2021年诺贝尔奖已经颁布，其中自然科学领域的三大奖“生理学或医学奖”“物理学奖”“化学奖”备受关注。虽然科学家们的研究成果晦涩难懂，但这并不防碍我们从中学习几个高端大气上档次的自然科学基础概念。比如“受体”“复杂物理系统”和“手性分子”。

　　受体

　　2021年诺贝尔生理学或医学奖获奖者朱利叶斯利用辣椒中的辣椒素来识别皮肤神经末梢中对热有反应的传感器。另一位获奖者帕塔普蒂安也发现了一类可以对皮肤和内部器官中的机械刺激做出反应的传感器。简言之，他们都发现了人体对温度和触觉的感受器“受体”。

　　受体是一种生物大分子，它使得细胞能辨认和接收某一特定信号，同时把信号传递到细胞内部，导致类似疼痛、热和触摸等生物效应感知，相当于细胞门口的“传达室老大爷”。

　　例如，众所周知，“辣”不是一种味觉而是一种痛觉，那么“辣”是如何使人感到疼痛的呢？原因在于“辣椒素受体（TRPV1）”在机体感觉到疼痛的温度下能被激活。同时，细胞系当中单个细胞被微管戳到时会发出可测量的电信号。也就是说，“辣”引发了灼热感，而“热”通过受体在神经系统中诱发了电信号，疼痛因此而至。

　　复杂物理系统

　　2021年诺贝尔物理学奖的获奖者有三位，其中真锅淑郎与克劳斯·哈塞尔曼的研究，证明了地表与大气温度升高与人类排放的二氧化碳之间的关联。帕里西则发现了明显的随机现象如何受隐秘法则的支配。他们都揭示了“复杂物理系统”背后的奥秘。

　　物理学世界存在着很多“复杂系统”，大到多变的天气，小到金属中的原子运动等。它们介于秩序现象与无序现象（混沌）之间，混乱随机难以揣摩。蝴蝶效应就是其中的一种，另一种对人类至关重要的复杂系统是地球气候。真锅淑郎在构建气候模型的测试中，发现当二氧化碳水平翻倍时，全球温度上升超过2℃。同时，克劳斯·哈塞尔曼将混乱变化的天气现象作为快速变化的噪声纳入计算。帕里西则发现超复杂和混乱的系统“自旋玻璃”，为研究复杂系统提供了物理模型，使人类在研究复杂物理系统方面迈出了艰难的一小步。

　　手性分子

　　本亚明·利斯特和戴维·麦克米伦获得2021年诺贝尔化学奖的理由是“在不对称有机催化研究方面的进展”。他们各自独立开发出一种分子构建工具，使化学合成变得更“绿色”。其中的蛋白质酶在不对称催化方面，可合成手性分子。

　　手性分子是指与其镜像分子不能互相重合的、具有一定构象的分子，就像“左手”与“右手”。同样的化学反应同时生成的手性分子很可能特性迥异，假设“左手”有益，“右手”就可能有毒。这就需要不对称催化来控制反应。利斯特在测试中，发现催化剂“脯氨酸”在驱动不对称催化时，在两种可能的手性分子产物中会使其中一种占主导。麦克米伦也发现，有机催化剂在两种可能的手性分子产物中，其中一种能占产物的90%以上，从而使化学合成的结果偏向可控。（本报综合）