比比

　　2011年诺贝尔类项陆续揭晓，小璐和小诺又兴奋起来。没办法，谁让他们俩都是爱科学的好少年呢!再说，咱《科学大众·小诺贝尔》杂志就是希望培养曲更多爱科学的同学，并希翼从中也能走曲几名诺贝尔奖获得者!
　　这些天，小璐和小诺搜集了很多关于2011年诺贝尔类的资料，比
　　比看，2011年，哪项诺贝尔奖更给力吧!
　　小诺最关注的是2011年的诺贝尔物理学奖。因为，2011年3位诺贝尔物理学奖得主的获奖成果告诉我们，宇宙正处在一个“生长发育”过程中，其表现形式是加速膨胀。最终，宇宙也将在一片冰冷中逐渐走向死亡。哇!这简直太酷了!
　　宇宙正在加速成长中
　　我们知道，万事万物都会有一个出现、发展或发育、消亡的过程。那么，我们身处的宇宙会不会遵守这样的自然规律呢?
　　科学家告诉我们，在大约150亿年前，宇宙只是一个聚集了巨大能量和物质的小点。在某种未知原因的启动下，这个小点爆炸了。这就是“宇宙大爆炸理论”的主要内容，也是科学家对宇宙诞生的猜想。宇宙大爆炸之后，它就不断地膨胀。也就是说，宇宙就像一个生命体一样，在不断地长大。在宇宙的“成长”过程中，不断产生了新的天体，一些老的天体也在不断死去，就像人体的细胞一样。
　　那么，目前宇宙处于一个什么时期呢?3位诺贝尔奖得主告诉我们，目前宇宙正处于青少年时期。因为宇宙正在加速膨胀，就像人类在青少年时期会快速生长一样。
　　地球相对于浩淼的宇宙来说，就像大海里的一滴水。在这么“渺小”的地球上，天文学家怎样才能发现宇宙在膨胀甚至加速膨胀呢?天文学家观测宇宙的方法常常是找一个参照物，他们观测宇宙加速膨胀的参照物是Ia型超新星。
　　超新星，一把给宇宙量“身高”的标尺
　　就像我们在成长过程中，父母会为我们准备一条标尺一样，要判断宇宙在如何变化，也需要一把尺子。最后，人们把目光定在了Ia型超新星上(注：Ia型超新星表示这种超新星没有氢气和氮气，只有硅)，认为这就是那把合适的“尺子”。
　　这是因为超新星是一种极为明亮的爆炸中的恒星，而且Ia型超新星具有相同的光度(即发光强度是相同的)。光会随着传播距离变远而不断减弱，天文学家就可以用观测到的Ia型超新星的亮度，再利用一系列的科学手段，来确定宇宙是如何随着时间变化而变化的。
　　寻找Ia性超型星
　　说起来似乎很容易，但是科学家的研究过程却异常艰难。虽然超新星非常亮(可达太阳的100亿倍)，但是放在浩瀚的宇宙之中也只是微弱的一点点星光。20世纪80年代中期，丹麦的一些天文学家开始寻找遥远的Ia型超新星。经过长达2年的搜索，他们才找到了一颗Ia型超新星。后来他们又发现了一颗，但终因发现的过少而放弃了。由于很难发现Ia型超新星，当时许多天文学家对这类研究抱悲观态度。
　　与此同时，美国劳伦斯伯克利实验室的一组物理学家对搜寻超新星也产生了兴趣。这一小组开发了一套自动搜索超新星候选者的软件，但开始还是接连地失败。后来，38岁的佩尔马特接掌了“超新星宇宙学项目”，并对软件进行了改进，终于发现了大量的Ia型超新星。
　　以施密特为首的“高红移超新星搜寻”小组是这类研究的后起之秀，他们利用现成的软件也发现了大量的Ia型超新星。在这个研究小组里，里斯也发挥了关键作用，所以他也成为了3位诺贝尔奖获得者之一，与施密特分享了一半的奖金。
　　宇宙终将死亡
　　那么，宇宙加速膨胀的结果会是什么呢?按照诺贝尔委员会的说法，这个获奖成果告诉我们，包括地球在内的整个宇宙正在逐渐变得稀薄而寒冷，宇宙最终将会变得异常冰冷而没有生机。科学家预计，在宇宙大约1 000亿岁的时候，宇宙的大小将是现在的数亿倍，那时宇宙的密度将变得很小很小，物质和能量非常稀薄地扩散在宇宙之中，所有能产生光和热的天体都会被宇宙膨胀的力量拉裂而死去。那时的宇宙或许不再膨胀，只会在一片冰冷之中慢慢死去。
　　当然，宇宙的未来命运是个未知数，它有可能在青壮年时期改变“生活方式”，不再膨胀“发胖”而延年益寿呢!谁也说不清楚。毕竟那是八九百亿年之后的事情了，而如今的宇宙还不足200亿岁。抵御原体入侵的屏障——免疫系统
　　没有谁能完全生活在一片纯净里。在我们身边处处隐藏着危险，肉眼难辨的病原体就是潜在的威胁之一。这些病原体包括细菌、病毒和寄生虫等。当然，我们的身体对这些可恶的小家伙并非束手无策，每个人的体内都有一道抵御病原体入侵的城墙，这道城墙就是免疫系统。
　　虽然人类在数百年前就知道体内存在一套可以抵御病原体的免疫系统，但是这套系统是如何工作的却鲜为人知。即使是相关专业的科学家，也是在近40年来才逐步了解其中的奥秘。这主要得力于3位科学家的研究成果。他们分别是美国研究人员布鲁斯·博伊特勒、法国研究人员朱尔斯·霍夫曼和加拿大研究人员拉尔夫·斯坦曼。
　　人体的两道防线
　　就像电脑游戏“植物大战僵尸”那样，人体对付入侵的病原体也有多道防线，每道防线里又有多个“武器”。
　　第一道防线是人体的先天性免疫。先天性免疫的“哨兵”包括皮肤、黏膜、吞噬细胞、体液等。它们保卫着人体健康的“大门”。当这些“哨兵”发现了入侵的病原体，就会竭力阻挠这些病原体的入侵。先天性免疫受遗传因素控制，具有相对稳定性：对各种感染都有一定程度的抵抗作用，但并不十分激烈。
　　如果“哨兵”们被病原体击退，那么一些更加强大勇猛的“斗士”就要登场了。这就是“获得性免疫”在起作用，它是免疫系统的第二道防线。我们从小就有打预防针的经历，这样做的科学道理就是让我们的身体对某些疾病具有获得性免疫的能力。获得性免疫是个体出生后，在生活过程中与病原体作斗争后，所获得的免疫防御功能。这种免疫功能是在出生后才形成的，并且只对接触过的病原体有作用，故也称后天获得性免疫或特异性免疫。
　　如果免疫系统立即获胜，那么我们的身体对病原体的入侵是没有感觉的。如果免疫系统暂时落败，我们就会生病，此时免疫系统会加强防御力量，再辅以药物抵抗，我们可逐渐恢复健康。如果免疫系统一直处于“下风”，甚至连药物也对入侵的病原体无可奈何，那么人们就会长期疾病缠身甚至死亡。
　　快发“虚假入侵者”
　　博伊特勒和霍夫曼的成就是发现了免疫系统的第一道防线——先天性免疫系统如何起作用的。斯坦曼的贡献是发现了免疫系统的第二道防线是如何起作用的。这3位获奖者的研究成果，为免疫系统疾病研究提供了新的认识，并为传染病、癌症等疾病的防治开辟了新的道路。
　　基于3位科学家的研究成果，人们正在开发能够治疗传染病的“治疗性疫苗”，并有望借此开发出对抗癌症的新方法。所谓疫苗，就是“虚假的入侵者”。研究人员根据疾病的机理，制造失去活性的、只有外壳的病原体，让免疫系统的两道防线去攻击这些“虚假的入侵者”，这样既不会让人体生病，也可以“锻炼”免疫系统，让免疫系统更强大。
　　有关专家表示，相关药物能够调动人体免疫系统对病毒或肿瘤发起“攻击”。诺贝尔奖评委会的成员称：“基于3人研究结果的肝炎疫苗即将问世，现在正处于广泛临床试验阶段。此外，还有更多的医药公司正在利用3位科学家的发现，研制更多的免疫系统相关疫苗。”
　　打破常识的发现
　　这得从29年前的那个春天说起。1982年4月，舍特曼在美国约翰·霍普金斯大学担任助理教授，他从事的是航空用高强度合金的研究。他在研究一种铝锰合金时，发现其中的“晶体”有些不守规矩。当时所有材料学的教科书中都写到：固体材料分为晶体和非晶体两种。就拿我们常用的手机来说，手机内的金属器件是晶体，晶体中的原子按照一定的规律进行重复排列；而手机的塑料外壳是非晶体，其中的分子或原子排列杂乱无章，没有特别的规律。而舍特曼发现的这种“晶体”，既不是晶体又不是非晶体。
　　一般来说，科学家有了新的发现会十分兴奋，甚至会像阿基米德那样从浴盆里跳出来欢呼。然而，舍特曼一点也不兴奋，因为他的新发现违背了“金科玉律”。难道是自己的实验出现了偏差?舍特曼开始重复自己的实验。多次重复之后，结论还是一样。
　　
　　坚持，坚持，还是坚持
　　怀着·惶恐不安的心理，舍特曼见人就描述他的新发现，希望能够得到他人的支持。然而，没有人支持他。这事传到了实验室主管的耳朵里，实验室主管大发雷霆，把舍特曼叫到他的办公室，扔给他一本晶体学教材，并对他说：“你为什么不重新复习一下这些教材?你说的那些是不可能发生的。”尽管没有人支持舍特曼，他还是认为自己发现了固体物质的第三种形式，那就是除晶体、非晶体之外的准晶体。
　　为什么人们不相信有准晶体这种材料存在呢?这是因为，晶体和非晶体在自然界中随处可见，而准晶体在自然界中难以寻觅。人们总是有“眼见为实”的观念。直到2009年，俄罗斯研究人员才在一条河流的矿物样本中首次发现了天然准晶体。
　　由于舍特曼不放弃对准晶体的研究，他被约翰·霍普金斯大学解雇了。(如今校方或许会有些后悔，因为他们不知道当时解雇的是未来的诺贝尔奖得主。)舍特曼怀着灰暗的心情离开了美国，回到自己攻读学士、硕士和博士的母校以色列理工学院。母校以博大的胸怀接纳了这位海外游子，并聘请他做教授。舍特曼还在母校找到了一个得力的助手伊兰·布勒希。他们经过1年多的研究，于1984年发表了一篇论文，专门描述制作准晶体的具体方法。
　　尽管舍特曼的母校支持他的研究，但是当时舍特曼在学术界十分孤立，国际上大多数科学家都反对准晶体理论。在众多反对者中，最激烈、声望最高的居然是一位两度获得诺贝尔奖的科学家——美国著名的化学家莱纳斯·鲍林(他曾经获得1954年诺贝尔化学奖和1962年诺贝尔和平奖)。有趣的是，鲍林的获奖成果之一的“共振论”也是打破了物质结构研究领域的常规，这项理论也曾经遭受非议。
　　鲍林曾经在一场新闻发布会上说：“舍特曼在胡说。没有准晶体这种东西，只有‘准科学家’。”鲍林还发表了不少晶体结构方面的文章，想方设法要把舍特曼的准晶体归纳到传统的晶体学教科书里。
　　好在舍特曼向科学界描述了制造准晶体的方法。一些国家的研究人员陆续在实验室中以舍特曼描述的方法制造出不同物质的准晶体，有些研究人员还开发出了新的制造方法。1987年，法国和日本科学家制出足够大的准晶体，可以经由X射线和电子显微镜直接观察到这种晶体。至此，舍特曼的理论才得到科学界的认可。
　　守得云开见月明
　　舍特曼在得知自己获得了诺贝尔奖时，用“天崩地裂”来形容自己的欣喜和意外之情，因为他已经习惯了他人多年的嘲笑和排挤。
　　诺贝尔奖评选委员会在高度评价了舍特曼研究的同时，也对全世界科学家们发出了警告：“即使最伟大的科学家也会陷于传统的束缚中，保持开放的头脑、敢于质疑现有认知是科学家最重要的品质