定的激光照射原子、分子系統而得到的。這里有一個前提，就是要求激光頻率非常單一和穩定。但實際上激光頻率總有一個分布范圍，叫做“線寬”，而且總是隨時間而變化的。因此，要得到精密光譜首先要壓縮激光的線寬，把激光頻率做得非常穩定。在這方面，他們兩人都取得了空前的成就。

精密的光譜測量不僅對了解原子結構有重要意義，而且對物理學，甚至整個科學技術的發展還有更基本的意義。這就是它能確定一些物理常數，研究它們是否真正是“常數”，即看它們是否會隨著時間的推移而有緩慢而微小的變化。這里，亨施通過測量氫原子光譜在確定一個對原子結構具有特殊意義的物理常數——里德伯常數做出了創造性成就；而霍爾則測得了光速的值——每秒299 792 458米。這個值現在已被國際科學界定為光速的“定義值”，它沒有任何誤差。由于原子鐘的發展，時間是現在能測得最準確的物理量，國際上定義一秒是銫原子發出的一種電磁波的9 192 631 770個周期的時間。根據這個定義值和“秒”長單位，國際計量局已把長度單位“米”定義為：1米是299 792 458分之一秒時間內光在真空中走過的路程。這樣，精確測量長度就可以變成精確測量時間了。這無論對科學，還是對工程技術都是十分有意義的。

霍爾和亨施之所以獲獎還因為他們發明了“光頻梳”這種光頻量的方法，這種光頻測量為開發“光鐘”奠定了基礎。光鐘就是光波頻率的原子鐘。利用精密光譜做成的光鐘可以把定時的準確度和穩定度從現在無線電波原子鐘的15位數提高到18位數。這樣高水平的測量有什么用呢？舉一個例子。上面說過，測量距離可以用測量時間來代替。現在的全球衛星定位系統（GPS）就是利用這種原理做成的。這個系統在天上有很多衛星，衛星上帶有原子鐘，時刻向地面和空間發送精密的時間信號，人們接收這種信號就能精確測定自己所在的位置和時間。如果現在我們可以精確定位到幾米的數量級，利用光鐘以后，就會定到毫米量級。這當然是極大的進步，對于航天和深空探測等事業，也是非常有意義的。將來，還可以利用這種鐘的測量去探索引力波。所以說，光頻梳的發明對科學測量具有革命性的意義。

總之，2005年的諾貝爾物理學獎在人類挑戰測量極限上大大推進了一步，隨著時間的推移，它對于整個科學技術進步的作用將越發明顯地表露出來。

【責任編輯】蒲暉

巴拉迪——守護世界核大門的衛士

康迪

2005年10月7日，諾貝爾委員會在挪威首都奧斯陸宣布，將2005年諾貝爾和平獎授予國際原子能機構（IAEA）和該組織總干事默罕默德·巴拉迪，以表彰他們在阻止核能在軍事領域內的使用以及在和平利用核能等方面做出的貢獻。

外交官之路

穆罕默德·巴拉迪 (Mohamed M. El Baradei) 1942年生于埃及。1964年，年僅22歲的巴拉迪從開羅最好的法學院——開羅大學法學院畢業，獲得法律學位。他又先后于1971年和1974年在紐約大學法學院獲得國際法碩士學位和博士學位。因此，人們提到他時，經常稱呼他為“巴拉迪博士”。

1964年本科畢業后，巴拉迪開始其外交生涯，他兩次在埃及常駐紐約和日內瓦的聯合國代表團任職。1984年，已經積累了豐富國際組織工作經驗的巴拉迪進入國際原子能機構秘書處工作。從1984～1987三年間，巴拉迪先后擔任了國際原子能機構總干事駐聯合國代表、國際原子能機構法律顧問和法律部主任等職。由于工作出色，1997年12月1日，巴拉迪接替前任瑞典人布利克斯，成為國際原子能機構總干事，2001年9月獲得連任。在此期間，他先后經歷了伊拉克、伊朗和朝鮮核危機的嚴峻考驗。今年6月份，國際原子能機構理事會一致同意巴拉迪繼續擔任該機構總干事。這是巴拉迪自1997年12月首次出任該機構總干事以來連續第三次擔任這一職務，新任期從今年12月1日開始，共有4年。

眾望所歸

今年的諾貝爾和平獎評選，委員會一共收到了199個提名，創下了被提名人數的歷史新紀錄。參加今年諾貝爾和平獎角逐的人士也從政治家到藝術家不一而足，除了獲獎的國際原子能機構和總干事巴拉迪外，其他知名人士還包括烏克蘭總統尤先科、前美國國務卿鮑威爾、羅馬教皇保羅二世以及搖滾明星——愛爾蘭U2樂隊主唱波諾等各領域的知名人物。可以說，競爭還是較為激烈的。那么，究竟是哪些原因，使得巴拉迪和國際原子能機構能在眾多優秀的候選人之中脫穎而出？

首先最重要的一個原因在于，在當今世界，核問題引起了國際社會的空前關注。而在處理這一棘手的問題中，國際原子能機構無疑處于舉足輕重的地位。從軍事領域來說，核擴散的潛在威脅已經引起了絕大多數國家的擔心和憂慮。尤其是打擊恐怖主義的問題上，每個國家最為擔心的就是恐怖組織與核武器結合起來。在剛剛結束的國際原子能機構第49屆大會上，“防止非法販賣數據庫”已經顯示出近年來國際核物質走私現象日趨嚴重。國際原子能機構擔心這些流入黑市的核物質會被恐怖分子和其他犯罪分子用于恐怖目的，比如制造放射性散布裝置和臟彈。而對于防止核材料擴散問題來說，國際原子能機構這樣的多邊組織的協調作用不可或缺。此外，對于地區安全問題來說，近期的朝鮮核問題和伊朗核問題無疑使國際原子能機構獲得了越來越多的關注。評獎委員會的決定體現出了大家對國際原子能機構在地區安全問題上的作用所給予的肯定和寄予的期望。而在民用領域，隨著近期油價的飆升，以及對于未來50年傳統非可再生能源瀕于枯竭可能性的擔心，核能源的和平利用問題已經并將會繼續成為人們關注的焦點。而以“加速擴大原子能對全世界和平、健康和繁榮的貢獻”為宗旨的國際原子能機構將會在這方面承擔越來越重大的責任。

其次，國際原子能機構在處理近年來出現的多場核危機，以及應對日益嚴重的核擴散威脅中取得了顯著的成果，這其中，巴拉迪的個人努力更是發揮了重要的作用。因此，諾貝爾和平獎在很大意義上是對他們工作成果的一種肯定。頒獎公告中這樣說到：“在當前核武威脅再次增加的時刻，挪威諾貝爾委員會想強調指出必須通過最廣泛的國際合作來應對這一威脅。”國際原子能機構通過核不擴散機制控制了核能不被濫用于軍事目的，總干事巴拉迪毫不畏懼地對加強這一機制的新措施表示了支持。諾獎評委會稱，國際原子能機構及巴拉迪竭力防止核武擴散，確保核能只作和平用途，貢獻“無可估量”。 評委主席米約斯說到，今年的決定“不是特別困難”，他們考慮到全球核威脅正在升級，希望可以通過國際合作化解，頒這個獎意義重大。

此外，還有一個原因是近幾屆的諾貝爾和平獎評選都引起世人很大的爭議。從2002年到2004年，當選者分別是美國前總統卡特、伊朗律師希林·伊巴迪和肯尼亞的環保主義者旺加里·馬塔伊，諾貝爾和平獎更多的是對人權和環保等主題的關注，卻遠離了現實世界的政治紛爭。許多人都對這種情況提出了異議，有人提出：在全球都關注中東戰爭、恐怖主義和核擴散的時刻，這樣做淡化了這個著名獎項應有的意義。還有人擔憂地說：“如果將和平與安全的定義下得太廣，將冒破壞和平獎核心作用的風險。”因而，這次評委會瞄準了核問題這個世界熱點，高調地把和平獎頒給了國際原子能機構和巴拉迪。也正表明了一種回歸現實的理性和務實的態度。

美國的“眼中釘”

在伊拉克是否擁有大規模殺傷性武器問題上，巴拉迪一直主張以公正的立場進行核查，并對美國提供的情報提出質疑，多次與美國意見相左。伊拉克戰爭爆發前，巴拉迪曾兩次向聯合國安理會提交核查報告，并明確表示，國際原子能機構核查人員沒有在伊拉克境內發現大規模殺傷性武器，要求安理會將核查時間再延長“數月”。巴拉迪的這種態度引起了美國的強烈不滿。

在伊朗核問題上，巴拉迪再次與美國唱反調。美國一直指責伊朗以“和平利用核能”為掩護秘密發展核武器，堅持要求將伊朗核問題提交聯合國安理會，并多次威脅對伊采取制裁措施。面對美國咄咄逼人的態度，巴拉迪認為，伊朗核計劃是否有軍事目的目前“尚無定論”。因此主張在沒有確鑿證據的情況下，對伊核問題應暫時采取冷處理的做法，并堅決反對對伊朗采取制裁措施。

在美國看來，正是由于巴拉迪對伊朗的“軟”立場，使得美國兩年來試圖把伊朗核問題提交安理會的努力一直沒能成功。為此，美國政府的一些人士對巴拉迪相當不滿。據西方外交官透露，美國政府中的“鷹派人物”、副國務卿博爾頓便一直力主將巴拉迪趕下臺。美國《華盛頓郵報》曾透露，布什政府對巴拉迪“過于謹慎和軟弱”感到“嚴重不滿”，并為此數十次竊聽巴拉迪的電話，以期找到迫使巴拉迪下臺的“證據”。

在巴拉迪第二任總干事任期臨近之際，美國試圖阻撓他獲得連任。不過，由于巴拉迪在處理和解決國際核問題上業績顯著，國際原子能機構理事會35個成員國中的大多數發展中國家代表要求他連任。為避免處境孤立，美國最終還是改變了立場，轉而支持他連任。2005年6月13日，國際原子能機構理事會一致同意巴拉迪第三次連任本機構總干事。

可以說，第三次當選國際原子能機構總干事一職以及現今諾貝爾和平獎的獲得，正說明了這位六旬老人以他公正無私、剛直不阿的個人魅力獲得了國際社會的尊敬。

鏈接:

國際原子能機構簡介：

國際原子能機構（International Atomic Energy Agency——IAEA）是一個同聯合國建立關系，并由世界各國政府在原子能領域進行科學技術合作的機構。總部設在奧地利的維也納。

國際原子能機構的宗旨是加速擴大原子能對全世界和平、健康和繁榮的貢獻，并確保由機構本身，或經機構請求、或在其監督管制下提供的援助不用于推進任何軍事目的。

國際原子能機構規定，任何國家只要經過機構理事會推薦和大會批準，并交存對機構規約的接受書，即可成為該機構的成員國。目前，國際原子能機構共有139個成員國。

國際原子能機構的組織機構包括大會、理事會和秘書處。大會由全體成員國代表組成，每年召開一次會議；理事會是該機構的決策機構，由35個國家的代表組成，每年舉行５次會議。在每屆固定的35名成員中，11個成員由國際原子能機構大會指定，任期一年。這11個成員按地區分配，由各地區內核工業最發達的國家擔任。其他24名成員由大會選出，任期兩年；秘書處是執行機構，由總干事領導，下設政策制定辦公室、技術援助及合作司等部門。中國于1984年1月成為這一機構成員國并為理事國。

【責任編輯】林京