WLA科学家说丨教物理的体育老师,拿到了诺贝尔化学奖

原创 WLA上海中心 世界顶尖科学家论坛

“你的物理是体育老师教的吗?”

“是的,他拿了诺贝尔化学奖。”

这是模仿的段子,但有真实的原型。2002年诺贝尔化学奖得主库尔特·维特里希(Kurt Wüthrich),是一位狂热的运动爱好者,即使年过半百,仍然活跃在足球场。他担任过体育老师和滑雪教练,还因此收获了爱情和家庭。

而在科学领域,他的研究横跨数学、物理、化学、生物。他获得了化学博士的学位,之后的研究转向生物物理学。他曾经在中学教授过物理和化学课,现任瑞士苏黎世联邦理工学院分子生物物理学教授、美国斯克利普斯研究所结构生物学教授。他因“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”获得2002年诺贝尔化学奖。

库尔特·维特里希(右一)获得诺贝尔化学奖

图 | nobelprize.org

童年生活奠定人生基调

1938 年10月4日 , 维特里希在瑞士阿尔贝格出生。童年时代,他住在满是农田、森林和河流的小镇上。维特里希的母亲家经营一家餐厅面包店;他的祖父喜欢钓鱼和狩猎,祖父的炖野兔在当地是广为人知的秋季佳肴。

童年的生活环境,为维特里希奠定了人生的两大主基调——科学和体育。他的家庭居住在历史悠久的农舍中,生产各种各样的农产品,与动植物的亲密接触唤起了维特里希对自然科学的兴趣。维特里希本打算成为一名森林工程师,虽然后来改变了主意,但他仍然喜欢照看家族森林——从祖父辈开始,他们一家三代人在这里植树。

瑞士有山有湖的自然环境,令维特里希成为户外运动的爱好者。他是滑雪迷,可以天天泡在滑雪场,乐在其中。他还喜欢钓鱼,是新西兰怀蒂昂格(Whitianga)水星湾钓鱼俱乐部会员,该俱乐部的知名会员包括名作家欧内斯特·海明威(Ernest Hemingway)和赞恩·格雷(Zane Grey )等。

库尔特·维特里希参加世界顶尖科学家论坛 图 | WLF

想当体育老师的科学特优生

1952年,维特里希从乡村学校转到城里的高中就读。受二战影响,许多欧洲国家的大学教授到中立国瑞士避难,维特里希因此得以在中学时就遇到许多优秀导师,他成为了七名按大学教育水准学习数学和物理的“自然科学”的特优生之一。之后,他进入伯尔尼大学学习,并拿到了数学、物理和化学的硕士学位。

然而,这位特优生最初的职业规划,却是既能上科学课,又能带体育课的中学老师。维特里希回忆说:“自然科学对我来说一直都很有趣,但我一直坚定地认为自己将成为与体育运动高度相关的高中老师。”

因此,在就读大学期间,维特里希每年冬天都会在瑞士的山地度假区担任滑雪教练。1959年到1965年,维特里希在高中兼职任教,先后在三所中学分别教授物理、化学和体育。

1962年到1964年,维特里希在巴塞尔大学度过了最后的学生时光。他获得了化学博士学位,但主修的却是体育——包括每周约25小时的高强度体育锻炼,以及人体解剖学和生理学的医学预科课程。

虽然体育最终没有成为维特里希的终生职业,却令他收获了爱情和家庭。1961年,当他在伯尔尼度假区担任滑雪教练时,他遇到了他的妻子玛丽安·布里纳(Marianne Briner)。他们于1963年结婚,之后儿女成双。

库尔特·维特里希参加世界顶尖科学家论坛 图 | WLF

跨领域研究导向诺奖成果

在维特里希的学生时代,核磁共振光谱学才刚被引入作为化学分析工具,分子生物学还尚未确立为独立学科,最初的三维蛋白质晶体结构也刚出现。他在伯尔尼大学学习的课程组合,为他后期科学生涯打下了良好基础。

完成博士课程后,维特里希在巴塞尔度过了一年,专注于溶液中金属配合物的电子顺磁共振(EPR)研究。1965年春,维特里希一家搬到美国,在加州大学伯克利分校开展博士后研究。

1966年在伯克利开展博士后研究

图 | nobelprize.org

1969年10月,维特里希回到瑞士,加入苏黎世联邦理工学院(ETH),和化学工程师鲁道夫·鲍曼(Rudolf Baumann)、研究固态EPR的物理学博士雷格拉·凯勒(Regula Keller)等科学家一起工作,1973年,后来成为哈佛医学院教授的研究生格哈德·瓦格纳(Gerhard Wagner)加入研究小组。

苏黎世联邦理工学院 图 | ETH

这种跨学科领域的小组合作,被维特里希视为科学突破的关键。“能够长期保持与各学科优秀青年科学家的伙伴关系,是传统欧洲体系下高级教员的独特优势,这是我们研究计划取得成功的关键因素。”他说。

1977年,维特里希首先将二维核磁共振的方法用于生物高分子,研究氨基酸和牛胰胰蛋白酶抑制剂,在此基础上发展了用二维核磁共振对蛋白质1H-NMR的单个谱峰全部识别的方法,并不断拓展和完善。2002年,维特里希因“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”,获得诺贝尔化学奖。

推动国际科学交流合作

1975年,维特里希当选为国际纯粹与应用生物物理学联合会(IUPAB)的成员,随后成了秘书长,同时又当选为国际科学联合会(ICSU)“总委员会”及ICSU常务委员会成员。维特里希到世界各地开展IUPAB业务,这样的工作模式令他结识了许多之前仅在教科书上看到过名字的知名科学家。他参与了IUPAB和ICSU支持发展中国家的科学家计划,在非洲、远东和拉丁美洲组织暑期学校和专题讨论会。

维特里希还推动了中国科学界融入国际学术组织的进程。“最有先见之明的一次谈判,莫过于1980年至1983年间,有关中国大陆和中国台湾地区在国际科学组织中联合遵守准则的会谈。”这为中国成功加入IUPAB以及其他国际科学组织奠定了基础。

维特里希与中国的缘分不止于此。2013年,维特里希受聘成为上海科技大学第一位特聘教授;由于在推进中国科学研究和国际交流方面做出的突出贡献,维特里希教授先后获得2017年上海市国际科学技术合作奖和2020年白玉兰纪念奖,并于2018年获得了中国“绿卡”,即外国人永久居留身份证。

库尔特·维特里希获得了中国“绿卡” 图 | 澎湃新闻

特约撰稿 张泽茜