Hör auf, den ganzen Tag zu schreien, dass es keine wissenschaftlichen Durchbrüche gebe. Alle diesjährigen Nobelpreisträger sind echte Experten.

Während der gerade vergangenen 8-tägigen Nationalfeiertags- und Mittelherbstfeiertags-Pause in China hatten die Mitglieder der Preisausschüsse für die Nobelpreise in Stockholm, Schweden, auf der anderen Seite der Erde offenbar kein gutes Timing.

Während unserer Nationalfeiertagszeit im November stimmten sie nacheinander ab und gaben die Nobelpreise für das Jahr 2025 bekannt.

Bis jetzt sind alle Preise außer dem Nobelpreis für Frieden bekanntgegeben worden.

Interessanterweise gab es in diesem Jahr im Internet relativ wenig Diskussionen über die Preise selbst.

Mehr Menschen waren an Neuigkeiten wie Japan hat in diesem Jahr zwei Nobelpreise gewonnen, Google hat wieder großartig gewonnen interessiert.

Das ist der 22. Nobelpreis, den unser Nachbar Japan in 25 Jahren gewonnen hat. Anfang des Jahrhunderts hatte Japan ein Programm vorgeschlagen, innerhalb von 50 Jahren 30 Nobelpreise zu gewinnen. Jetzt scheint es nur noch eine Frage der Zeit zu sein, wie viel früher das Ziel erreicht wird.

Andererseits hat Google in nur zwei Jahren fünf Wissenschaftler, die drei Nobelpreise gewonnen haben. In der Geschichte der Menschheit gibt es nur wenige Unternehmen, die mehr Nobelpreise gewonnen haben, wie die Bell Laboratories und IBM...

Der CEO von Google hat es wieder geschafft

Deshalb haben die Leute viel über diese beiden Themen geredet.

Tatsächlich haben diese öffentlichen Diskussionen im Wesentlichen nichts mit den Nobelpreisen zu tun. Die meisten Nobelpreise spiegeln eher die Akkumulation technologischer Durchbrüche in der Vergangenheit wider und sind nicht unbedingt ein echter Indikator für die gegenwärtige technologische Stärke und das Forschungsniveau.

Deshalb denkt Jiangjiang, dass es besser wäre, uns über die Geschichten hinter den Nobelpreisen zu unterhalten, anstatt uns in sinnlose Diskussionen zu verwickeln.

Schauen wir uns zunächst den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin an. Die US-Wissenschaftlerinnen Mary Brunko und Fred Ramsdell sowie der japanische Wissenschaftler Shigeto Sakaguchi haben diesen Preis gewonnen. Der Grund für ihre Auszeichnung war ihre pionierische Entdeckung im Bereich des peripheren Immun-Toleranzmechanismus.

Wenn man von Immunologie hört, kommen vielleicht die Erinnerungen an die Biologieklasse im Mittelalter wieder hoch.

Ja, selbst in einer Mittelstufenschule können die Schüler erklären, dass der menschliche Körper sich mit seinem Immunsystem gegen Viren und Bakterien verteidigt.

Doch wie kann der menschliche Körper genau unterscheiden, was ein Eindringling ist, um nicht versehentlich eigene Zellen anzugreifen? Es wäre wie, wenn man beim Töten von 100 Feinden 1000 eigene Soldaten verliert.

Schon 1995 hat Shigeto Sakaguchi von der Universität Kyoto in Japan durch die Untersuchung von Mäusen entdeckt, dass das menschliche Immunsystem eine Art Aufseher hat, die später als regulierende T-Zellen benannt wurden. Sie überwachen die anderen Immunzellen und greifen an, wenn sie feststellen, dass diese eigene Zellen angreifen.

Später haben Mary Brunko, Fred Ramsdell und ihr Team schließlich den Hauptschalter für die regulatorischen T-Zellen gefunden: das Foxp3-Gen.

Unterschätzen Sie diese Entdeckung nicht. Sie hat bereits zahlreiche praktische Anwendungen in der Medizin gefunden.

Zum Beispiel können viele Immundefizienzerscheinungen behandelt werden, indem man die Anzahl und Aktivität der regulatorischen T-Zellen im Körper erhöht. Bei der Krebsbehandlung müssen die Ärzte dagegen manchmal die regulatorischen T-Zellen in der Nähe des Tumors kontrollieren, um die Immunzellen voll auszuschlagen zu lassen, auch wenn dabei einige normale Zellen geopfert werden müssen.

Nachdem wir uns den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin angesehen haben, wollen wir uns nun den Nobelpreis für Chemie zuwenden.

Die Preisträger sind Shin-ichi Noro von der Universität Kyoto in Japan, Richard Robson von der Universität Melbourne in Australien und Omar Yaghi von der Universität Kalifornien, Berkeley in den USA. Sie haben den Nobelpreis gewonnen, indem sie Metall-organische Gerüste entwickelt und eine neue Molekulararchitektur begründet haben.

Der Begriff "Molekulararchitektur" klingt kompliziert und lässt sogar Lust auf Bauarbeiten aufkommen. Aber tatsächlich hat es etwas mit der Bauindustrie zu tun.

Die Bauingenieure bauen Häuser in der realen Welt, während die Metall-organischen Gerüste Häuser auf molekularer Ebene bauen.

Schon 1974 hat Richard Robson darüber nachgedacht, ob man die Anziehungskräfte zwischen Molekülen und Ionen nutzen könnte, um wie bei der Nut- und Federverbindung ein Gebäude zu konstruieren.

Es dauerte mehr als zehn Jahre, bis er endlich damit begann, entsprechende Forschungen durchzuführen, und tatsächlich gelang es ihm, ein "Gebäude" zu bauen.

Aber die von ihm geschaffene neue Struktur war sehr zerbrechlich. Die meisten Wissenschaftler hielten es für eine reine Spielerei und sahen darin keine praktische Anwendungsmöglichkeit.

Shin-ichi Noro und Omar Yaghi waren anderer Meinung.

1997 entwickelte Shin-ichi Noro eine neue Struktur namens "Zungen- und Nut-Verbindung", die Methan, Stickstoff und Sauerstoff bei Raumtemperatur reversibel aufnehmen und abgeben kann.

Dieser Funktionsumfang war ein großer Durchbruch, denn es bedeutete, dass es von der reinen Forschung zu einem kommerziell nutzbaren Material geworden war.

Fast zur gleichen Zeit entwickelte Omar Yaghi das MOF - 5. Dieses Material ist nicht nur hitzebeständig, sondern hat auch eine erstaunliche innere spezifische Oberfläche (theoretisch kann die innere Porenfläche von wenigen Gramm MOF - 5 - Pulver der Fläche eines Fußballfelds entsprechen). Diese Eigenschaften übertrafen die Gasadsorptionsfähigkeit der meisten Materialien zu der Zeit.

Seitdem haben viele Investoren Interesse an der Entwicklung neuer Materialien bekundet.

Heute werden diese neuen Materialien allmählich vermarktet und finden Eingang in unser tägliches Leben.

Zum Beispiel hat das Team von Yaghi ein neues Material entwickelt, das Wasserdampf auffangen und in Trinkwasser umwandeln kann. Es kann in trockenen Wüstenregionen verwendet werden, um Wasser unter Nutzung erneuerbarer Energien zu sammeln.

Es kann auch direkt Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen und somit effektiv zur Erreichung der Kohlenstoffneutralität beitragen.

Im Gegensatz zu den Preisträgern der ersten beiden Preise, deren Forschungsrichtungen eher "bodenständig" waren, klingen die Arbeiten der Preisträger des Nobelpreises für Physik - John Clarke, Michel H. Devoret und John M. Martinis - eher fiktiv. Sie haben den Preis für ihre Beiträge zur Realisierung des makroskopischen Quantentunnelungseffekts und der Energiekquantisierung in elektrischen Schaltungen gewonnen.

Im Internet ist es populär, sagen zu können: Wenn man ratlos ist, wendet man die Quantenmechanik an.

Tatsächlich wurde angehalten, dass die scheinbar seltsamen Effekte der Quantenmechanik normalerweise nur auf sehr kleinen Skalen auftreten.

Die Preisträger des diesjährigen Nobelpreises für Physik haben diese Ansicht überwunden.

Es gibt eine berühmte Geschichte aus der Quantenmechanik. Im Alltag prallt man gegen eine Wand und wird verletzt, je nach der Stärke des Anstoßes. Wenn man einen Ball gegen die Wand wirft, prallt er zurück.

Aber in der winzigen mikroskopischen Welt kann ein einzelnes Teilchen direkt durch die "Wand" (ein äquivalentes Potenzial) hindurchtreten und auf der anderen Seite auftauchen. Dieses Phänomen wird "Tunnelung" genannt.

Von 1984 bis 1985 haben John Clarke, Michel H. Devoret und John M. Martinis durch eine Reihe von raffinierten Experimenten bewiesen, dass unter geeigneten Bedingungen auch makroskopische Systeme Tunnelung zeigen können (die Experimente sind schwer zu verstehen. Interessierte können sich selbst näher damit befassen).

Dieser Quanteneffekt hat ihre Vermutung bestätigt: makroskopische Quanteneffekte existieren tatsächlich.

Also arbeiteten sie fleißig weiter und beobachteten das System. Sie stellten fest, dass das aufgebaut System auch andere Eigenschaften der Quantenwelt aufweist.

Das bedeutet, dass unter geeigneten Bedingungen auch makroskopische Systeme quantenmechanische Eigenschaften haben können.

Stellen Sie sich vor, wenn Sie eines Tages ein makroskopisches Quantensystem werden, würden Sie dann wie Dr. Manhattan aus den DC - Comics?

Natürlich hat die Quantentechnologie noch nicht diesen Entwicklungsstand erreicht, aber sie lässt unser Fantasiegebäude fliegen.

Zum Beispiel hat John Martinis direkt supraleitende Schaltungen mit quantisierten Energieniveaus als Informationsbausteine, die heute als Quantenbits bekannt sind, verwendet und so Quantenchips und Quantencomputer entwickelt...

In Zukunft könnten es noch mehr Anwendungen wie Quantensensorik und Quantenrechner geben.

Vielleicht stimmt es tatsächlich: Wenn man ratlos ist, wendet man die Quantenmechanik an.

So