2023年诺贝尔奖于2023年10月2日至9日陆续颁布，为了更好地了解本次诺贝尔奖的研究背景和未来发展趋势，以及这些研究对推动科技进步有何重大意义？国内在这些领域的研究成果、现状如何？《中国科学基金》组织了年度诺贝尔奖“科技评述”专栏，邀请各领域著名科学家深入浅出地解读，以激发科研人员的创新思维，促进学术交流，推动科学普及和全民科学素养提升。

　　洞察电子轨迹的阿秒光脉冲

　　——2023年诺贝尔物理学奖评述

　　王兵兵 魏志义*

　　中国科学院物理研究所

　　作者简介

　　魏志义博士，中国科学院物理研究所研究员，长期从事超快激光研究。迄今发表SCI论文400余篇。曾任国际阿秒物理委员会、亚洲强激光委员会等学术机构成员。以第一完成人获国家技术发明奖二等奖等奖项。中国科学院青年科学家奖、国家杰出青年科学基金、胡刚复物理奖获得者，先后当选美国光学学会Fellow、中国光学学会及中国光学工程学会会士。

　　王兵兵博士，中国科学院物理研究所研究员，博士生导师，中国科学院大学岗位教授。主要从事强激光场与原子分子相互作用的动力学过程研究。发表SCI论文60余篇。主要工作包括：基于非微扰量子电动力学方法、强激光场中原子和分子高阶阈上电离、非序列电离及非线性康普顿散射的频域理论、阿秒脉冲动力学关等。

　　摘 要

　　2023年的诺贝尔物理学奖授予了美国俄亥俄州立大学的皮埃尔·阿戈斯蒂尼 （Pierre Agostini）、德国马普量子光学研究所及慕尼黑大学的费伦茨·克劳斯 （Ferenc Krausz）和瑞典隆德大学的安妮·卢利尔（Anne L'Huillier）三位教授，以表彰他们在产生阿秒光脉冲的实验方法研究中所做出的贡献。由于物质中电子运动的时间尺度就是阿秒量级，因此阿秒光源及阿秒物理打开了人们探索微观世界超快过程的大门，并给宏观物理现象的理解带来新的希望。

　　关键词：阿秒脉冲；高次谐波；三步模型；载波相位；基于双光子跃迁干涉的阿秒拍频重建技术

　　阿秒是指持续仅1百亿亿分之一秒的时间单位，即10-18秒。阿秒光脉冲之所以获得诺贝尔物理学奖，一个重要的原因是能够用于原子中电子动力学的研究。由于电子动力学的行为决定着物质的性能，因此，探测电子运动的超快过程是涉及物理、化学、材料及生物学等多学科的研究内容，作为研究物质结构及物质之间相互作用的重要方法，能给人们理解更深层次的物理机制提供前所未有的新手段。那么阿秒光脉冲是如何产生的？其内容有多大的意义？目前国内外的研究现状如何？未来在哪些方面可取得进一步的发展和突破？随着诺贝尔物理学奖的公布，这些问题成为了人们广泛关注的内容。

　　图1 2023年诺贝尔物理学奖获得者（从左到右）费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）、安妮·卢利尔（Anne L'Huillier）和皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）（Nature，03 October 2023）

　　1 阿秒光脉冲产生的背景和研究过程

　　激光自20世纪60年代发明以来，就成为人类探索光与物质相互作用的有力工具。伴随激光强度的不断提高，非线性效应和非微扰理论逐渐成为原子分子光物理领域快速发展的研究方向。1979年，在法国巴黎CEA Saclay研究所工作的皮埃尔·阿戈斯蒂尼和合作者首次观察到阈上电离现象[1]，即束缚电子可以同时吸收多个光子发生电离，而不需要单光子能量大于电离阈值的现象。这一高度非线性的物理过程改写了光电效应的能量公式，也开启了强场原子分子物理的时代。

　　在高次谐波发现之前，实验物理基本聚焦在光电离过程。1982年，科学家探测了Kr不同离子的飞行质谱。由于所用的激光强度已经达到1013~1014W/cm2，高剥离的离子具有很明显的产出，例如需要吸收33个光子的双电离是需要吸收13个光子的单电离几率的10%。这一结果表明这些电离过程是明显的高度非线性光学过程。1983年，同在巴黎CEA Saclay研究所工作的安妮·卢利尔研究观察到多电子电离时离子产量的“膝盖”结构——后来被称作双电子“非序列电离”，并仔细地总结了实验结果。直到1988年，安妮·卢利尔除了探测离子谱之外，开始探测激发离子的荧光光谱或原子激发后的辐射跃迁光谱——即原子或离子的激发后复合跃迁光谱。因为探测到的光子数量很低，他们将气体的原子密度增加到1017~1018/cm3个原子，以便测量显著的辐射信号。由于原子密度的增高，激光不再与独立原子相互作用，而是同时与很多原子相互作用。因此，在相互作用过程中会发生很多物理过程，包括激发复合过程、谐波产生以及各种其它参量过程。实验中，他们将1064 nm波长的皮秒Nd:YAG激光聚集到1013~1014W/cm2量级的强度，并通过提高原子气体密度诱发谐波产生，首次利用Xe和Ar原子获得了分别高达21次及33次的谐波谱[2]，如图2所示。在进一步的研究中，他们明确指出谐波谱并不依赖于原子的激发态能级，而是与原子的多光子电离相关的物理过程。

　　图2 利用皮秒Nd: YAG激光在惰性气体中产生的高次谐波[2]

　　然而当时人们对高次谐波的物理机制还不是特别清晰，直到1993年Kulader团队和Corkum团队[3]建立了重碰的三步模型。另外对重碰模型非常有贡献的还包括1994年Lewenstein和Corkum等[4]发表的文章。该文非常系统地给出了强场近似下高次谐波理论方法，被后来的研究者广泛应用和发展。他们给出的高次谐波强场重碰模型机制也被称为三步模型，其基本过程如图3所示：首先，电子在激光场作用下从原子的基态电离；电离后的电子在激光场中被加速，并在场的驱动下做振荡运动；振荡的电子有一定的几率返回到母离子附近，被母离子捕获回基态，同时将电子所带有的动能以光子的形式放出，这就是高次谐波光子的辐射过程。自此高次谐波产生机制被人们广泛接受，提高高次谐波效率也通过控制和优化重碰过程的每一步入手，人们开始逐步认识和利用高次谐波，并且知道谐波发射在时间上具有阿秒的时间尺度，因此如何利用高次谐波产生阿秒光脉冲，便逐渐成为人们竞相努力的研究内容。

　　图3 高次谐波辐射的三步模型[4]

　　但实现阿秒脉冲的测量，是一件非常不容易的事情。直到2001年，皮埃尔·阿戈斯蒂尼和合作者[5]提出了一种称之为“基于双光子跃迁干涉的阿秒拍频重建（RABBIT）”的技术，通过将高次谐波和基频激光同时聚焦到气体介质中，借助测量电子的电离来确定阿秒脉冲串的持续时间，证明产生了单个脉冲约为250阿秒的相干阿秒光脉冲串。由于阿秒脉冲串由一组间隔为驱动激光半周期、强度两边逐渐减弱的脉冲组成，因此会影响到许多实际应用的开展，如皮埃尔·阿戈斯蒂尼在实验中采用了波长800 nm的飞秒钛宝石激光作为驱动光源，其半周期的时间相应约为1.35飞秒，测量结果也反映了这一特点。

　　图4 阿秒脉冲串产生装置及测量结果[5]

　　如何得到与飞秒激光脉冲一样，具有振幅均匀、重复频率均匀、相互分离的单个阿秒脉冲，则需要结合类似于开关的“选通”技术。就在同一年，奥地利维也纳技术大学的费伦茨·克劳斯教授和他的团队[6]采用脉冲宽度仅7飞秒的钛宝石放大激光作为驱动激光，通过聚焦到Ne原子产生的高次谐波，首次实现了分离的单阿秒光脉冲，测量得到了650阿秒的脉宽结果。由于7飞秒这样的少周期脉冲能够将阿秒光脉冲的产生限制在半个驱动光周期之内，相当于对振幅进行选通的一种技术，因此与气体作用能够产生单个的阿秒脉冲。之后不久他们通过进一步对飞秒钛宝石驱动载波包络相位（Carrier Envelope Phase，CEP）的控制，同样得到了250阿秒的分离阿秒脉冲。正是由于费伦茨·克劳斯教授在包括飞秒及阿秒激光研究方面的学术成就，他与团队成员于2003年前后到了德国马普量子光学研究所，建立了新的阿秒激光研究团队。此后随着国际上对阿秒激光研究的不断重视和各种选通技术的出现，人们不断突破了最短阿秒光脉冲宽度的世界纪录，目前所见报导的最短脉冲是2017年由瑞士ETH报导的43阿秒结果[7]。

　　图5 产生孤立单阿秒脉冲的实验示意图及测量结果

　　2 阿秒脉冲研究的意义

　　从高次谐波的发现和发展历史不难看出，阿秒脉冲的实现不仅是激光科学与技术的重大突破，也是强场原子分子物理领域众多科学家们多年坚持不懈努力的结果。实时观测电子动力学过程一直是人们探索物质世界的梦想，由于原子中电子绕核一周的时间是 152 阿秒，因此阿秒光脉冲的出现，为实现这个梦想提供了前所未有的工具。人们实现阿秒脉冲测量不久之后的2002年，该成果被Nature、Science共同评为当年的世界十大科学进展。由于电子绕原子核的运动是物质科学的基础，因此通过阿秒光脉冲对电子动力学的研究，不仅限于对于物理学的意义，其在化学、生物、医学、材料、能源、信息及成像等众多领域都表现出重要而广阔的应用前景[8, 9]。

　　3 国内在该领域的研究成果、现状

　　正是由于阿秒科学的重要意义和广泛应用，国内从20世纪90年代就开始了相关的理论研究。在国家自然科学基金委员会、科技部及中国科学院有关项目的支持下，中国科学院物理研究所、上海光机所、中国工程物理研究院、北京大学、国防科技大学、吉林大学、华东师范大学、华中科技大学、上海交通大学等单位在高次谐波产生、阿秒物理及强场物理等研究方面取得了多项重要进展，在国际一流期刊及国际会议上发表了系列高水平的学术论文和报告，并与国外研究团队开展了密切的交流与合作。在阿秒激光的产生研究方面，中国科学院物理研究所利用自己研制的载波包络相位控制的5飞秒钛宝石激光驱动原子气体，于 2012年首次在国内实现了阿秒光脉冲的产生与测量，得到了最短脉宽160阿秒的单个分离阿秒光脉冲[10]。随着人们对阿秒科学研究的不断重视及科研条件的改善，中国科学院西安光学精密机械研究所、国防科技大学、华中科技大学等单位也相继实现了单个分离阿秒脉冲的产生与测量，报导了最短脉冲小于80阿秒的结果。2017年，由中国科学院物理研究所、中国科学院西安光学精密机械研究所及西安电子科技大学共同主办的第六届国际阿秒物理会议，虽然是首次在中国举办，但其借助地利优势，不仅是迄今历届会议中参会人数最多，也是阿秒世界纪录创造者与会最多、国际阿秒巨擘与会最多的一次会议，参会人数中约一半为国内代表，他们在国际舞台上展现了来自我国多个科研院所及大学阿秒科学研究的重要成果及发展势头。

　　4 阿秒光脉冲的未来发展趋势

　　高次谐波的发现和阿秒脉冲的产生，将人们认识物质结构中超快动力学的视野推进到了一个新的王国。如目前比较活跃的利用电子在激光场中的重碰过程探测分子电荷转移、利用多电子电离过程研究电子关联效应、利用电子电离偏转角度作为阿秒钟等。通过对电子电离、激发及辐射等问题的基础研究及应用，在可以预计的未来，阿秒光源及阿秒物理将为我们探测微观世界动力学超快过程打开一扇新的大门，并给宏观物理现象的理解带来新的希望。随着应用研究的不断需求，未来阿秒脉冲将会进一步朝着脉宽更窄、能量更高、波长更短的方向发展，可望在近年内实现最短脉宽世界纪录的新突破，并建成开放的大科学装置，用于开展最前沿的科学研究。

　　以小见大：2023年诺贝尔化学奖“量子点的发现和合成”

　　董安钢

　　复旦大学 化学系

　　作者简介

　　董安钢复旦大学化学系教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者。2000年本科毕业于复旦大学化学系，2003年获复旦大学化学系硕士学位，2007年获美国圣路易斯华盛顿大学博士学位，2008~2010年在宾夕法尼亚大学Christopher Murray课题组从事博士后研究。目前研究方向为纳米晶自组装化学、超晶体材料的设计合成及其在能源存储与转化领域中的应用。

　　摘 要

　　2023年的诺贝尔化学奖授予了Moungi Bawendi、Louis Brus和Alexei Ekimov三位科学家，以表彰他们在“量子点的发现和合成”方面做出的开创性贡献。尽管量子点尺寸很小，但它拥有传统分子与块体材料所不具备的性质尺寸依赖性，蕴藏了无穷的科学魅力。这次诺贝尔化学奖的授予不仅是对三位科学家“四十年磨一剑”工作的肯定，同时也是整个纳米科学发展史中的一个重要里程碑。

　　关键词：2023诺贝尔化学奖；量子点；胶体合成；量子尺寸效应

　　2023年10月4日，诺贝尔化学奖授予了Moungi Bawendi、Louis Brus和Alexei Ekimov三位科学家，以表彰他们在“量子点的发现和合成”方面做出的开创性贡献。其中，Ekimov生于前苏联，现就职于位于纽约的纳米晶技术公司，Brus现为哥伦比亚大学化学系教授，这两位科学家的贡献是独立发现了量子点及纳米颗粒的量子尺寸效应。Bawendi现为麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）化学系教授，他的主要贡献是发展了胶体合成方法，制备了高质量的量子点材料，为量子点的研究与发展铺平了道路。

　　量子点是半导体纳米晶颗粒，其尺寸通常在1~20 nm之间，仅由几百到几千个原子所组成[1]。量子点是一类介于分子与块体材料之间的物质，但和分子与块体材料不同，量子点的光、电、磁、催化等物理化学性质与其尺寸密切相关。换言之，同一化学组成但不同尺寸的量子点能够表现出截然不同的性质，这为材料性质与功能调控提供了全新的研究视角。例如，通过改变CdSe量子点的尺寸，我们可以使其发出蓝、绿、红等不同颜色的光（图1A）。量子点性质的尺寸依赖性归结于其独特的量子限域效应[2]。实际上，关于纳米颗粒量子限域效应的理论预测可以追溯到20世纪30年代，但由于缺乏纳米颗粒合成的有效手段，在当时几乎不可能通过实验来验证这一理论预测。

　　量子点的发现实属偶然。1981年，当时还在苏联瓦维洛夫国家光学研究所工作的Ekimov发现CuCl颗粒掺杂的玻璃会随着颗粒大小变化而产生不同的颜色[3]，并将此现象归结为半导体纳米颗粒的量子尺寸效应。与此同时，在半个地球之外，美国贝尔实验室的Brus正在研究溶液中的半导体纳米颗粒。1983年，他的课题组通过共沉淀和反相胶束法合成了尺寸可调的CdS纳米颗粒[4]。虽然与Ekimov的合成路线不同，Brus发现溶液法制备的CdS颗粒同样具有量子尺寸效应，表现为胶体溶液吸收峰的位置随颗粒尺寸减小而蓝移。有趣的是，受当时政治局势的影响，美苏两个小组并不知道彼此在开展类似的研究，直到1984年Brus阅读了Ekimov俄语论文的英文版译文后，双方才开始逐渐有了信息上的交流[1]。

　　尽管Ekimov和Brus独立发现了量子点，并结合理论证实了半导体纳米颗粒量子尺寸效应的存在，但在接下来的数年，量子点研究面临巨大瓶颈，主要原因是通过室温溶液法所获得的量子点尺寸不均匀，结晶度低。高质量量子点合成的突破要归功于化学家Bawendi。1988年，Bawendi加入Brus课题组从事博士后研究，开始尝试新的量子点合成路线。1993年，在MIT独立开展工作的Bawendi和他的博士生Christopher Murray在Journal of the American Chemical Society（《美国化学会志》）上发表了量子点合成的革命性方法[5]。他们在高沸点、非极性有机溶剂（如三辛基磷和三辛基氧化磷，同时作为配体分子）中，通过“热注射”方法控制颗粒成核与生长动力学，首次实现了单分散胶体量子点的可控制备（图1B）。通过该方法所制备的量子点近乎完美，不仅结晶度高，而且颗粒尺寸均匀并可在较宽的范围内调节，为随后量子点的深入研究扫清了障碍。可以说，如果没有Bawendi量子点合成方法上的突破，Ekimov和Brus有关量子点的理论研究可能还是空中楼阁，纳米学界的形成也许也要推迟许多年。从这个角度看，诺贝尔奖委员会将Bawendi排在三位获奖者的首位也是可以理解的。

　　图1 A. 不同尺寸CdSe量子点胶体溶液的发光照片；B. 胶体量子点合成示意图

　　尽管Bawendi的方法路线突破了单分散量子点的合成瓶颈，但该方法需要使用剧毒、易爆且昂贵的前驱体（如甲基铬），显然不利于量子点的批量制备及应用研究。我国科学家在量子点绿色合成及产业化应用方面做出了突出贡献。浙江大学彭笑刚教授在加入加州大学伯克利分校的Paul Alivisatos课题组做博士后以及后续独立开展工作期间，利用氧化铬或铬的羧酸盐取代剧毒的甲基铬前驱体，实现了CdSe胶体量子点的精确合成[6]，并开辟了量子点形状调控（如纳米棒）[7]及核壳结构量子点（如CdSe/CdS）[8]合成的技术路线。如今，这种基于量子点所发展的绿色合成策略是单分散胶体纳米晶合成的首选方法，已被广泛应用于制备金属（如FePt）、氧化物（如Fe3O4）、稀土（如NaFY4）、钙钛矿（如CsPbBr3）[9]等多种纳米晶。值得一提的是，Alivisatos也是Brus在贝尔实验室时期的博士后，而且早在Bawendi之前就开始接触量子点研究，他在加州大学伯克利分校的团队在量子点合成及其能源与生物应用方面取得了一系列创新性研究成果。虽然此次无缘诺贝尔奖，但他的贡献是有目共睹的。

　　高质量胶体量子点化学合成路线的建立，催生了许多新的研究方向与领域，包括胶体量子线与量子井、纳米自组装化学、纳米配位化学等，为纳米科学的蓬勃发展提供了前所未有的便利。其中，在纳米组装方面，Bawendi和Murray于1995年率先提出了量子点超晶体的概念，将量子点作为“人造原子”，通过调控其组装行为构筑三维超晶格[10]。从Bawendi课题组博士毕业后，Murray先后在IBM研究所及宾夕法尼亚大学继续从事纳米晶自组装研究，极大地丰富了超晶体家族的组成与结构，为量子点薄膜与器件应用提供了新的思路和方法。

　　经过几代人的努力，如今的量子点已被广泛应用于光电器件、生物标记、催化、传感、信息等诸多领域。特别是基于量子点发光特性所发展的量子点发光二极管（QLED）技术在诸多方面展现出了传统LED和有机发光器件不可比拟的优势，已经在显示（如量子点电视和平板电脑）与照明行业得到了广泛应用，备受人们关注[1]。彭笑刚教授在量子点产业化方面已有二十余年的研究积累，所开发的量子点显示产品正在逐步推向市场。随着量子点低成本合成技术和器件工程化的进一步成熟，相信未来会有更多的量子点产品走进我们的日常生活。

　　以小见大，一个小小的量子点里蕴藏了无穷的科学魅力。这次诺贝尔化学奖的授予不仅是对三位科学家“四十年磨一剑”工作的肯定，同时也是整个纳米科学发展史中的一个重要里程碑。量子点的发现与合成开辟了物质设计与功能调控的新的研究范式，为未来纳米科技革新打开了一扇大门。

　　历史视角下劳动力市场的性别差异——2023年诺贝尔经济学奖评述

　　张广辉* 陈 萌

　　辽宁大学 经济学部经济学院

　　作者简介

　　张广辉辽宁大学经济学院教授、博士生导师，辽宁省“兴辽英才”计划青年拔尖人才。主要从事政治经济学、农业经济学与劳动经济学研究。主持国家级和省部级课题近20项，在领域内权威报刊上发表学术论文40余篇。

　　陈萌辽宁大学经济学院博士研究生。主要从事政治经济学、三农问题与劳动经济学研究。

　　摘 要

　　劳动力市场是经济学研究的重要内容。克劳迪娅·戈尔丁基于历史追溯视角，运用大量经济史数据展示了女性参与劳动力市场的演变过程，对理解女性参与劳动力市场的模式以及劳动力市场的性别差异做出了开创性贡献。2023年诺贝尔经济学奖授予克劳迪娅·戈尔丁，表彰其研究成果增进了对女性劳动力市场结果的理解。

　　关键词：2023年诺贝尔经济学奖；女性劳动力市场；性别差异

　　2023年诺贝尔经济学奖授予了美国女性经济学家克劳迪娅·戈尔丁（Claudia Goldin），她是哈佛大学历史上第一位女性终身教授。戈尔丁从经济理论出发，运用大量的经济史数据对现实问题进行实证研究，在性别歧视、教育发展史和工资性别差距演化等方面做出了重要贡献。本文总结了戈尔丁对女性劳动力市场参与结果的开创性贡献，并进一步展望劳动力市场研究的前沿视角。

　　1 研究女性劳动力市场的背景

　　20世纪初，当时社会普遍认为女性有偿参与劳动与经济增长正相关，经济增长会推动女性劳动力的增加。然而，戈尔丁通过向前追溯到18世纪末的历史数据发现，事实并非如此乐观。200年间，女性劳动力参与率呈现U形曲线，工业化促进了经济快速增长，但却增加了女性的就业难度，表明女性有偿参与劳动与经济增长之间不存在波动规律一致的正相关。这个发现让戈尔丁开始关注女性劳动力市场的数据，她发现官方统计数据中对女性参与劳动力市场的定义并不准确，“妻子”会被记录为一个女性的职业，而妻子与丈夫共同参与家庭经营时通常女性并没有被正确的记录为就业。

　　因此，戈尔丁开始通过追溯历史时间、使用人口普查和工业调查统计等方法重新更正数据库，以纠正女性参与劳动力市场的历史数据，并据此开始使用大量历史数据开展女性参与劳动力市场结果的研究。

　　2 女性劳动力市场参与结果的研究贡献

　　性别歧视方面，一是揭示了行业内部的性别职业分割。不同于行业间的性别分割研究，戈尔丁使用1890—1940年间制造业和文职工作的数据揭示了性别分割更多来源于行业内部的现实，并构建了职业分割监督模型[1]。二是揭示了女性就业中的性别歧视是多种因素共同影响的结果，并使用历史数据从二战[2]、避孕药的获得性[3]、最长工时立法[4]、工作场所和工作时间的灵活性成本[5]以及带薪产假[6]等角度进行了实证检验。三是对性别歧视直接进行测度。不同于侧重研究歧视程度的测度方法，戈尔丁巧妙地运用了美国交响乐团招聘方式改革前后形成的面试性别结果对比，对性别歧视直接进行了测度[7]。

　　教育发展史方面，一是揭示了女性就业增加与教育发展的密切关系。教育改革扩大了女性接受高等教育的比例，同时接受高等教育的女性考虑少育或晚育，女性大学毕业生比例增加，促进了女性就业。由于女性接受了更多的教育和技能培训，提高了她们自身的劳动生产力，使得由于性别歧视而导致的工资差距呈现出下降的趋势[8]。二是揭示了收入不平等与教育发展的密切关系。1980年至21世纪之前，不同教育群体之间存在收入差距。接受过高等教育的劳动力与未接受过高等教育的劳动力相比，存在大学生工资溢价问题。教育改革推动大学生相对供给增加，大学生工资溢价降低，大学生与非大学生群体之间的收入差距缩小。21世纪以来，收入不平等大部分发生在教育群体内部，而不是教育群体之间。非大学生群体工资不平等几乎没有变化，而大学生群体内部收入差距不断扩大[9]。

　　工资性别差距演化方面，一是揭示了不同职业特征影响性别收入差距。工作场所和工作时间灵活性越低的职业，性别收入差距越大。自主创业率越高的职业，性别收入差距越大[10]。二是揭示了性别收入差距与女性家庭生命周期密切相关。性别收入差距在毕业后的前七年，也就是刚刚组建家庭的时候显著扩大[11]。家庭中的女性收入与生育子女存在负向关系，但男性收入却与生育子女存在正向关系。女性的收入会在孩子出生后立即急剧下降，并且这种收入下降至少会持续10年。但是当家庭中最小的孩子上小学以后，女性可以增加带薪工作时间，缩小收入差距，但收入不会超过父亲。减轻育儿负担的母亲难以实现与父亲在性别收入上平等[12]。三是揭示了性别收入差距与女性生命周期相关。自20世纪80年代开始，50岁以上的老年女性在劳动力市场中的参与率持续提高。因为工作到70岁，使已婚的高龄女性获得的终身社会保障福利数额大大增加，基本与男性持平，足以抵消她们年轻时低收入被拉开的差距。而男性工作到62岁以后，他们的社会保障财富几乎没有增加[13]。

　　3 展望未来女性劳动力市场研究

　　劳动力市场中的性别差异是世界各国存在的共性问题，不是美国的特有问题。戈尔丁基于历史追溯视角，通过大量的美国经济史数据呈现了一个多世纪以来美国女性参与劳动力市场的演变过程，其研究视角和研究方法对我国女性劳动力市场的研究具有重要的启发和借鉴意义。

　　当前我国女性劳动力市场研究，围绕政策推动下的最低工资保障制度、生育政策、子女户口随迁政策等，围绕技术变革推动下的互联网普及、数字经济发展等，围绕传统观念影响下的性别规训、教育性别失配等方面，取得了很多有意义的最新研究进展。但围绕新时期中国特色社会主义市场经济下的行业分割、企业性质、企业福利等方面对女性劳动力市场的研究还缺乏最新的研究成果，戈尔丁的研究为我们提供了非常有意义的探索方向。

　　总的来说，伴随社会经济快速发展，男性和女性在接受教育、有偿参与社会分工等方面差异在缩小，女性劳动力在朝着工作场所和工作时间灵活性更高、职业选择范围更广的方向发展。但不可回避的是，性别收入差距仍然存在，这个问题关系到社会资源的有效利用和经济发展效率。

　　不一样的mRNA：2023年诺贝尔生理学或医学奖

　　秦成峰* 张蓉蓉

　　军事科学院军事医学研究院 微生物流行病研究所/病原微生物生物安全全国重点实验室

　　作者简介

　　秦成峰军事科学院军事医学研究院研究员，国家杰出青年科学基金获得者。主要从事新发病毒的防控基础与疫苗研究，牵头研发了我国第一个进入临床的mRNA疫苗。以通讯作者（含共同通讯）在Science、Cell和Nature等期刊发表论文150余篇，累计被引超过25000次，2019年以来连续入选科睿唯安“全球高被引科学家”、爱思唯尔“中国高被引科学家”。曾获吴阶平保罗杨森医学药学奖、中国青年科技奖、求是杰出青年奖、谈家桢生命科学创新奖、树兰医学青年奖和药明康德生命化学杰出成就奖，领衔获北京市自然科学奖一等奖和军队科技进步奖一等奖各1项，获批临床试验批件和军特药批件多项。

　　张蓉蓉军事科学院军事医学研究院博士研究生。主要从事虫媒黄病毒、冠状病毒等新突发病原的新型核酸疫苗研究。曾获国家奖学金，以第一或共同第一作者先后在Cell Research、Clinical and Translational Medicine、Emerging Microbes & Infections、National Science Review等杂志发表论文6篇。

　　摘 要

　　2023年10月2日，2023年度诺贝尔生理学或医学奖正式颁布，授予美籍匈牙利科学家Katalin Karikó和美国科学家Drew Weissman，以表彰他们在核苷碱基修饰方面的原创发现，使得开发有效的新型冠状病毒mRNA疫苗成为可能。新型冠状病毒mRNA疫苗自研发开始，在不到一年的时间内问世，目前已在全球180多个国家和地区获批使用，并挽救了无数人的生命。更重要的是，mRNA技术作为通用平台性技术，其研发路径和生产工艺显著区别于传统的生物药研发模式，有望在传染病疫苗、治疗性抗体、免疫治疗、肿瘤疫苗、蛋白替代疗法等多个领域得到广泛应用，引领未来药物研发进入新纪元。

　　关键词：mRNA疫苗；核苷碱基修饰；大流行；病毒；mRNA抗体；蛋白替代疗法

　　2023年度诺贝尔生理学或医学奖被授予美籍匈牙利科学家卡塔林·卡里科（Katalin Karikó）和美国科学家德鲁·魏斯曼（Drew Weissman），以表彰他们在“核苷碱基修饰”方面的发现，使得开发有效的“新型冠状病毒mRNA疫苗”成为可能。这项工作不仅是生命科学领域极具代表性的原创性基础研究成果，更是成功被应用于临床，挽救了无数人的生命，并引领了未来医药革命的起点，意义非凡。

　　1 mRNA核苷修饰的重要性

　　最近几十年来，甲型H1N1流感病毒、寨卡病毒、新型冠状病毒（以下简称“新冠病毒”）等先后导致全球性大流行，严重威胁人类健康和社会稳定。如何在短时间内开发有效的疫苗成为科学界亟需解决的重大难题。利用信使核糖核酸（messenger RNA，mRNA）开发疫苗的概念由来已久。早在20世纪60年代，科学家就已经发现直接从细胞中分离获得的mRNA分子可在体外或者在体内翻译出蛋白质［1,2］。随着mRNA加帽酶和合成酶先后被发现并广泛应用，在体外生产能编码特定蛋白质的mRNA分子开始成为实验室的常规技术。

　　因此，科学家开始尝试如何通过“定制mRNA分子在体内翻译产生特定蛋白质”的策略，来达到“预防或治疗特定疾病”的目的。然而，早期研究发现：与自然来源的mRNA不同，合成的mRNA虽然可以在体内表达出目的蛋白，但人体的免疫系统（如Toll样受体TLR等）会迅速识别这些外源的mRNA，并快速降解这些分子，从而引发系列炎症反应，进而出现细胞死亡和发热等严重副反应。这些问题使得mRNA分子的成药性几乎不可能。因此mRNA疫苗或药物在很长一段时间内似乎只能是空中楼阁。

　　Katalin Karikó一直对mRNA技术情有独钟，在宾夕法尼亚大学工作期间与Drew Weissman合作，取得了一系列重要进展，尤其是2005年发表在Immunity的论文［3］，首次提出了利用特定核苷修饰提高mRNA的稳定性，降低炎症反应，为mRNA成药研究扫清了最后的障碍。在这项研究中，他们向体外转录的RNA分子中引入特定核苷修饰（如假尿苷、m5U、s2U、m6A等），实现了mRNA分子高效表达外源蛋白质的目的。特别是“假尿苷修饰”不仅提高了mRNA的蛋白表达水平，同时还可以有效地避免TLR介导的免疫激活，降低树突状细胞中炎症性细胞因子的产生。而且，两位科学家也进一步在动物模型中验证了“假尿苷修饰”的生物学效能［4］。尽管后续类似的研究成果如雨后春笋［5-7］，但Katalin Karikó与Drew Weissman的“假尿苷修饰”研究成果毫无疑问是最具原创性的。

　　2 新冠病毒mRNA疫苗的成功应用

　　在科学家攻克mRNA核苷修饰的难题之后，利用脂质纳米颗粒（Lipid Nanoparticle，LNP）递送mRNA的研究日渐成熟，快速地推进了mRNA疫苗向临床转化的步伐。同时，相关生物技术公司（CureVac、BioNTech和Moderna公司）的成立更是极大地推动了该领域的发展。2013年以来，先后有包括狂犬、流感、寨卡、埃博拉等数十个mRNA疫苗品种顺利进入临床研究，积累了大量临床安全性的数据。新冠疫情暴发后，新冠病毒mRNA疫苗以前所未有的速度进入临床试验阶段，在III期临床试验中展示出了高达95%的人群新冠病毒感染保护力［8］，并顺利在美国、欧盟等国家和地区获批上市。

　　mRNA疫苗的一系列的优点已有较多论文进行了详细介绍，本文不再赘述。其中一条最为显著的优势就是可作为一种通用性的平台技术，适用于不同品种的研发，且更新迭代更为迅速。针对高度变异的新冠病毒，mRNA技术可以通过mRNA序列的简单替换进行疫苗更新，目前Moderna和BioNTech的新冠病毒mRNA疫苗均已更新至针对奥密克戎变异株XBB.1.5的第三代疫苗［9, 10］。同时，其他传染病mRNA疫苗的研究也在快速同步推进。目前，流感、呼吸道合胞病毒的mRNA疫苗均已经完成了III期临床试验，并有望在近期获批上市。与此同时，在疟疾、莱姆病、鼠疫等非病毒性mRNA疫苗的研究中，科学家近期也取得了可喜的研究进展［11-15］。

　　mRNA技术的应用不仅限于传染病疫苗，理论上对于任何具有生物学活性的蛋白质药物，都可以利用mRNA技术进行开发和生产。近十余年来，mRNA修饰在肿瘤靶向治疗研究领域进展迅速，部分研究成果已在临床试验中展现出了很好的临床疗效。Moderna公司开发的mRNA-4157肿瘤疫苗可同时编码多达34个新抗原［16］，这是其他药物研发平台无法实现的创举。最近，科学家利用mRNA-LNP技术成功对T细胞受体进行重编码，使其能靶向活跃的成纤维细胞，并显著抑制心衰小鼠的心肌细胞纤维化，最终有效改善小鼠心功能［17］。此外，mRNA技术为单克隆抗体等生物医药的研发和生产提供了新思路，其中基孔肯雅病毒mRNA抗体已经进入临床研究阶段［18］，我们也先后设计开发了包括新冠病毒等在内的多种高效mRNA抗体，且在临床前研究中展现出很好的预防和治疗效果［19］。

　　3 未来挑战与机遇

　　mRNA疫苗在新冠病毒大流行期间的快速上市凸显了mRNA技术的巨大潜力，为整个药物开发行业开拓了一条新的赛道。当然，目前的mRNA疫苗并非完美，基于mRNA技术的药物开发也不会完全一帆风顺。在mRNA分子的设计和优化、新型递送系统的开发、抗原设计和临床评价等领域仍存在一系列基础和技术问题需要解决。我国mRNA疫苗研究及产业化由于起步较晚，存在一定技术和专利壁垒，但与其他先进技术的发展历程类似，我们可以借鉴国外科学家积累的大量经验和教训，通过引进吸收和自主创新，同样存在后发优势。更重要的是，我国政府及相关科技部门对mRNA疫苗及相关技术尤为重视，科技部和国家自然科学基金委员会先后布局“揭榜挂帅” “原创探索”等创新项目给予重点支持。我国自主研发的新冠病毒mRNA疫苗也成功在国内外获批多项紧急使用许可，显示出蓬勃的发展潜力。

　　小小的mRNA分子，在自然界中广泛存在，Katalin Karikó与Drew Weissman巧妙地对mRNA进行修饰，最终将这些“不一样的mRNA”转化为拯救人类的疫苗，并成功应用于临床。与其他诺贝尔奖研究工作一样，诺贝尔奖授予这些激动人心的发现既是对科学家原创发现的褒奖，也是对未来研究领域发展的期许。有理由相信，在不远的将来，越来越多更加安全、更加有效的mRNA疫苗和药物将会不断进入临床，挽救人类生命，改善生活质量。正如特斯拉创始人埃隆·马斯克所说：“医学的未来是mRNA，基本上你可以使用mRNA治愈一切”。让我们拭目以待！