2018年诺贝尔奖：女性的执着、创造与坚韧2018-10-09

        编者按：诺贝尔奖，是以瑞典著名的化学家、硝化甘油炸药的发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产作为基金在1895年创立的。在世界范围内，诺贝尔奖通常被认为是所颁奖的领域内最重要的奖项。1901年至2017年，892 名获奖的个人当中，仅有 48 名是女性。2018年诺贝尔化学奖、物理学奖、和平奖得主已揭晓，共包含3名女性。这是诺贝尔奖设立以来，女性得主较多的一年，长年以来诺贝尔奖性别失衡的状况有望被打破。本文收集整理了3位获奖女性的科研成就与人生故事，希望与各位读者分享。

物理学奖：从科幻照进现实的激光

        2018年诺贝尔物理学奖将将一半授予Arthur Ashkin“用于光学镊子及其在生物系统中的应用”。另一半授予Gérard Mourou和Donna Strickland，“为他们生成高强度，超短光脉冲的方法”。三人的获奖理由是：“用于激光物理领域的突破性发明”。

        1985年12月，多娜·斯崔克兰发表了自己的第一篇科学论文，在其中描述了这个突破性的概念。当时她从加拿大搬到了美国罗切斯特大学，在这里她开始对激光物理感兴趣；这不仅是因为那些将实验室点亮得如同圣诞树一般的绿色和红色光束，也是因为她的导师杰哈•莫罗的未来展望。这些展望里有一项已经实现了——把短激光脉冲放大到史无前例的水平。

        激光是通过一种链式反应创造出来的——这个过程中，光子生成了更多的光子。它们能以脉冲的形式发射出来。自从约60年前激光被发明开始，研究者们就试图创造出更强的脉冲。然而，到了80年代中期，这条道路似乎走到了尽头。对于短脉冲而言，再增加光强，就会把放大材料给烧毁了。

        斯崔克兰和莫罗的新技术，啁啾（zhōu jiū）脉冲放大技术（CPA），既简单又优雅。取一段短激光脉冲，在时间上拉长，把它放大，再重新压缩成短脉冲。当脉冲拉长之后，峰值功率就会大幅下降，这样就可以在不损坏放大器的前提下放大到更高的倍数。之后把脉冲重新压缩，于是更多的光就被压缩到了很小的空间中，脉冲的强度就随之急剧上升。

        斯崔克兰和莫罗花了好几年的时间才将各个步骤成功组合起来。和大多数项目一样，实践和概念上的大量细节给研究带来了很多困难。例如，他们用新到手的一根2.5千米的光纤延展了脉冲，但是另一端却没有光出来——光纤在中间哪里断掉了。他们费了很大力气，最终只好勉强使用1.4千米的光纤。项目中遇到的一个主要的难点是保证各步骤的设备间步调一致：延展器和压缩器必须同步。这一难点最终也解决了。1985年，斯崔克兰和莫罗首次证明了他们两人优雅的理论也能在实践中生效。

啁啾脉冲放大技术（CPA）

        斯崔克兰和莫罗发明的CPA技术掀起了激光物理学界的革命，成为了之后所有高强度激光器的标准技术，并开启了物理、化学和医学中新领域和新应用的大门。如今，人们可以在实验室里就造出有史以来最短、最强的激光脉冲。

        如何应用这些超短的强脉冲？一个早期应用领域是，给发生在分子和原子间的事情进行快速照相。在瞬息万变的微观世界里，事情发生得如此之快，以至于很长一段时间里人们只能描述事件之前和之后的场景。但运用短至飞秒级别——也就是十亿分之一秒长的脉冲，曾经仿佛瞬间发生的事情也能看见了。

        激光的极高强度也使其成为改变物质性质的工具：绝缘体会转变成导体；而极其锋利的激光束使在不同材料上极其精细地切割或钻孔成为可能——甚至是在活的生物里。

        比如，激光可被用作更高效的数据储存，这样数据不仅存储在材料表面，还可以存储在材料内部深挖的小孔里。这种技术也被用来生产手术支架，这些支架是只有微米尺度的金属圆柱体，可以用来对血管、尿道和身体其他通路进行扩张和加固。

        还有数不清的使用领域还未被完全探索。每一次技术进步都使研究者得以深入探索新世界，改变着基础研究和实际应用。

脉冲越快，就能观察到越快的瞬间

        近几年新出现的研究领域之一是阿托秒物理。一阿托秒是一秒的十亿分之一的十亿分之一；短于一百阿托秒的激光脉冲揭示了电子的神奇世界。电子是化学的主力；它们负责所有物质的光学和电学属性，还负责化学键间的相互作用。现在它们不但可以被观察到，还能被控制。

        这些新的激光技术将会很快应用于更多场合：更快的电子元件，更高效的太阳能电池，更好的催化剂，更加强有力的粒子加速器，新能源，还有定制药品。难怪激光物理是如此充满竞争的领域。

        多娜·斯崔克兰目前在加拿大继续她的研究工作，杰哈·莫罗回到法国参与泛欧激光计划与其他项目。他发起并领导了极限光基础设施（ELI）的早期开发。未来几年内，捷克共和国、匈牙利和罗马尼亚将建成三处场地。设计峰值为10拍瓦（10^16瓦），相当于100万亿个灯泡同时在极短时间发出闪光。

        这几个不同的地方将会专注于不同的领域——匈牙利会专注于阿托秒，罗马尼亚是核物理，捷克则是高能粒子束。中国、日本、美国和俄罗斯正在筹划更新更强大的设施。

        人们已经在设想下一步的进展：功率会提高10倍，达到100拍瓦。激光技术的未来发展不会止步于此：为什么不会是泽瓦（10^21瓦）的功率，或者脉冲降到仄秒（微小到近乎不可思议的时间片段——10^-21 秒）呢？新的疆域正在不断被开拓——从真空中的量子物理学研究到用来切除人体内癌细胞的强质子束产品。然而，即便是现在，这些重大的发明已经可以让我们可以在微观世界细致探索了，这也正是阿尔弗雷德•诺贝尔的精神所在——为全人类做出重大贡献。

“进化”的诺贝尔化学奖

         2018年诺贝尔化学奖将一半授予Frances H. Arnold，因为她使“酶进行定向进化”，另一半授予George P. Smith和Gregory P. Winter爵士，因为他们完成对“肽和抗体的噬菌体展示”。

        弗朗西斯·阿诺德（Frances Arnold）1956年出生于美国匹兹堡，现为加州理工学院教授。她首次进行了酶的定向进化，这些酶是催化化学反应的蛋白质。通过定向进化产生的酶被用于制造从生物燃料到药物的所有产品。

        在20世纪90年代早期，阿诺德开创了所谓的“定向进化”方法，用于设计新的和更好的酶。该项技术让生物酶在实验室中“繁殖”，以获得研究人员期望的性状。该方法生产出的酶，被广泛地用于制造消费品和医学诊断。

        定向进化还可以让产品制造更环保，包括药品、生物燃料甚至牛仔裤的制造。这些酶对环境无害，并通常可替代有毒化学物质。

        “进化是世界上最强大的工程方法，我们应该利用它来寻找解决问题的新的生物解决方案，”阿诺德在2017年接受加州理工学院校报采访时说。

        2017年以来，阿诺德及其同事正在使用定向进化来使细菌产生硅碳键。在这之前，只有化学家做出过硅碳键。研究表明，细菌可以迅速适应新环境，生产出新的化学类型。更重要的是，该发现能以更环保的方式制造具有硅—碳键的产品：从润滑剂到药品。

        2016年，阿诺德成为第一位获得芬兰科技学院颁发的“千禧技术奖”（Millennium Technology Prize）的女性。她是第一位获得美国国家工程院颁发的2011年“查尔斯·斯塔克·德雷珀奖”的女性。阿诺德也是第一位被选入美国国家科学院所有三个分支的女性 ：美国国家工程院（2000年）和国家科学院（2008年）。

        阿诺德于2014年入选国家发明家名人堂，并于2013年获得国家技术与创新奖。她最近获得了美国国家科学院颁发的2017年萨克勒奖。

        阿诺德于1979年获得普林斯顿大学机械和航空航天工程学士学位，1985年获得加州大学伯克利分校化学工程研究生学位。她于1986年作为访问助理到达加州理工学院，并于1987年成为助理教授，1992年获得副教授。 她于1996年任教授，2000年成为化学工程，生物工程和生物化学Dick&Barbara Dickinson教授。她于2013年成为加州理工学院Donna和Benjamin M. Rosen生物工程中心的主任。

和平奖：发声是最有力的武器

         2018年诺贝尔和平奖授予刚果（金）医生穆克维格（Denis Mukwege）和伊拉克雅兹迪族少女穆拉德（Nadia Murad），以表彰他们为终止将性暴力用作战争和武装冲突的武器方面作出的努力。

        2014年8月3日，伊拉克北部一个名为Kojo的小村庄里，所有村民被一群极端武装分子驱赶到了村里唯一的一所学校。那里是少数族裔雅兹迪人的聚居地，也是恐怖组织“伊斯兰国”（ISIS）进行种族清扫的中心。随后，村里的所有女性都被带到一辆大巴上，驶出了村庄，目的地是性奴市场。车越开越远，也将21岁的纳迪亚·穆拉德（Nadia Murad）带离了原来的生命轨迹。那一天，她的母亲和六个兄弟都被ISIS杀害。

        穆拉德和其他上千名雅兹迪女性被迫成为性奴，不断受到性侵犯和虐待。三个月后，穆拉德幸运地逃出了恐怖组织的魔掌。虽然在德国获得了庇护，但穆拉德并没有像其他受害者一样羞于面对自己的不堪遭遇，而是选择向全世界公开自己的身份和照片。2015年11月，在瑞士一个关于少数族裔状况的联合国论坛上，穆拉德第一次在大庭广众之下讲述了自己的遭遇。

        三年后的今天，诺贝尔和平奖被授予了穆拉德和一位来自刚果民主共和国的医师丹尼斯·穆克维格（Denis Mukwege），以表彰他们在反抗战争和武装冲突中将终结性暴力作为武器的不懈努力。评审委员会在对穆拉德的评语中提到，女性在受到性侵害后往往保持沉默，甚至感到羞耻，而穆拉德拒绝遵从这所谓的惯例。她用异乎寻常的勇气，反复叙述自己的故事时，也为其他的受害者发声。

        评审委员主席莱斯-安德森（Berit Reiss-Andersen）在接受采访时也表示，“如果我们想要人们都能够说出‘不要再有战争了’，我们必须展现出战争有多残忍。”

           2017年3月9日，穆拉德在纽约联合国总部参加“与逍遥法外的暴行抗争：把伊斯兰国带上法庭”人权活动并发表演讲。

        如今目光坚定的穆拉德曾经也只是一个不爱分享故事的普通女孩。被抓走时她还在上学，曾梦想着成为教师或者是在美容院工作。对于改变她一生的那段日子，她至今依然能清晰记得每一个细节。

        穆拉德在给《卫报》写的文章这样写道：

        “奴隶市场晚上才开放。我们能够听到楼下武装头目们在说话。当第一个男人走进房间里，所有的女孩都开始尖叫。那一幕就像爆炸现场。我们像受伤了般哀叹着，在房里不停走动，甚至呕吐，但都无法阻止他们。他们在房间里来回踱着步子，盯着我们，而我们只能不停的尖叫和乞求。他们走向最漂亮的那些女孩，问她们几岁了，像对待动物一样肆意检查她们的头发和嘴巴。还转向身边的一个守卫，问道：‘她们是处女吧？’。守卫点点头说：‘那是当然，’，就像售货员在介绍商品。”

        “在某些时候，除了强奸什么都没有。这就是日常，”穆拉德在她的自传《最后一名女孩》中写道，“你不知道下一个打开那扇门侵犯你的是谁，但你知道那一定会发生，而且第二天情况只会变得更糟。”

        在成功逃脱后，穆拉德再也没有化过妆。她开始从事人权活动，并在联合国安全理事会、美国国会、英国下议院等各国机构演讲。她要告诉全世界她的故事。
        正是因为穆拉德勇敢的现身呼吁，世界才意识到，在恐怖组织的迫害下，雅兹迪人正一步步走向种族灭绝。在2014年ISIS对伊拉克辛贾尔地区发动的袭击中，有至少6800名雅兹迪人被俘。据穆拉德称，至今仍有上千名雅兹迪人失踪，其中包括1300名女人和小孩。超过3000人后来成功逃脱或被释放。

        2016年，穆拉德被联合国任命为“贩卖人口幸存者亲善大使”，参加全球和区域各项呼吁活动，提高对贩卖人口和难民的关注。穆拉德走访了冲突地区的难民和幸存者群体，聆听他们述说遭遇。

        穆拉德表示，绑架女孩作为性奴并不是部分武装分子一时起意，而是ISIS邪恶而残忍“蓝图”的一部分，将性暴力作为战争的武器。

        2016年9月，好莱坞演员乔治·克鲁尼的妻子、人权律师阿迈勒·克鲁尼（Amal Clooney）向联合国毒品和犯罪问题办公室表示，将担任穆拉德的律师，将ISIS告上国际法庭。克鲁尼称，伊斯兰国的种族灭绝、强奸、人口走私等种种行为都是“大规模的邪恶的官僚主义”，这是一个在网络世界和中东地区同时存在的奴隶市场，到今天依旧活跃着。

        “我要把我的故事大声讲出来，这就是我对抗恐怖主义最好的武器，而且我会一直坚持用它来战斗，直到恐怖分子全部被带上法庭。所有领导人，尤其是穆斯林宗教领导人，都应该站起来保护被压迫的人。我希望我是最后一个拥有像我同样遭遇的女孩，”穆拉德在文章中写道。

        在穆拉德的家乡，她已然成为偶像。很多人在手机里存着穆拉德的照片，甚至把她的海报贴在电线杆上。

        “姐姐让我们都能够抬起头来，我们为她感到骄傲，不仅仅是因为这个奖，从她站起来发声的第一天起，她就是我们全家人，也是所有雅兹迪人的骄傲，”穆拉德的妹妹说。

        穆拉德是第一个获得诺贝尔奖的伊拉克人。2018年8月，她和另一名雅兹迪活动人士阿比德·沙姆迪恩（Abid Shamdeen）订婚。

 

编辑:协会秘书处办公室

 

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