敢于在模糊地帶探險者終有收獲

姜雪峰

2019年的諾貝爾化學獎花落鋰離子電池領域。三位獲獎人分別是：來自英國又落戶紐約的化學家斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham），德州實驗室里永不退休的固體物理學家約翰·古迪納夫（John Goodenough），以及兼任大學教授和企業研究員的日本技術專家吉野彰（Akira Yoshino）。

惠廷厄姆在開發可能替代化石燃料的新能源技術時，發現了一種能量儲備非常豐富的材料——二硫化鈦，創建了電池新的陰極；隨后，古迪納夫預測，如果使用金屬氧化物而不是金屬硫化物制成陰極會具有更大的潛力，他在1980年證明了這個預測，嵌入了鋰離子的氧化鈷可以帶來更強大的電池。吉野彰在古迪納夫研制出的陰極基礎上，于1985年創建了首個商業上可行的鋰離子電池，他在陽極中使用了石油焦炭。鋰離子電池的優點在于，它們的工作原理不是不可逆的分解電極的化學反應，而是基于鋰離子在陽極和陰極之間的往復流動。

從這三位科學家的研究成果可以看出，他們對鋰離子電池的研究不僅僅在化學，還有物理學、材料學等多個領域的交叉探索。因此，學科交叉絕不是新名詞，也不是為了交叉而交叉，是人類發展面臨的科學問題不斷復雜化的必然趨勢。所以，當今的科學既需要精深的“特?！?，也需要跨界的“觸角”。2018年的諾貝爾化學獎頒給了化學與生命的交叉領域“酶的進化”，而今年頒給化學與物理的交叉領域“電能儲備的鋰離子電池”，學科的界限在進一步模糊，科學的發展在“分而統，統而分”的循環中不斷前進。

另一方面，今年獲獎的三位科學家，他們不但有科學上的重大貢獻，建立起了鋰離子電池的模型，他們更推動了產業的應用，鋰離子電池是具有重要應用前景的科學領域。 20 世紀微電子技術飛速發展，小型化電子設備日益增多，鋰電池應用也愈加廣泛，手機、計算機、電動汽車都能見到它的身影。除此之外，它也廣泛應用于風力、水力、太陽能和火力電站等儲能電源系統，郵電通訊的不間斷電源，甚至用于航空航天?？梢哉f，鋰電池的應用價值小到千家萬戶，大到國家戰略和能源儲備。而今年的諾貝爾化學獎正是獎勵了這個關系到人類生活與命運的應用性科學問題，授予那些“為人類做出重大貢獻”的人。

除了諾貝爾化學獎外，本期《世界科學》專稿還對諾貝爾物理學獎和生理學或醫學獎進行了詳細介紹，讀者可以從中了解獲獎者在宇宙理論、系外行星的發現以及理解細胞感知、適應氧氣變化機制方面的重要貢獻。

諾獎，令人鼓舞而振奮，但歡呼的凱歌之后需要我們更加深刻思考科學的本真，思考榮耀背后數以萬日計的艱辛努力，思考不被認可、甚至被否定時無比的篤定和堅持，思考不以獲得諾獎為目標的解決問題的科學純粹……而當這一切看似萬般艱難險阻，被真正的科學家無限“享受”時，一切的榮耀也變得如此自然而簡單。

我們的祖國和民族用短短四十年的改革開放之路，追回了西方工業革命兩三百年的發展歷程，科技的騰龍飛躍之勢有目共睹。也正是此時，更需要我們沉著審慎、靜思科學：量與質的辯證，熱與冷的反轉，追與超的特質，近與遠的取舍……諾獎是美麗的，但不為諾獎的直面艱辛、執著追求、不忘初心、一生求真的科學精神更加美麗！