通俗解读2024年诺贝尔奖都发了些啥|microrna|神经元|线虫

本文从吃瓜群众角度，简单明了地看看今年的获奖选手都做了哪些研究工作，这些工作都有什么用处。本文仅代表个人观点，没有专业背景，特此声明。文末附前两年的同一系列文章。

1.诺贝尔生理学或医学奖

获奖者：维克多·安布罗斯（美国）、加里·鲁夫昆（美国）

获奖成就：二位科学家发现了microRNA及其基因调控机制。micro的意思是微小，因为这种RNA分子的长度只有21-23个核苷酸，比起长度为几百到几万个核苷酸的大号RNA来，像个小弟弟。

microRNA最早是在秀丽隐杆线虫中发现的。这种线虫只有1.5毫米长，雌雄同体。它仪容秀丽，繁殖迅速，皮实耐操，肉质鲜美，深得医学研究人员的喜爱。

在线虫中发现的某些microRNA调控机制很有意思。例如，线虫中有两个基因：lin-4和lin-14，这两个基因的作用相反。lin-14在幼年线虫中很多，在成年线虫中很少。它能够让线虫长出幼嫩肌肤，也叫“天山童姥基因”。lin-4的作用是通过microRNA调控机制抑制lin-14，让线虫变老。科学家想办法让成年线虫的lin-4突变掉，没人抑制lin-14了，后者就可以大量生长，发挥作用，让线虫返老还童。

microRNA后来又发现了很多种，不止线虫体内，其他动物（包括人类）也有。除了控制生长，它的作用还有细胞分化、肿瘤发生等等。这也为microRNA研究在癌症治疗等医学应用上提供了强大的工具，甚至让人们对逆转衰老、延长寿命、人类永生展开了无限想象。

有科学家认为，把研究线虫的成果应用到人体，以后人活500岁不是梦，无需向天再借500年。

有啥用处：治疗癌症、返老还童、容颜永驻、长生不老。

2.诺贝尔物理学奖

获奖者：约翰·霍普菲尔德（美国）、杰弗里·辛顿（加拿大）

获奖成就：不管诺奖官方怎么生拉硬扯，这个奖多少有点蹭AI热度之嫌，因为它是AI算法中用了一部分物理模型，并不是在解决物理问题。我认为这个奖发反了，应该是把图灵奖发给物理学家才对，而不是诺贝尔物理奖发给辛顿。

这也能说明基础物理学科缺乏足够出圈的成果，用《三体》中的话说，人类的基础物理被智子锁死了。

说说他们的成就吧。人类大脑的主要结构包括神经元和突触，突触是连接这些神经元的结构，上图把突触画得有点像针式插头。可以理解为神经元处理信息，突触在神经元之间传递信号。

然而大脑的这些工作并非都是逻辑和计算的，也有很多非理性的决定，比如拍脑门决策，冲动消费，一见钟情等等。人类的这些抽风行为，计算机不容易使用严格死板的逻辑算法模拟。

科学家想了个办法，用物理学中的方程模拟这些神经元，因为人脑的神经元和组成物质的分子有相通的地方，就像每个分子看起来在无序运动，整体行为（作为一个物体）却是有规律的。科学家就使用这些物理模型来模拟人脑的“知其然而不知其所以然”的行为，去年大火的ChatGPT就是在人工神经网络算法上出现了突破。

有啥用处：模拟人脑、淘汰人类。

3.诺贝尔化学奖

获奖者：大卫·贝克（美国）、戴米斯·哈萨比斯（英国）、约翰·江珀（美国）

获奖成就：诺贝尔化学奖也颁给了人工智能成果。如果说物理奖颁给AI有些牵强附会，这个化学奖给AI倒是实至名归，因为实实在在解决了化学问题。

蛋白质是生命活动的基础，但它的结构却是困扰科学家多年的难题。蛋白质由氨基酸构成。一个一个氨基酸从头到尾通过肽键连接起来，叫做多肽链。一个蛋白质分子可以有一条或多条多肽链，每条多肽链包括几十到几百个氨基酸。

然而，这种羊肉串式的一维氨基酸链是没用的，它必须折叠起来，堆成立体的才会产生各种功能，就像一条蛇，把身体向高处盘起，形成三维结构。

形成三维结构之后，其结构会变得难以想象的复杂。拿图上这条蛇举例，当它还是一条线的时候，每个氨基酸只考虑和它相邻的两个氨基酸的作用就可以，但它盘起来的时候，比如胸部挨到了屁股上，那么胸部的基团还会和屁股上的基团产生作用（比如根据带正电或者负电产生吸引或排斥作用）。此外，这些肽链还可以在折叠后的基础上再折叠一两次。

如何从蛋白质的一维结构预测三维结构，主要有两类办法。一类是做实验，比如让蛋白结晶，用X射线提取数据。颜宁做的就是这个方向，几年才能做出一个结构来，且成本很高，应用场景有限，类似手工作坊。另一个办法就是用计算机暴力计算，特别是AI，几位获奖科学家的成果就是如此，类似工业化生产，要多少有多少，便宜准确省力。

获奖的三位科学家是两个团队，贝克是一个团队，做的比较早，用软件模拟，给他50%奖金。后面的两个科学家是一个团队，平分剩下的50%奖金，他俩代表人工智能公司DeepMind（后为谷歌收购）。该公司曾经开发过大名鼎鼎的围棋软件阿法狗（AlphaGo），这次研究蛋白质折叠的软件叫阿法否（AlphaFold2），一下子把手工作坊派的科学家都否了，以后甭干了。

有啥用处：生物研究、医药研发、淘汰科学家。

理化两个奖项都发给了AI，观众们不免担忧AI会不会取代人类的问题。在此说说我的看法。我以前曾经问过一个画家，照相机的发明是不是威胁到了画家的生存，他回答说，恰恰相反，照相机是解放了画家，让画家不再需要复制现实，而是专注于创意。

我认为科学家也是如此。AI逐渐接管了科研工作中的体力劳动，人类可以更专注于开拓性工作。

也许上帝在创造碳基生命的设计中，思想是唯一无法取代的事物。宇宙万物，唯有思想永恒。

4.诺贝尔文学奖

获奖者：韩江（韩国）

获奖成就：伤痕派作家。她的代表作《素食者》，写的当然不是韩国排骨太贵，被迫吃泡菜的故事。作品描述了一个家庭主妇突然改吃素，并且随着强迫症越来越严重，甚至拒绝为家人做荤菜，最后想要变成一棵树。

小说的象征意向也很明确。肉食者代表压迫者，代表暴力，素食者代表被压迫者，代表食物链的底层。以家庭主妇作为主角，使作品附上了鲜明的女性主义色彩。女性就是天然的弱者，被压迫者，素食者。尤其在韩国，尽管物质文明已经非常现代，但传统文化依然强大，仍然存在对女性的各种隐形压力。

作者控诉了肉食者的残暴，因此女主人公想变成树，也就是选择退守，来逃避血淋淋的社会。但从中国人的视角来看，作为树木的女性形象是西游记里的杏仙，虽然法力不如动物化成的精怪，却多了几分风流旖旎，春意满枝头。