截至10月8日，今年诺贝尔奖的三大自然科学奖全部“尘埃落定”。拥有美国和英国双重国籍的科学家约翰·奥基夫与挪威科学家莫泽夫妇——梅-布里特·莫泽和爱德华·莫泽，因为发现“大脑内部的定位系统”——一种可以定位和导航的脑神经细胞而获得2014年诺贝尔生理学或医学奖；日本科学家赤崎勇、天野浩以及美籍日裔科学家中村修二，因发明为人类带来了新光明的高亮度蓝色发光二极管而获得了物理奖；美国科学家埃里克·贝齐格、威廉·莫纳和德国科学家斯特凡·黑尔，因打破了光学成像中长期存在的衍射极限，将荧光显微成像的分辨率带入到“纳米时代”而获得了本年度的化学奖。

　　与此同时，曾被汤森路透预测将获诺贝尔自然科学奖的加州大学伯克利分校教授钱泽南与杨培东、斯坦福大学教授张首晟、香港科技大学和美国罗切斯特大学教授邓青云等4位华裔科学家，最终与诺奖失之交臂。

　　那么，此次获得诺贝尔三大自然科学奖的研究发明，凭借什么最终抱得奖项归？4位华裔科学家的研究为何最终未能获奖？中国离获得诺贝尔自然科学奖还有多长的路要走？

　　诺贝尔自然科学奖的含金量几何

　　今年诺贝尔三大自然科学奖的核心内容是什么？它们为什么如此重要？这些发明将给人类的生活带来什么改变？

　　诺贝尔医学奖——

　　构成大脑定位系统的细胞的发现

　　“你可能发现自己或者身边的一些朋友不善记路，俗称路痴，其实年纪大的人路痴更严重，如果不幸得了老年痴呆，找不到家是经常的。相反，我们都很佩服出租车司机，在城市里绕来绕去都不会迷路。2014年诺贝尔生理或医学奖的研究告诉我们，路痴不是你的错，很可能是你的空间定位系统，也就是大脑中的GPS出了问题。该研究发现一些特殊的神经细胞构成了大脑中精巧的定位系统，充当你的内置GPS。”2014年诺贝尔生理或医学奖揭晓后，清华大学医学院教授洪波在微信公众号“赛先生”上发表了《新科诺奖揭示大脑中的GPS》一文，对2014年诺贝尔生理与医学奖进行了生动通俗的解释。

　　“赛先生”由国内外顶尖科学家——北京生命科学研究所资深研究员饶毅、清华大学医学院教授鲁白等主办，作者均为有影响力的华人科学家。饶毅表示，对今年的诺贝尔三大自然科学奖，“赛先生”都进行了解读。

　　发现“大脑内部的定位系统”的重要性何在？诺贝尔奖评选委员会在关于获奖成就的声明中指出，脑功能障碍是最常见的残疾原因，对患者和社会都会造成重大影响，但却一直未能发现有效的预防和治愈方法。以痴呆症患者为例，其大脑海马区神经细胞和大脑内嗅皮层细胞往往在早期就受影响，导致患者迷路并无法辨认外界环境。而此研究成果揭示了大脑如何创建周围空间的“地图”，如何在复杂的环境中定位路径。这可能帮助我们进一步了解人类大脑空间记忆的中枢机制，开启了人类对记忆、思考等认知过程理解的新篇章。

　　通俗一点来说，“这个研究发现，大脑中的海马非常脆弱，不能缺氧，睡觉打呼噜、颈动脉斑块都会导致海马缺氧萎缩，轻则路痴，重则老年痴呆。这个发现告诉我们，应该更关爱自己脑中的海马，应该保证充足的睡眠，留点时间让你的海马构建你的认知地图，以免迷失自己。”洪波表示。

　　诺贝尔物理奖——

　　高亮度蓝色发光二极管

　　“白炽灯照亮了20世纪，那么21世纪将是被蓝色发光二极管（LED）灯照亮的。”诺贝尔奖评选委员会在关于今年诺贝尔物理奖的获奖成就声明中这样指出。

　　复旦大学光源与照明工程系副教授张善端告诉记者：“蓝光LED是一项重大的发明，其核心内容是发出蓝光的氮化镓半导体材料和器件的制备方法。蓝光LED的发明之所以如此重要，是因为它是基于半导体发光的白光拼图中最重要的一块，既可以用蓝光激发绿光和红光荧光粉获得白光，又可以用多种颜色的LED芯片合成白光，带来了普通照明领域的一场革命。”

　　据了解，蓝光LED是一个长期性难题，曾令无数科学家铩羽而归。“在蓝光LED发明之前的30年内，红色和绿色的发光二极管已经发明，独缺合成白光的三原色中的蓝色。科学界和产业界主要关注基于硫化锌和硒化锌的发光材料，研究多年而无法获得高亮度蓝光LED。氮化镓晶体由于跟蓝宝石衬底材料的晶格失配很大，当时被认为不可能获得成功，而三位日本科学家通过研究氮化镓材料实现了突破。”张善端说。

　　如今，蓝色LED不仅为人类省去了10年内更换灯泡的麻烦，而且与人类的日常生活也密切相关。“包括现在手机的屏幕、室内室外显示屏幕、电视机和计算机屏幕、蓝光光盘等，都是用LED做的。”复旦大学物理系教授施郁说，“在很多缺少能源的地区，LED灯依靠当地的太阳能就能使用，相当于提供了一个低能耗、高效率的光源。”

　　诺贝尔化学奖——

　　将荧光显微成像的分辨率带入纳米时代

　　在上世纪的大部分时间里，光学显微技术都被全世界的科学家们认定，“永远不可能获得比所用光半波长更高的分辨率，光学显微镜无法观测到整体尺寸小于0.2微米的物体”。

　　“光学显微镜以前能观测到整个细胞和某些细胞器轮廓，但无法再看到更小的物体，如蛋白质分子在细胞内的相互作用。这就相当于只能看到城市的建筑，却无法看清在这些建筑中生活的人们。”诺贝尔化学奖评委如此阐释2014年诺贝尔化学奖，“此项发明将显微镜技术推向使用荧光分子的新台阶，从理论上突破此前‘尺寸小到无法研究’的极限，并催生了纳米显微镜，使人类得以研究更微小的世界”。

　　诺贝尔化学奖评选委员会认为，利用分子的荧光，科学家们可以监测细胞内部分子之间的相互作用，也可以观察与疾病相关的蛋白质聚合现象，在纳米世界里追踪细胞的分裂。

　　如今，纳米显微镜已在世界各地被广泛运用，人类每天都能从其带来的新知识中获益。北京大学生命科学学院生物动态光学成像中心研究员孙育杰也在“赛先生”上撰文表示：“今年诺贝尔化学奖打破了光学成像中长期存在的衍射极限，将荧光显微成像的分辨率带入纳米时代，让我们得以更精确地窥探微观世界，将为疾病研究和药物研发带来革命性的变化，也可以期待为世界上方兴未艾的脑计划提供关键支持。”