最小机器最大奖：2016年度诺贝尔化学奖揭晓

【新闻事件】：诺贝尔奖评审委员会星期三将化学奖颁发给让皮埃尔·索维奇、詹姆斯·弗雷泽·斯托达特和伯纳德·费伦加等三位科学家，奖励他们在开发分子机器上做出的贡献。虽然现在尚无实际应用但瑞典皇家科学院说分子机器与工业革命年代电动机类似，当时人们看到各种曲柄和齿轮也不知用途到底有多大。

【药源解析】：今年诺奖说是奖励分子机器的发明，更准确的说是分子机器零件的发明。最先进的分子机器现在也没什么大用，费伦加的分子汽车加了10次油跑了6纳米，倒是没有噪音和尾气。其他两位化学家主要贡献是用化学方法设计合成了一些超分子零件。和DNA等生物分子靠分子间弱相互作用不同，这些分子零件靠所谓的机械键接在一起，一般条件下不会散架子。和坚固的共价键和离子键不同，机械键并不是真正的化学键而是通过立体阻碍把特殊形状的分子连在一起。

微观世界和宏观世界完全不同。微观世界里的分子在不停地运动，所以动力不是问题。但微观运动是随机的，没有方向性，也没有控制系统，所以这类运动和机械运动完全不同。如果把溶液里每个分子比作一辆汽车，那每辆汽车都可以因为布朗运动到达容器内的任何空间。事实上所有分子间反应都是分子车祸的结果。很多重排反应也涉及分子空间相对位置的变化，但这时分子也发生了变化，更像变形金刚，而不是改变环境的机器。分子机械可以通过外部输入完成类似机械的功能，如定向移动或运输货物。另外分子世界有一些与宏观世界直觉相悖的规律设计时要考虑。比如在微观世界走盘山公路和直接从山谷里开上去难度是一样的，因为能垒高度而不是能量曲线形状决定化学过程速度。

这些分子零件是由两个以上分子组成的各种复合体。输入能量（光、电、热）后引发化学反应（通常是可逆的异构化反应）而改变分子形状，如果多个零件同时以同一方式改变形状则可以在某些表面定向移动。也有分子开关、镊子等其它机械。现在这些分子机械和生物体消耗ATP驱动的分子机器比（如获今年医学奖的自噬反应机械系统），无论从功能、设计精巧程度、和效率都无法相提并论。理论上讲人工设计的分子机器可能作为治疗手段代替人体破损的天然动力蛋白，但利用生物体DNA、RNA系统的基因和mRNA疗法应该效率更高。

诺贝尔遗嘱指出该奖授予对人类有贡献的发现发明，所以有人说给尚未改变人类生活的分子机器有点过早，但是这些纯粹的基础研究长远看几乎肯定会有实际应用。因为我们已有知识和未知比如沧海一粟，没人能预测100年以后会是什么情况，如同现在临床前没人能预测哪个项目会成为下一个检查点抑制剂。长期看兴趣驱使和有转化目标的基础研究各有千秋，前者更具颠覆性，后者更可控。任何与已有技术完全不同的新发明几乎可以肯定在未来某个阶段会成为新技术的重要组成部分。祝贺这三位杰出的化学家！

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