蓝色钻石

天然蓝色钻石十分罕见，属于 Ⅱb型。天然蓝色钻石不含氮元素，但含极少量的硼元素。硼原子在钻石的晶体中产生一个受子能带。受子能带能够吸收近红外辐射和长波的可见光，因而使钻石呈现蓝色。受子能带与价带之间的能差很小，价带电子在热的作用下即可跃迁到受子能带，使钻石导电，所以蓝色钻石是半导体。

辐射所产生的GR1色心也会使不含氮的无色Ⅱa型钻石产生饱和度较低的蓝色。这种GR1致色的蓝色钻石不含硼，它的红外吸收光谱不具典型的蓝色钻石的吸收峰。

图3-6 北极光彩色钻石珍藏中的一颗艳蓝色钻石（Tino Hammid/Courtesy of Aurora Gem Collection）

图3-6为北极光彩色钻石珍藏的一颗1.19ct的艳蓝色钻石。蓝色钻石稀有，高饱和度的蓝色钻石更少，饱和度能达到如此之高的蓝色钻石可谓瑰宝。北极光彩色钻石珍藏中有好几颗蓝色钻石的饱和度都很高，达到艳的级别。

合成钻石时加入适量的硼元素即可产生蓝色。在合成钻石过程中，主要是在装填原料时空气中的氮分子会残留其中，所以合成蓝色钻石往往带有绿色。合成蓝色钻石所呈现的偏绿色调是由离散氮元素对短波可见光吸收所造成的。

在所有钻石中最具有传奇和悲剧色彩的是蓝色“霍普”（Hope）钻石（图3—7）。“霍普”钻石的原石产自印度，由法国的旅行探险家塔维涅于 1668年带回法国献给了路易十四世。原重110.5ct呈不规则形状的“塔维涅”蓝钻被法国皇家钻匠重新切割成76.13ct的心形。此后不久法国皇家就不幸连连。在法国大革命期间，这颗蓝色钻石在皇宫被盗，送到英国被切割成现在的45.52ct古典垫型。于1830年，该蓝色钻石被银行家霍普以约18000英镑购得，从此被冠以“霍普”之名。后霍普因赌博导致破产，“霍普”钻石也在1901年被迫出售。后来经珠宝商卡帝亚，“霍普”钻石转手到美国报业大亨麦克林。麦克林得到这颗“霍普”钻石后不幸接连而至，麦克林太太去世后两年，在1949年“霍普”钻石由温斯顿以176920美元购得。1958年，温斯顿用普通邮件将“霍普”钻石寄到史密森尼博物院。这颗有过“魔咒”的“霍普”蓝色钻石从此便静静地陈列在史密森尼博物院的温斯顿展厅，供人观赏。尽管有人把1958年以后美国所有的天灾人祸都归咎于这颗蓝色的“霍普”钻石，且更多的人视它为自然的杰作，欣赏它无与伦比的颜色与魅力。

2007年10月8日一颗6.04ct的蓝色钻石在苏世比的香港拍卖会上以798万美元的价格被英国伦敦穆塞耶夫珠宝公司（Moussaieff Jewellers）购得，创造了钻石的132万美元/克拉的新记录。这颗6.04ct蓝色钻石的颜色为彩艳蓝色（Fancy Vivid Blue），净度为内部无瑕（Inter nal Flaw less）。据报道，这颗蓝色钻石可能来自南非的第一矿（Prem ier M ine）。

图3-7 霍普钻石

（刘严摄影/藏收于史密森尼博物院）

艳蓝色，重45.52ct，是世界上最著名的蓝色钻石，也是最具有悲剧传奇的钻石

图3-8 著者收藏的一颗蓝色合成钻石

（刘严摄影/刘严收藏）

其颜色是由搀杂的硼元素造成的

图3-9 蓝色钻石及其原石（Robert Weldon/Courtesy of Aurora Gem Collection）

     不是只有她一个人。

     从某种意义上讲，一个人一生能获一次诺贝尔奖就可谓功成名就，不虚度此生了。能两次获得诺贝尔奖的人不说绝无仅有，也可谓真正意义上的凤毛麟角。 这样的“凤毛麟角”全世界只有数得着的几位：

     波兰裔法国女物理学家、化学家居里夫人，因发现放射性物质和发现并提炼出镭和钋荣获1903年诺贝尔物理学奖和1911年的化学奖。

     1898年7月，居里夫妇向科学院提出《论沥青铀矿中一种放射性新物质》，说明发现新的放射性元素84号，比铀强四百倍，类似铋，居里夫人建议以她的祖国波兰的名字构造新元素的名称钋（polonium）。从此居里夫妇密切合作，共同研究，建立最早的放射化学工作方法。

      1902年，经过三年又九个月的提炼，居里夫妇从数吨残渣中分离出微量（一分克）氯化镭RaCl2，测得镭原子量为225，后来得到的精确数为226。1903年，居里夫妇和贝克勒尔共同荣获诺贝尔物理学奖。

     1911年，因分离出纯的金属镭而获诺贝尔化学奖。

      美国物理学家巴丁因发明世界上第一支晶体管和提出超导微观理论分获1956和1972年诺贝尔物理学奖。

       1947年巴丁和其同事W·H·布喇顿共同发明第一个半导体三极管，一个月后，W·肖克莱发明PN结晶体管。这一发明使他们三人获得1956年诺贝尔物理学奖，巴丁并被选为美国科学院院士。

     巴丁和L·N·库珀、J·R·施里弗合作，于1957年提出低温超导理论(BCS理论)，为此，他们三人被授予1972年诺贝尔物理学奖。

     美国化学家鲍林因为将量子力学应用于化学领域并阐明了化学键的本质、并致力于核武器的国际控制并发起反对核实验运动而荣获1954年的化学奖和1962年的和平奖。

     1954年因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖。

     由于鲍林对和平事业的贡献，他在1962年荣获了诺贝尔和平奖。

     英国生物化学家桑格由于发现胰岛素分子结构和确定核酸的碱基排列顺序及结构而分获1958和1980年的诺贝尔化学奖。

      桑格完整定序了胰岛素的氨基酸序列，证明蛋白质具有明确构造，于1958年获得诺贝尔化学奖。

     1975年时，桑格发展出一种技术来测定DNA序列，这种方法称做“桑格法”。两年之后，他利用此技术成功定序出Φ-X174噬菌体的基因组序列。这也是首次完整的基因组定序工作。他所发明的技术比起当时其他方法使用了较不具毒性的材料。主要是先进行PCR，利用DNA引子和DNA聚合酶使DNA链得以展开复制，再利用双去氧核苷酸来终止DNA链的合成。实验会使不同序列的DNA带有不同长度，使其得以经由电泳来做分析。

     这项研究后来成为人类基因组计划等研究得以展开的关键之一，并使桑格于1980年再度获得诺贝尔化学奖，与桑格合作研究的沃特·吉尔伯特，以及另一团队的保罗·伯格（Paul Berg）也一同获奖。

      获诺贝尔奖的夫妇

      除了2014年获奖的挪威夫妇，之前还有四对夫妻获得过诺贝尔奖。其实夫妻一起做科学研究的好处多多。美国国家科学基金会2010年调查显示，具有博士学位的已婚人士中，超过1/4的人的伴侣也供职于科学或工程学领域。合作是研究的关键，他们能够像今年诺贝尔生物或医学奖得主莫泽夫妇一样，不断地交流、启发彼此，也更了解彼此的个性和行为，理解彼此工作中的难处。很多也是在交流工作的时候情感突飞猛进的……

     而且，一起进行研究、跑野外，一起做实验，一起攻克各种难题，难道也不是像打怪一样有趣而浪漫的事情嘛？  

     皮埃尔·居里和玛丽·居里夫妇。

     首开先河且最负盛名的莫过于居里夫妇，皮埃尔·居里和玛丽·居里，两人一起获得了1903年的物理学奖，“以表彰他们研究贝克勒尔教授发现的电离辐射现象时做的非凡工作”，夫妇俩和亨利·贝克勒尔共同获得。他们在1902年提炼出了十分之一克极纯净的氯化镭，并准确地测定了它的原子量，从此镭的存在得到了证实。

     伊雷娜•约里奥-居里和弗雷德里奥•约里奥夫妇。 

      居里夫妇的女儿，伊雷娜•约里奥-居里和丈夫弗雷德里奥•约里奥一起，因为对人工放射性的研究而获得1935年诺贝尔化学奖。

    卡尔·科里和格蒂·科里夫妇。

    他们均为1947年诺贝尔生理学或医学奖得主；科里夫妇在布法罗对糖代谢的研究导致了1929年对科里循环的定义以及1947年颁发的诺贝尔奖。两个人是同龄人，而且是老乡，双双考入了布拉格大学，双双博士毕业，双双离开二战前夕的欧洲去了美国，然后双双获奖。

     贡纳尔·默达尔与阿尔瓦·米达尔夫妇。

      贡纳尔·默达尔1974年与弗里德里希·哈耶克一同获得诺贝尔经济学奖，诺贝尔奖委员会称此奖是要“表扬他们在货币政策和商业周期上的开创性研究，以及他们对于经济、社会和制度互动影响的敏锐分析。他的妻子米达尔在世界核裁军运动中所做出的贡献获1982年诺贝尔和平奖金。

     迈-布里特·莫泽和爱德华·莫泽夫妇。

      2014年诺贝尔奖生理学或医学奖得主为英国科学家约翰-欧基夫、挪威夫妇梅—布莱特和爱德华—莫索尔，以表彰他们发现了大脑中负责定位系统的细胞。迈-布里特·莫泽和丈夫爱德华·莫泽都是挪威心理学家、神经科学家，是诺贝尔奖史上第五对获奖的夫妻。

     获诺贝尔奖的父子

    诺贝尔奖的地位不言而喻，它是多少国家几代人梦寐以求的奖项。然而，从1915年布拉格父子分享诺贝尔物理学奖，到2006年罗杰·科恩伯格独享诺贝尔化学奖，诺奖的历史上竟诞生了六对“诺贝尔奖父子”。

这样的奇迹和神奇的家庭引发了人们对这些特殊科学家家族的浓厚兴趣。他们是些什么样的人？有着什么样的家族基因？又凭借什么样的精神传统，使得父子两代在科学探索领域获得如此成就，在世界科学史上书写下醒目的一笔？

    父亲亨利·布拉格（1862～1942）儿子劳伦斯·布拉格（1890～1970）分享了1915年的诺贝尔物理学奖

      1909年，威廉·布拉格到利兹大学担任卡文迪许物理教授。他在这里继续X射线研究，并大获成功。他发明了X射线分光计，并与他的儿子威廉·劳伦斯·布拉格创立了用X射线分析晶体结构的新学术领域。这项技术的应用为稍后DNA双螺旋结构的发现奠定了基础。正是由于这项成就，1915年父子两人一同被授予诺贝尔物理学奖。

       父亲J.J.汤姆逊（1856～1940）1906年独享诺贝尔物理学奖

儿子乔治·汤姆逊（1892～1975）1937年分享诺贝尔物理学奖

      1897年约瑟夫·约翰·汤姆逊在研究稀薄气体放电的实验中，证明了电子的存在，测定了电子的荷质比，轰动了整个物理学界。1906年荣获诺贝尔物理学奖。

     约瑟夫·约翰·汤姆逊因在气体放电的理论和实验研究中所作出的杰出贡献获奖，他称X射线使气体导电的现象为“电离”，并首先提供了电子存在的直接证据，打破了“原子是物质结构最小单位”的观念，揭示了电的本质。同时，电子是人类发现的第一个基本粒子，它的发现使人们对物质世界的认识向前迈出了一大步，因此发现电子的J.J.汤姆逊被后人誉为“最先打开通向基本粒子物理学大门的科学家”。   

       他的儿子乔治·汤姆逊因实验上发现电子在晶体中的干涉现象，与戴维逊分享了1937年度的诺贝尔物理学奖金。

       父亲奥伊勒·歇尔平（1873～1964）1929年分享诺贝尔化学奖

儿子乌尔夫·奥伊勒（1905～1983）1970年分享诺贝尔生理学或医学奖

        奥伊勒·歇尔平系统地把发酵过程、酶化学及其他化学的规律综合在一起，写成了一本著名的“酶化学”书。他还从酶出发，研究了医学和遗传学问题，发现酶抑制剂和酶的结合能生成十分稳定的络合物，这种络合物不仅可以减低或破坏酶的活力，还可以降低酶促反应的速度。这一发现对医学、工农业生产与科学实验都有重要的意义。由于奥伊勒·歇尔平在酶化学上的杰出成就，他和阿瑟．哈顿一起获得了1929年的诺贝尔化学奖。

     1970年诺贝尔生理或医学奖是由美国科学家朱利叶斯·阿克塞尔罗德，瑞典科学家乌尔夫·冯·奥伊勒和英国科学家伯纳德·卡茨爵士共同分享，以表彰他们发现神经末梢中的体液性传递物质及其贮存、释放和抑制机理。

   父亲尼尔斯·玻尔（1885～1962）1922年获物理学奖。

　 儿子阿格·玻尔（1922～2009）1975年分享物理学奖。

    1921年，玻尔发表了《各元素的原子结构及其物理性质和化学性质》的长篇演讲，阐述了光谱和原子结构理论的新发展，诠释了元素周期表的形成，对周期表中从氢开始的各种元素的原子结构作了说明，同时对周期表上的第72号元素的性质作了预言。

   1922年，第72号元素铪的发现证明了玻尔的理论，玻尔由于对于原子结构理论的贡献获得诺贝尔物理学奖。

    1975年，阿格·尼尔斯·玻尔、北欧理论原子物理研究所的本·R·莫特尔森和哥伦比亚大学的利奥·J·雷恩沃特三人因发现原子核内集体运动和粒子运动之间的联系以及基于这一联系而发展的原子核结构理论而分享诺贝尔物理学奖。

父亲卡尔·西格巴恩（1886～1978）1924年获物理学奖。

儿子凯伊·西格巴恩（1918～2007）1981年分享物理学奖。

     1921年，卡尔·西格巴恩设计了研究光谱用的真空分光镜，然后用他所发明的分光镜来观察X射线光谱，用摄谱仪摄下光谱照片。利用这种方法，他确定了各种不同元素吸收X射线的性能。

1924年，西格巴恩同他的合作者一起，用棱镜演示X射线的折射获得成功，从而完成了伦琴的使命，他获得1924年的诺贝尔物理学奖。

    1981年，凯伊·西格巴恩因在光谱学方面的突出成就，与另外两位科学家分享了1981年度诺贝尔物理学奖。

      父亲阿瑟·科恩伯格(1918年～2007)1959年分享生理学或医学奖。

　   儿子罗杰·科恩伯格(1947年～)2006年独享化学奖。

       阿瑟·科恩伯格在20世纪50年代中期用实验证明DNA的复制并分离了复制所需的酶，这集中反映在他于1956年发表的著名论文《脱氧核糖核酸的酶促合成》一文中，他因此于1959年获得诺贝尔生理学和医学奖。

     罗杰·科恩伯格因其对“真核转录的分子基础所作的研究”而荣获2006年诺贝尔化学奖。他有关真核转录的研究第一次将基因的这一转录过程细致地描述下来，使了解基因的转录过程成为可能，了解基因转录在医学研究中起着决定性的作用。

       获诺贝尔科学奖的华裔科学家

      李政道，杨振宁，1957年获诺贝尔物理学奖，李政道时年31岁，杨振宁时年35岁；

      丁肇中，1976年获诺贝尔物理学奖，时年40岁；

      李远哲，1986年与哈佛大学博士及多伦多大学博士同获诺贝尔化学奖，时年50岁；

      朱棣文，1997年获诺贝尔物理学奖，时年49岁；

      崔琦，1998年与德国科学家霍斯特·施特默和美国科学家罗伯特·劳克林获诺贝尔物理学奖，时年59岁；

      钱永健，2008年获诺贝尔化学奖，时年56岁；

      高锟，英籍华人，2009年获诺贝尔物理学奖，时年76岁。

      诺贝尔科学奖女性获得者

      诺贝尔奖自1901年颁发到2014年的百余年间，共有575名科学家荣获了诺贝尔科学奖（生理学或医学奖、物理学奖及化学奖），而女性仅有17位，占比不到3%，其中居里夫人是唯一一位两次获得诺贝尔奖的女性。屠呦呦是唯一获得诺贝尔科学奖的亚洲女性科学家。

     玛丽·居里（Marie Skłodowska-Curie ，1867-1934年）世称“居里夫人”，法国著名波兰裔科学家、物理学家、化学家，是首位诺贝尔奖女性得主。1903年，因为对放射性现象所作出的卓越研究工作，与丈夫共同获得获物理学奖 ；1911年因为发现放射性元素镭和钚，获得诺贝尔化学奖；

伊雷娜·约里奥-居里（Irène Joliot-Curie，1897-1956）， 法国物理学家，与其夫弗雷德里克·约里奥-居里一同因为对人工放射性的研究而获得1935年诺贝尔化学奖。伊雷娜是居里夫人和皮埃尔·居里的长女，母女二人也并成为目前为止唯一一对皆获得诺贝尔奖的母女档；

格蒂·特蕾莎·科里（Gerty Theresa Cori，1896-1957），美国生物化学家，1947年，她与丈夫卡尔·斐迪南·科里以及贝尔纳多·奥赛一起因发现糖代谢中的酶促反应而被授予诺贝尔生理学或医学奖。

      玛丽亚·格佩特-梅耶（Maria Goeppert-Mayer，1906-1972），德裔美国物理学家。格佩特-梅耶发展了解释原子核结构的数学模型，1963年获诺贝尔物理学奖。

多罗西·克劳福特·霍奇金（Dorothy Crowfoot HodgkinOM，1910-1994），英国化学家。通过X射线分析出分子构造，发表了青霉素的三维结构、维生素B12（1956年）的结构和胰岛素的结构（1969年）。由于在维生素B12方面的工作，获得1964年诺贝尔化学奖。

罗莎琳·萨斯曼·耶洛（Rosalyn Sussman Yalow，1921-2011），美国医学物理学家，因开发多肽类激素的放射免疫分析法而获得1977年诺贝尔生理学或医学奖；

芭芭拉·麦克林托克（Barbara McClintock，1902-1992）， 美国科学家，麦克林托克在半个世纪以前提出的转座因子理论，对于后来分子生物学和分子遗传学的发展，对基因工程（DNA重组技术）、转基因研究、癌症研究和人类基因组计划的开展具有重要的意义。 获得1983年生理学或医学奖；  

    丽塔·列维-蒙塔尔奇尼（Rita Levi-Montalcini ，1909-2012），意大利著名神经生物学家，1986年，蒙塔尔奇尼和美国科学家斯坦利·科恩因发现“神经生长因子”和“表皮生长因子”共享诺贝尔医学奖；

格特鲁德·B·埃利恩（Gertrude Belle Elion，1918-1999），美国生化学家和药理学家，发现糖尿病治疗的重要药理学机制，获得1988年生理学或医学奖；

克里斯汀·纽斯林-沃尔哈德（Christiane Nüsslein-Volhard，1942-），德国发育遗传学家，1995年与艾瑞克·威斯乔斯和爱德华·路易斯共同获得诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他们对胚胎发育的遗传控制的研究；

    琳达·巴克，（Linda B. Buck，1947-），美国生物学家，由于在嗅觉方面的卓越研究，与理查德·阿克塞尔一起获得2004年诺贝尔生理学或医学奖；

弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西（Françoise Barré-Sinoussi，1947-），法国病毒学家，以研究艾滋病病毒而闻名，是1983年发现艾滋病病毒的论文作者之一。巴尔-西诺西和同事蒙塔尼因发现了艾滋病的致病病毒（即HIV病毒），获得2008年诺贝尔生理学或医学奖；

伊丽莎白·布莱克本（Elizabeth Blackburn，1948-），卡罗尔·格雷德（Carol Greider，1961年－），美国分子生物学家，发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理，与杰克-绍斯塔克三人共同获得2009年诺贝尔生理学或医学奖。

   

艾妲·尤纳特（Ada E. Yonath，1939-），以色列人，因“对核糖体结构和功能的研究”与美国的Venkatraman Ramakrishnan、Thomas A. Steitz一起获得2009年诺贝尔化学奖；

梅·布莱特·莫索尔（May Britt Moser，1963-），挪威心理学家、神经科学家，与丈夫爱德华-莫索尔及英国伦敦大学学院教授约翰·欧基夫因发现“大脑中的GPS”——组成大脑定位系统的细胞获得2014年诺贝尔生理学或医学奖；

屠呦呦（1930-），药学家，中国中医研究院终身研究员兼首席研究员，青蒿素研究开发中心主任，博士生导师。在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就，发现了治疗疟疾的青蒿素，与威廉·坎贝尔和大村智一同获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。也是第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家、第一位获得诺贝尔生理医学奖的华人科学家。

 

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