本屆諾貝爾獎科學類獎項得主共有8位學者，美國共有3位諾獎得主，日本有2位，中國有1位（屠呦呦因青蒿素的發(fā)現(xiàn)獲得生理學或醫(yī)學獎），加拿大、瑞典各1位。
在這些諾獎得主中，有3位曾為《科學美國人》撰稿。其中，物理學獎得主梶田隆章（Takaaki Kajita）在1999年8月號的《科學美國人》上與另外兩位作者一起發(fā)表文章《探測有質(zhì)量的中微子》（Detecting Massive Neutrinos）；物理學獎得主阿瑟·B·麥克唐納（Arthur B. McDonald）曾在2003年4月號的《科學美國人》上與另外兩位作者一起發(fā)表文章《解決太陽中微子問題》（Solving the Solar Neutrino Problem）；化學獎得主保羅·莫德里奇(Paul Modrich)曾在2006年6月號《科學美國人》上發(fā)表文章（Engineering Life: Building a Fab for Biology，見《環(huán)球科學》2006年7月號《組裝生命的生物工廠》）。作為《科學美國人》中文版，我們十分榮幸地宣布，迄今已有155位諾貝爾獎得主為《科學美國人》撰寫了249篇文章。
讓梶田隆章獲獎的超級神岡探測器的工作完成于1998年，讓阿瑟·B·麥克唐納獲獎的薩德伯里中微子天文臺的工作完成于2002年，兩位科學家均在成果發(fā)表的次年，就為《科學美國人》撰文，介紹自己的重大發(fā)現(xiàn)。《環(huán)球科學》會與《科學美國人》一樣，始終關注全球重大研究，和讀者一起站在科學的前沿。今天你在《環(huán)球科學》上看到的報道，它們的作者也許在若干年后也會成為諾貝爾獎得主。
下面，我們就給出幾位科學家當年為《科學美國人》撰寫的文章，一起重溫科學史上那些激動人心的重要時刻。
探測有質(zhì)量的中微子（Detecting Massive Neutrinos）
來自《科學美國人》1999年8月號
撰文 愛德華·卡恩斯（Edward Kearns） 梶田隆章（Takaaki Kajita） 戶塚洋二（Yoji Totsuka）
一個人的廢品可能是另一個人的寶藏。對于物理學家來說，背景噪音是廢品，信號則是寶藏。在過去的二十年來，好幾個團隊都在尋找質(zhì)子的衰變，這是極為罕見的信號（如果真的存在的話）。如果真能找到質(zhì)子的衰變，就將成為支持大統(tǒng)一理論的有力證據(jù)。迄今為止，物理學最成功的理論是標準模型，而大統(tǒng)一理論（Grand Unified Theory）則是有希望超越標準模型的候選理論。為了減小誤差，探測本就十分罕見的質(zhì)子衰變過程，科學家將探測器建造在極深的地下，然而就算如此，來自宇宙射線，具有極強穿透能力的中微子，還是會對設備造成影響。
日本的神岡探測器（Kamiokande）就是第一代的質(zhì)子衰變探測器，它運行于1980～1995年，沒有找到任何質(zhì)子衰變的跡象。然而，就在尋找質(zhì)子衰變的過程中，研究者卻發(fā)現(xiàn)本來平常的中微子背景有一些難以理解了。通過對1 000次中微子與水分子反應的數(shù)據(jù)信息，我們發(fā)現(xiàn)中微子似乎可以在不同類型（稱為“味”）之間互相轉(zhuǎn)換，一旦證實，這一發(fā)現(xiàn)的重要性不亞于發(fā)現(xiàn)質(zhì)子衰變。
在粒子物理學領域，取得進展的最常見方式就是建造一個大型機器，因此，神岡探測器的升級版“超級神岡探測器”（Super-Kamiokande）就誕生了。這一探測器中裝了50 000噸水，一旦從宇宙來的中微子與水分子中的質(zhì)子發(fā)生反應，就會產(chǎn)生切倫科夫光（Cherenkov light）。切倫科夫光錐會產(chǎn)生一個光環(huán)，從而可被周圍的光子探測器探測到。不同的中微子所產(chǎn)生的光環(huán)在大小、形狀和強度方面有所不同，因此可從中辨別中微子的種類。
我們怎么知道共有多少中微子呢？超級神岡探測器探測的是大氣中微子，主要來自于宇宙射線。知道了大體上每秒有多少宇宙射線撞擊大氣，我們就能預測每秒我們能遇到多少中微子。但這個預測實在太粗略，怎么辦呢？我們就采用測量兩種中微子比例的方法。不管有多少宇宙射線撞擊到大氣層，根據(jù)理論預測，μ中微子的數(shù)目應該始終是電子中微子的兩倍。經(jīng)過兩年的觀察，超級神岡探測器團隊發(fā)現(xiàn)μ中微子與電子中微子的比值約為1.3比1，而不是預料中的2:1，而造成這個結(jié)果的原因只有一個，就是中微子從一種類型轉(zhuǎn)變成了另一種類型，即μ中微子轉(zhuǎn)變成了τ中微子。
解決太陽中微子問題（Solving the Solar Neutrino Problem）
來自《科學美國人》2003年4月號
撰文 亞瑟·B·麥克唐納（Arthur B. McDonald） 喬舒亞·R·克萊因（Joshua R. Klein） 戴維·L· 沃克（David L.Wark）
為什么為了研究太陽，要在兩千米深的地下建一幢10層的樓房？這聽起來實在有點奇怪，但這一設備——薩德伯里中微子天文臺（Sudbury Neutrino Observatory），卻成了解開太陽中物理過程之謎的關鍵。早在1920年，英國物理學家愛丁頓就提出太陽的能量來源是核聚變，但驗證這一猜想的努力在20世紀60年代卻遇到了巨大阻礙。按照理論預測，太陽中的核聚變會放出一定量的中微子，但實際觀察到的中微子數(shù)量卻遠小于預測值，這一“中微子失蹤之謎”讓物理學家倍受困擾。
標準模型認為有三種完全不同的中微子：電子中微子，μ中微子和τ中微子，并且它們都是無質(zhì)量的。太陽中心的核聚變只會產(chǎn)生電子中微子，因此早期實驗只集中尋找電子中微子的蹤跡，如將氯原子轉(zhuǎn)變?yōu)闅逶拥鹊取Ｈ欢瑢嶒灡砻鳎瑯藴誓Ｐ褪遣煌陚涞模形⒆拥娜N“味道”并不涇渭分明，而是以某種方式混合在一起，這也就是太陽發(fā)出的電子中微子神秘消失的原因：它們變成了其他類型的中微子。對于中微子“味”的改變，最受歡迎的解釋是中微子振蕩（neutrino oscillation），即中微子的三種味都是由不同質(zhì)量狀態(tài)混合而成。支持此解釋的最強證據(jù)來自于1998年日本超級神岡探測器的發(fā)現(xiàn)（也就是上一篇文章的內(nèi)容），但超級神岡的實驗結(jié)果并沒有排除中微子通過其他機制消失的可能。
與此前其他中微子觀測設備不同的是，SNO采用重水（即其中的氫原子比普通氫原子多了一個中子），而不是普通水來探測中微子，中微子在經(jīng)過這1 000噸重水時，一旦發(fā)生反應，就會產(chǎn)生高能電子，通過切倫科夫光被探測到，這使它可以直接對三種中微子平等地計數(shù)，繼而確認此前觀察到的中微子“失蹤”不是觀測誤差，也不是因為愛丁頓的理論錯了，中微子的確是通過中微子振蕩的過程發(fā)生了轉(zhuǎn)變，最終證實了太陽能量來自核聚變。
組裝生命的生物工廠（Engineering Life: Building a Fab for Biology）
來自《科學美國人》2006年6月號，《環(huán)球科學》2006年7月號
撰文 生物工廠研究小組（Bio Fab Group），包括2015年諾貝爾化學獎獲得者保羅·莫德里奇(Paul Modrich)
點擊這里，閱讀《組裝生命的生物工廠》全文。這篇文章，曾讓很多讀者第一次知道了“合成生物學”這個新興研究領域。
