朱秋雨

“猜对了！”10月4日，当诺贝尔官方宣布三位化学家获奖时，我给朋友发了一张此前预测得奖者的聊天截图。

这不是想自我炫耀。2022年诺贝尔自然科学奖“化学奖”甩掉了此前偏爱冷门研究的气质，让普通人也有了一把参与感。

热门候选人最终加冕。

斯坦福大学女科学家卡罗琳·贝尔托西（Carolyn R. Bertozzi）因生物正交化学领域的开拓性成就获奖。美国Scripps研究所教授卡尔·巴里·夏普利斯（K. Barry Sharpless）、丹麦哥本哈根大学教授摩顿·梅尔达尔（Morten Meldal）因开创“点击化学”领域而得奖。

有趣的是，公布结果1小时前，诺奖官方账号也决意自我暴露一番。它转发了一张居里夫人身着法式桔梗裙的照片。配文是“1911年，居里夫人斩获诺贝尔化学奖时，她成为史上第一位两次获诺贝尔奖的人”。

1小时后的结果印证了诺奖的提前“漏题”。81岁的夏普利斯成为有史以来第五位“梅开二度”斩获诺奖的科学家。卡罗琳·贝尔托西则是第八位女性诺贝尔化学奖得主。无疑，这两位都是诺奖得主中的少数派。

官方为此给出颁奖理由：“2022年诺贝尔化学奖是要寻找全新的化学理想，让简单性和功能性占主导地位。”让化学走向功能主义，成为诺奖今年选择的风向标。

这是一届非常落地的诺贝尔化学奖。

点击化学，是利用巧妙的化学反应，将两个小型分子组合在一起，就像拼接乐高玩具时找到“咔—嚓”的接口，以意想不到的简单方式人为地合成复杂分子。

生物正交化学，运用与点击化学相似的思路，描绘的也是连接的艺术。不同的是，作用对象是有机的细胞。

本篇无意赘述获奖科学家成就的伟大。比起科研的成果，“天才”科学家们如何在成长路径上认识到自己的天赋并一路向前，这一点更让人好奇。

这一届诺奖化学得主，个性都带着一点“怪”。显然，科学界需要“怪人”。

怪老头、渔夫与安全带

周围人评价巴里·夏普利斯，说他脾性有点古怪。他经常说不出完整的句子，思维也很跳跃，经常提出非传统的想法。

他的一只眼睛很早就失明了。原因是在一次实验时没戴护目镜。爆炸的试管玻璃割伤了他的眼角膜。“幸亏还有一只眼睛，视力保存完好。”他在1992年的札记中写道。

与两届诺贝尔奖得主形象反差更大的是，夏普利斯从小到大的梦想都与化学无关。比起在学校拿A，他更喜欢与叔叔到河里捕鱼。

1960年，医学预科生夏普利斯在美国达特茅斯大学，选修了热爱的有机化学课。但他放假期间从未留在学校做实验，甚至还在物理考试中挂了科。他说：“我更爱钓鱼。”

大学毕业之际，夏普利斯打算继续进修医学。但化学教授汤姆·斯宾塞劝他“试着读一年化学”，并帮他联系了斯坦福大学的教授。他的研究生生涯就此开始。夏普利斯回忆道：“我甚至都没有申请化学方向的研究生，就被斯坦福录取了。本来我都以为自己要回新泽西当个渔夫了。”

这期间，他还遇上了一生挚爱，女孩扬·杜塞尔。后来，夏普利斯自传、对外公开的札记，很多都是妻子的代笔。

千禧年间，夏普利斯开始走向学术巅峰。2001年，他因手性催化氧化反应方面的贡献荣获诺贝尔化学奖，又在当年提出了人生至今为止最重要的理论。

他的想法十分具有颠覆性，就像当年去钓鱼而不是刷题般“离经叛道”。他认为，化学家们是时候停止模仿自然分子了，而应当创造新的理想—人为合成复杂的分子结构。

在2001年发表的学术文章中，夏普利斯写道，在自然界，无论是核酸、蛋白质、还是多糖，都是由小型分子通过碳-杂原子键拼接起来的，而这些小型分子的总数量仅在35个左右。

夏普利斯回忆，当第一次与外人谈论点击化学时，化学家们对此很反感。“他们认为‘这太简单了，就像是对他们此前工作的一种侮辱。”

如果可以模仿自然界的法则，将各种小型分子拼接起来，人类不就可以快速合成有用分子？

在此基础上，夏普利斯提倡运用碳-杂原子键，而非有机化学领域长期偏爱的碳-碳原子键，使分子结合在一起。

他将这个过程命名为“点击化学”。

夏普利斯回忆，当第一次与外人谈论点击化学时，化学家们对此很反感。“他们认为‘这太简单了，就像是对他们此前工作的一种侮辱。”

曾在夏普利斯实验室就读博士后，任教于哈佛大学的埃里克·雅各布森回忆，理念刚提出时，夏普利斯刚拿第一个诺奖。但他当时热衷于对外介绍点击化学。“我记得观众们只是互相看着对方，认为他已经失去了理智。”

雅各布森总结，点击化学超出了传统化学家的思考模式。“化学家们一般会思考，‘嗯，这是我想制造的分子，而不是寻求将事物连接起来的方式。”

有趣的是，“点击化学”这一学术名词，由化学家的妻子杜塞尔命名。期刊编辑出身的杜塞尔，引用了一個美国俗语“click it or ticket”（不系安全带就吃罚单），将丈夫的发现取名为“点击化学”（click chemistry）。

类似扣安全带（click）的碳-杂原子键扣搭，让小型分子之间的拼接像系安全带一样简单高效。

女性、摇滚乐

夏普利斯的成果与本届女性诺奖得主卡罗琳·贝尔托西没有太多交集。甚至在诺奖发布会上，在场记者提出了疑问：“所以说，点击化学与生物正交化学是两个不同的分支，只是它们都属于合成分子的范畴？”

对方回答：“没错。”

但两位“少数派”诺奖得主有相似的成长路径。与夏普利斯一样，卡罗琳·贝尔托西读大学本科时，还不知道自己要选择什么。她出生在高知家庭，父亲是麻省理工学院物理学教授。家里有三个孩子，都是女孩。

化学系90%都是男性，因此实验室的管理被“有毒的、大男子主义的气质笼罩”。在本科期间，她多次申请加入不同的有机化学实验室，屡次被拒。

在父亲的教导下，女孩们对于梦想有了统一的认知。那就是成为核物理学家。

但当人生进行下去，每个女性都“走偏了”。

贝尔托西的“歪路”首先出现在她上高中时。因玩摇滚音乐获得几个奖项后，她收到了几个大学的音乐专业邀请。她还因为足球踢得好获得哈佛大学的体育奖学金。但兴许忌惮于家庭的教育，她觉得自己“总要以科学为中心”，最终选择就读生物系。

转机出现在大二上的有机化学课。她发现了心之所爱，主动转到化学系。

但这是她女性身份对人生产生阻碍的开始。

她在受访时回忆，化学系90%都是男性，因此实验室的管理被“有毒的、大男子主义的气质笼罩”。在本科期间，她多次申请加入不同的有机化学实验室，屡次被拒。

“我显然对有机化学有天然的亲和力，但在本科时，我很难找到一个可以工作的实验室。我没能如愿将理论学习运用到实验室中。这时我第一次意识到，女性会被非正式的方式阻挡在科学的一些领域之外。”

贝尔托西坚持了下来。她先在生物化学实验室找到了一份工作，又去了物理化学实验室。上世纪80年代，在加州大学旧金山分校就读博士后的贝尔托西，找到了想用一生探索的命题。

那时，细胞外的聚糖是热门的学术话题。人们将这一成分比喻成花生巧克力外包裹的糖衣，认为其对人类细胞起保护作用。

这一领域还与癌症研究密切相关。一个显著的发现是，癌症细胞的糖蛋白表现与正常细胞不同。

这是学术圈都知道的已知结论。但贝尔托西决定攀登一座科学界公认的很难跨越的高峰：到底什么导致了癌症细胞与普通细胞表层糖类表现不同？

要想知道答案，看清楚、可视化细胞外的糖类，是当务之急。

与蛋白质或核酸不同，科学界还没有针对糖类的成像技术。“这些工具是如此原始，没有办法对细胞、生物体或组织进行测量。一定还有更好的方法。”贝尔托西心想。

她在1990年代末提出了代谢标记方法—通过制造糖的细胞饮食中的代谢前体，将探针标签插入糖中，来追踪糖类。为了不对细胞本身产生破坏，贝尔托西抛弃了传统的荧光蛋白标记法，最后采用了与“点击化学”类似的思路。

“探针本身不能直接插入，它们太大，而且细胞的酶会破坏它们。但我们可以在糖上放一个化学手柄，然后再添加探针。”她曾这样阐述自己的思路。简而言之，这也是一种关于连接的艺术。

她的奇思妙想在一次次实验中实现。

2005年，贝尔托西在论文中详细描述了被她称为“生物正交化学”的新型反应。即，在生物体内发生化学反应，但不与任何本地生物过程相互作用。

有了这样的创造，聚糖被人类可视化得一清二楚。她发现，细胞表层的糖类，远比此前认为的“糖衣巧克力”复杂。

糖蛋白不是紧紧包裹着细胞。相反，贝尔托西形容，糖蛋白的活动，就像长在土地上的树林或灌木，经常会像植物般“随风摇摆、随波而动”。

除草机、功能主义

回到2022年的诺贝尔化学奖。

三个获奖人，隶属于两个独立的分支。但颁奖人强调两者的共同气质：简单、直接，在现实有广泛的应用。“有时简单的答案是最好的。”诺奖组委会评价道。

三个获奖人，隶属于两个独立的分支。但颁奖人强调两者的共同气质：简单、直接，在现实有广泛的应用。“有时简单的答案是最好的。”诺奖组委会评价道。

“我们的化学已进入功能主义时代。”与传统的大科学时代不同，功能主义时代强调实用性，知识与科学生产不断向应用层面靠近，后者也反作用于科学研究。这样的趋势，在近年诺贝尔科学奖的颁发思路中可见一斑。

巴里·夏普利斯和摩顿·梅尔达尔在“点击化学”领域的独立发现，给了合成分子广泛应用前景，促进了材料化学、化学生物学、药物化学、超分子化学等多个领域的腾飞。

但别忘了，實现这一伟大进步的关键，是两人确保了该反应能够在氧气，以及廉价且环保的溶剂—水中发生，避免了以往合成分子的高昂成本。

贝尔托西则将自己的生物正交化学反应与癌症研究结合起来。她为此离开待了20年的加州大学，2015年前往有医学院的斯坦福大学。成功可视化聚糖在细胞表层的活动后，她在理解聚糖与癌症的关系上取得了突破。

她发现，癌症细胞周围含有大量唾液酸，这种细胞表层糖类有极大的迷惑作用，让负责吞噬癌细胞的免疫细胞进入休眠状态，从而使癌细胞在人体内大量复制、蔓延。

“这些唾液酸就像草。”贝尔托西形容，她当前着力的新型癌症疗法，就像“除草机”一样，要把癌症细胞表层的“草”全都割掉，让免疫细胞恢复识别癌细胞的能力。

为此，她先后成立了10间公司，推进这一研究的新药应用。目前，该免疫疗法已进入晚期癌症患者的临床一期试用。

最后，将时间回溯到2001年。

那时，夏普利斯在瑞典发表第一次诺贝尔化学奖获奖感言。他谈到了自己的童年。

他记得很清楚，除了被教导做事要优雅、聪明以外，追求“有用”是学校教给他的一大法则。如今，夏普利斯用最实用和功能主义的方式，与21世纪的科学界一起，定义了新时代的化学。