科普征文大赛

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1933年，英国的一家化工厂在无意之中研制出了聚乙烯，这是人类第一次合成出可以在工业上使用的化合物材料；1965年瑞典Celloplast公司工程师斯滕·古斯塔夫·图林设计开发出人类首个一体式聚乙烯塑料袋并申请了相关专利，至此之后，塑料袋成为在地球上无所不在的一种产品，它的身影遍布全世界，从海底的最深处到珠穆朗玛峰顶峰再到极地冰盖下，都发现了塑料的踪迹。

斯滕·古斯塔夫·图林发明塑料袋的初衷是因为相较于纸袋塑料袋不容易因为潮湿而拉扯破损，并且还可以重复使用，从而能减少树木砍伐。但是事与愿违，据估计超过半数的塑料袋并没有实现“重复使用”的设计初衷，很多的塑料袋被随意丢弃在大自然中。据联合国统计，现在全球塑料袋的年产量达到一万亿个，塑胶袋带来的白色污染，给人类脆弱的环境带来了严峻的挑战。如何解决塑料袋带来的白色污染一直是科学家不断研究的课题。

目前全世界最常见的塑料材料为“聚乙烯对苯二甲酸酯”(PET)，它被广泛应用于衣料、瓶装水和食物包装上。而PET在自然条件下需要数百年的时间才能被分解，这会对环境造成难以估计的破坏。不过最近，日本的一个研究团队发现了一种爱“吃”PET的新型细菌---“大阪堺菌”。

“大阪堺菌”是由日本京都工艺纤维大学小田耕平和庆应义塾大学宫本健二带领的研究团队在日本堺市的一个垃圾回收设施附近采集被PET污染的沉淀物样本时无意间发现的。

大阪堺菌对降解PET塑料具有非常重要的意义，在该细菌之前，人类还没有发现任何生物体能够将PET作为主要的碳和能源来进行降解，作为一种循环利用和生物修复方法，大阪堺菌的出现让“PET的生物降解”成为可能。

那么大阪堺菌是如何消化PET的呢?

这个细菌中有两种酵素参与PET的分解。

如此一来，PET变回原本组成的单体，细菌也将进一步把它分解，最终以二氧化碳、水的形式回到自然界的元素循环，而细菌则从中获取能量以供生存。

尽管该细菌分解PET的速度非常慢慢，但科学家发现，经过某种基因工程改造后，可以让细菌的分解速度成倍增加。目前，英国朴次茅斯大学国家可再生能源实验室（NREL），正在重新研究大阪堺菌。该研究团队利用同步加速器来研究PET水解酶和MHET水解酶的原子结构，在同步加速器的帮助下，研究团队获得了这两种酶的3D结构，以及两种酶之间的作用联系。随后，研究团队将该细菌的PET水解酶和MHET水解酶以物理连接的方式而连接起来，从而使得该细菌分解PET的效率增加了6倍。

不过，大阪堺菌离真正的实用化还有很长的路要走，现在我们急需解决的是如何实现大量生产，以及未来如何应用的问题。我相信，通过科学家们的努力，在未来利用基因工程，一定能找到让PET分解更快速的方法。

写在最后：

虽然此次发现的此类微生物和酶未来确实可以帮助人类解决我们所面临的塑料污染问题，但是人类不应该将其视为最终解决方案，解决塑料污染的最科学的方法应该是降低塑胶使用量、在未来科学统筹各种材料的利用，保护好地球环境，才是我们的首要目标。

本文系郑州市首届少儿科普征文大赛投稿入选作品

作者： 蒋丹丹

观点仅代表作者本人，不代表本号立场

上一回说了对科学家最大的奖赏就是以姓氏命名物理单位，那么还有没有真正的奖项呢？

在诺贝尔奖之前，还有真正的科学大奖，不过不是土豪设立的，而是国家设立的。

其中最负盛名的是法国科学院的学院征文大奖和英国皇家科学院的科普利奖章。

法国科学院的学院征文大奖要略早于科普利奖章，可以说是世界上第一个世界性的科学大奖，成立于1721年，其主旨却不是为了探寻自然的奥秘，而是鼓励学者为国家做贡献，这就决定了大奖偏向于应用科学，一般由法国科学院出题，并限定交稿日期，最后由评审团决定大奖归属。

最初法国科学院的学院征文大奖确实有点过于实用，例如“如何在船上放置桅杆”，这个问题有一个年轻人获得了三等奖，他就是著名的欧拉。拉瓦锡也曾就“路灯的改造方案”提出解决方案，很可惜并没有获奖。

不过很快征文大奖就纠偏了，开始探讨一些基本的科学理论，而且也诞生了科学史上最大的打脸事件。

1818年，征文大奖的题目定为光的衍射，在此之前，光的波动说微粒说已经争了近百年，微粒说的代表人物是一代天骄牛爵爷，波动说的代表人物是法国科学院掌门人惠更斯，由于爵爷的江湖地位，微粒说占据上风，波动说节节败退，而托马斯.杨的双缝实验，似乎给波动说带来了一丝曙光，征文大奖把衍射作为题目，也有点为自家平反的意味。

当时的土木工程师菲涅尔刚刚转行到光学不久，已经崭露头角，在大赛之前就已经做出了解答，认为光是一种波，具有衍射现象，这次适逢其会，就早早交卷，等待专家评审委员会的裁决。

这次评审委员会的首席专家是大名鼎鼎的泊松，而泊松是一个坚定的微粒说支持者，对于菲涅尔的答案嗤之以鼻，并且计算得出，如果菲涅尔的理论正确，如果在光束的传播路径上，放置一块不透明的圆板，由于光在圆板边缘的衍射，在离圆板一定距离的地方，圆板阴影的中央应当出现一个亮斑，在当时来说，这简直是不可能的，即便现在看来，这也有点不可思议。

少年菲涅尔之前也没有想到自己的理论会有这么一个神奇的结果，因为要计算出这个亮斑需要高深的数学技巧，而泊松是当时最负盛名的数学家，得出这个结论自然是易如反掌。

但是菲涅尔还是接受了挑战，经过精心的实验，终于到了见证奇迹的时刻，在圆板阴影的中心居然真的出现了一个亮斑，而这个亮斑因此也被称为“泊松亮斑”，这个事件也就成了科学史上最大的打脸事件。

泊松作为光的微粒说的坚定支持者亲手瓦解了微粒说，自此光的波动说大行其道，光的微粒说土崩瓦解，直到爱因斯坦出世才重新挽回些许颜面，但那时光的粒子说已经和当初的微粒说完全不同了。

看到邻居在科学界玩得这么风生水起，“日不落帝国”自然是心里不爽，更何况“千秋万载，一统江湖”的牛爵爷刚刚辞世，哪能任由他人染指爵爷的武林至尊地位。

法国征文大奖设立十年后，英国皇家科学院也设立了科普利奖，作为武林盟主，科普利奖起点就比法国高，首先科普利奖针对的是理论研究，彰显了英国皇家科学院的高逼格，其次，在凡俗看来也是最重要的，科普利奖是给钱的，每年100英镑，这笔钱太多了，足以在伦敦买套房。

不过英国皇家科学院不善理财，到今天也才区区5000英镑，已经远不如诺贝尔奖财大气粗。

不过遗憾的是，牛爵爷依然没有获得这个科学史上最古老的奖章，因为当时他已经回到了上帝的怀抱，否则以爵爷的学阀作风，在他主政皇家科学院的二十多年里，他还不得领上十几次，剩下的几次也得颁给他的亲信，不过爵爷也配得上十几次奖章。

但凡科学史上的巨擘，基本上都曾获得科普利奖章，例如富兰克林、卡文迪许、焦耳、伏特、法拉第、高斯、门捷列夫、达尔文、摩尔根、巴甫洛夫、亥姆霍兹、普朗克玻尔、狄拉克，这个名单太长了，科普利奖章的历史就是一部科学史，在他熠熠生辉的名单中还包括科学界的娱乐明星——爱因斯坦和霍金。

正是这两个伟大的奖项，撑起了近代科学的发展，才人辈出，一批天才少年闪亮登场，在英法两国的学术竞赛中，人类构建起了完备的科学体系，开创了伟大之途。

如果说影响力和对人类的贡献，这两个奖项都可以秒杀后起之秀诺贝尔奖，而且他们还有一个共同点，就是不排斥数学家。

为什么诺贝尔奖会排斥数学家呢？数学家到底怎样才能获得诺贝尔奖呢？且听下回分晓。

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