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通俗解讀2024年諾貝爾獎都發了些啥

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本文從吃瓜群眾角度,簡單明了地看看今年的獲獎選手都做了哪些研究工作,這些工作都有什么用處。本文僅代表個人觀點,沒有專業背景,特此聲明。文末附前兩年的同一系列文章。

1.諾貝爾生理學或醫學獎

獲獎者:維克多·安布羅斯(美國)、加里·魯夫昆(美國)

獲獎成就:二位科學家發現了microRNA及其基因調控機制。micro的意思是微小,因為這種RNA分子的長度只有21-23個核苷酸,比起長度為幾百到幾萬個核苷酸的大號RNA來,像個小弟弟。

microRNA最早是在秀麗隱桿線蟲中發現的。這種線蟲只有1.5毫米長,雌雄同體。它儀容秀麗,繁殖迅速,皮實耐操,肉質鮮美,深得醫學研究人員的喜愛。

在線蟲中發現的某些microRNA調控機制很有意思。例如,線蟲中有兩個基因:lin-4和lin-14,這兩個基因的作用相反。lin-14在幼年線蟲中很多,在成年線蟲中很少。它能夠讓線蟲長出幼嫩肌膚,也叫“天山童姥基因”。lin-4的作用是通過microRNA調控機制抑制lin-14,讓線蟲變老。科學家想辦法讓成年線蟲的lin-4突變掉,沒人抑制lin-14了,后者就可以大量生長,發揮作用,讓線蟲返老還童。

microRNA后來又發現了很多種,不止線蟲體內,其他動物(包括人類)也有。除了控制生長,它的作用還有細胞分化、腫瘤發生等等。這也為microRNA研究在癌癥治療等醫學應用上提供了強大的工具,甚至讓人們對逆轉衰老、延長壽命、人類永生展開了無限想象。

有科學家認為,把研究線蟲的成果應用到人體,以后人活500歲不是夢,無需向天再借500年。

有啥用處:治療癌癥、返老還童、容顏永駐、長生不老。

2.諾貝爾物理學獎

獲獎者:約翰·霍普菲爾德(美國)、杰弗里·辛頓(加拿大)

獲獎成就:不管諾獎官方怎么生拉硬扯,這個獎多少有點蹭AI熱度之嫌,因為它是AI算法中用了一部分物理模型,并不是在解決物理問題。我認為這個獎發反了,應該是把圖靈獎發給物理學家才對,而不是諾貝爾物理獎發給辛頓。

這也能說明基礎物理學科缺乏足夠出圈的成果,用《三體》中的話說,人類的基礎物理被智子鎖死了。

說說他們的成就吧。人類大腦的主要結構包括神經元和突觸,突觸是連接這些神經元的結構,上圖把突觸畫得有點像針式插頭。可以理解為神經元處理信息,突觸在神經元之間傳遞信號。

然而大腦的這些工作并非都是邏輯和計算的,也有很多非理性的決定,比如拍腦門決策,沖動消費,一見鐘情等等。人類的這些抽風行為,計算機不容易使用嚴格死板的邏輯算法模擬。

科學家想了個辦法,用物理學中的方程模擬這些神經元,因為人腦的神經元和組成物質的分子有相通的地方,就像每個分子看起來在無序運動,整體行為(作為一個物體)卻是有規律的。科學家就使用這些物理模型來模擬人腦的“知其然而不知其所以然”的行為,去年大火的ChatGPT就是在人工神經網絡算法上出現了突破。

有啥用處:模擬人腦、淘汰人類。

3.諾貝爾化學獎

獲獎者:大衛·貝克(美國)、戴米斯·哈薩比斯(英國)、約翰·江珀(美國)

獲獎成就:諾貝爾化學獎也頒給了人工智能成果。如果說物理獎頒給AI有些牽強附會,這個化學獎給AI倒是實至名歸,因為實實在在解決了化學問題。

蛋白質是生命活動的基礎,但它的結構卻是困擾科學家多年的難題。蛋白質由氨基酸構成。一個一個氨基酸從頭到尾通過肽鍵連接起來,叫做多肽鏈。一個蛋白質分子可以有一條或多條多肽鏈,每條多肽鏈包括幾十到幾百個氨基酸。

然而,這種羊肉串式的一維氨基酸鏈是沒用的,它必須折疊起來,堆成立體的才會產生各種功能,就像一條蛇,把身體向高處盤起,形成三維結構。

形成三維結構之后,其結構會變得難以想象的復雜。拿圖上這條蛇舉例,當它還是一條線的時候,每個氨基酸只考慮和它相鄰的兩個氨基酸的作用就可以,但它盤起來的時候,比如胸部挨到了屁股上,那么胸部的基團還會和屁股上的基團產生作用(比如根據帶正電或者負電產生吸引或排斥作用)。此外,這些肽鏈還可以在折疊后的基礎上再折疊一兩次。

如何從蛋白質的一維結構預測三維結構,主要有兩類辦法。一類是做實驗,比如讓蛋白結晶,用X射線提取數據。顏寧做的就是這個方向,幾年才能做出一個結構來,且成本很高,應用場景有限,類似手工作坊。另一個辦法就是用計算機暴力計算,特別是AI,幾位獲獎科學家的成果就是如此,類似工業化生產,要多少有多少,便宜準確省力。

獲獎的三位科學家是兩個團隊,貝克是一個團隊,做的比較早,用軟件模擬,給他50%獎金。后面的兩個科學家是一個團隊,平分剩下的50%獎金,他倆代表人工智能公司DeepMind(后為谷歌收購)。該公司曾經開發過大名鼎鼎的圍棋軟件阿法狗(AlphaGo),這次研究蛋白質折疊的軟件叫阿法否(AlphaFold2),一下子把手工作坊派的科學家都否了,以后甭干了。

有啥用處:生物研究、醫藥研發、淘汰科學家。

理化兩個獎項都發給了AI,觀眾們不免擔憂AI會不會取代人類的問題。在此說說我的看法。我以前曾經問過一個畫家,照相機的發明是不是威脅到了畫家的生存,他回答說,恰恰相反,照相機是解放了畫家,讓畫家不再需要復制現實,而是專注于創意。

我認為科學家也是如此。AI逐漸接管了科研工作中的體力勞動,人類可以更專注于開拓性工作。

也許上帝在創造碳基生命的設計中,思想是唯一無法取代的事物。宇宙萬物,唯有思想永恒。

4.諾貝爾文學獎

獲獎者:韓江(韓國)

獲獎成就:傷痕派作家。她的代表作《素食者》,寫的當然不是韓國排骨太貴,被迫吃泡菜的故事。作品描述了一個家庭主婦突然改吃素,并且隨著強迫癥越來越嚴重,甚至拒絕為家人做葷菜,最后想要變成一棵樹。

小說的象征意向也很明確。肉食者代表壓迫者,代表暴力,素食者代表被壓迫者,代表食物鏈的底層。以家庭主婦作為主角,使作品附上了鮮明的女性主義色彩。女性就是天然的弱者,被壓迫者,素食者。尤其在韓國,盡管物質文明已經非常現代,但傳統文化依然強大,仍然存在對女性的各種隱形壓力。

作者控訴了肉食者的殘暴,因此女主人公想變成樹,也就是選擇退守,來逃避血淋淋的社會。但從中國人的視角來看,作為樹木的女性形象是西游記里的杏仙,雖然法力不如動物化成的精怪,卻多了幾分風流旖旎,春意滿枝頭。

歡樂就在今朝,歡樂就在今宵。

有啥用處:文學沒啥用處。

5.諾貝爾和平獎

獲獎者:日本核爆受害者團體

獲獎成就:日本原子彈氫彈爆炸受害者團體協會(簡稱“日本被團協”)由廣島長崎的原子彈幸存者組成,該組織一直致力于消滅核武器,反對核試驗。

人類歷史上第一顆用于實戰的原子彈“小男孩”,于1945年8月6日爆于廣島上空。

這兩年世界局勢不太平,俄烏戰爭、中東沖突此起彼伏,核平衡或許有被打破的危險。諾獎發給原子彈受害者團體,意思是提醒幾位擁核的刺頭,不要使用核武器。

有啥用處:反對核武器、核戰爭。

6.諾貝爾經濟學獎

獲獎者:達龍·阿杰姆奧盧(美國)、西蒙·約翰遜(美國)、詹姆斯·魯濱遜(美國)

獲獎成就:制度如何形成并影響經濟繁榮。

這算是比較典型的制度決定論了。三位學者對不同國家的研究和分析(包括歷史上被殖民的一些國家),認為決定一個國家窮富的決定性因素是制度,而不是什么文化地理之類的借口。那么什么制度才是他們眼中的好制度呢?就是越包容越好、越自由越好、權力亂干預越少越好。

有啥用處:如果有窮國愿意采用并成功,才算有用。

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