美国物理联合会 Inside Science 专栏的编辑们总结了今年有望摘取这些著名科学奖桂冠的有力竞争者

寻找癌症病毒的猎手

据估计，大约有15%~ 20%的人类癌症的病例是由病毒引起的，癌症病毒可以将自身的遗传物质插入到宿主的基因组中。在1994年，来自匹兹堡大学的夫妻搭档研究小组，张远（Yuan Chang）和帕特里克。摩尔（Patrick Moore）通过使用一种独特的创新技巧发现了一种重要的致癌病毒。在研究的过程中，他们并没有去寻找病毒粒子，而是直接从癌细胞的基因组中减去正常人类的基因组，随之剩下的基因便是一种被称为“人类疱疹病毒8”的病毒基因组。

通常情况下，“人体疱疹病毒8”会被免疫系统直接抑制。但是对于那些免疫功能受损的人群来说，该病毒就会引起细胞的变化，比如促进细胞的生长和关闭细胞的自然死亡，进而增加了被感染细胞逐渐癌变的风险。这种病毒通常会导致三种癌症，这其中就包括卡波西肉瘤，它是一种在艾滋病患者中最为常见的癌症。卡波西肉瘤在一些非洲国家相当普遍，甚至超过了前列腺癌在美国的普遍程度。

在2008年，张教授和摩尔教授通过类似的方法鉴定了另一种会导致癌症的病毒——默克尔细胞多瘤病毒。他们的研究工作为其赢得了许多著名的奖项和数以万次的文章引用，同时也引发了他们在未来将有可能获得诺贝尔奖的猜测。

抗癌药物会关闭免疫系统的抑制机制

原本，人类的免疫系统会自然而然地寻找并摧毁那些癌变的细胞。但是癌症往往会鬼鬼祟祟地寻找反击的方法，直接躲避免疫细胞，甚至能够“策反”免疫细胞来保护它们自己。

许多类型的癌症都会提升机体的抑制机制，从而控制免疫细胞，犹如一个个关卡。这些关卡的确有助于防止免疫细胞，例如T细胞，直接攻击人体自身，但同时也保护了肿瘤细胞，让它们可以高枕无忧。

近年来，一批新的抗癌药物相继问世，它们可以将机体对免疫细胞的控制作用完全关闭。这些“关卡抑制剂”包括针对CTLA-4的药物和针对PD-1的药物。CTLA-4是一种可以让T细胞变得不活跃的关卡，而PD-1则会促使T细胞自我毁灭。

这些“关卡抑制剂”具有很显著的副作用，但它们被临床证明是有效的，甚至对一些以前无法治疗的晚期癌症也会有明显的疗效。该抑制剂的一位开发者是来自德克萨斯大学安德森癌症中心的詹姆斯。艾里逊（James Allison），他也因此获得了十多个重要奖项。然而，鉴于2011年的诺贝尔生理学或医学奖在一定程度上是表彰癌症疫苗的开发，今年或许诺贝尔奖评审团会不太愿意将荣誉再次授予那些与免疫系统相关的癌症治疗工作。

诺贝尔物理学奖——将于2018年10月2日公布

幽灵般的超距作用

一年前，来自中国的研究人员首次推出了量子加密的视频通话技术，而该通话技术是基于一种名为量子纠缠的量子现象。今年的诺贝尔物理学奖将很有可能会颁发给那些在量子纠缠领域做出杰出贡献的科学家们。

当不同的粒子处于纠缠态时，它们的状态是相互联系的，即使它们相隔“千山万水”。这种粒子之间的纠缠关系在量子世界里可能还会引发一些更为奇怪的现象。这是因为量子态并不是一成不变的，它会根据测量的时间不同而得到完全不同的结果。因此，测量量子纠缠中的某个粒子的特性会瞬间影响其配对粒子的状态。这也是爱因斯坦曾提及的著名的 “幽灵般的超距作用”，他本人是很不喜欢这种相互作用的。

1964年，物理学家约翰。贝尔（John Bell）曾提出了一种检测该“幽灵行动”是否真实的方法。在随后的几十年里，科学家们对所谓的“贝尔不等式”进行着越来越严格的测试。

在2010年，科学家阿兰。派拉（Alain Aspect）、约翰。克劳泽尔（John Clauser）和安东。齐林格（Anton Zeilinger）因在这一领域的突出工作获得了沃尔夫物理学奖。该奖项有时被认为是诺贝尔奖的一个预测指标。在2015年，科学家们又宣布他们终于对“贝尔不等式”进行了一次“无漏洞”式的测试，再次证明量子纠缠系统的不可思议之处很可能的确存在。

太阳能的利用

太阳在地球上每小时散播的能量足以满足人类一年的能源消耗。钙钛矿太阳能电池的出现，将有助于捕获更多这样的清洁能源。

钙钛矿是19世纪发现于俄罗斯乌拉尔山脉的一种矿物，并以俄罗斯矿物学家Lev Perovski的名字来命名。钙钛矿材料是一类具有相同晶体结构的材料，其中有些是通过人工合成的材料。在太阳能电池中使用钙钛矿材料的想法，是由来自日本桐荫横滨大学的宫坂力（Tsutomu Miyasaka）教授和他的同事在2009年首次提出的。起初，其太阳能转化效率只有可怜的3.8%。但很快，它的转化性能就超过了20%，完全可以媲美传统的硅太阳能电池。

同时，钙钛矿太阳能电池有很多优点：它们的制造成本相对较低；可以吸收所有可见波段的阳光；可以喷涂到各式各样的表面。

然而，钙钛矿电池目前仍然面临许多挑战：钙钛矿太阳能电池单元较小，还需改进其生产工艺，制备出更大面积的太阳能电池；热量和水分会损坏其电池的组成物质，电池的稳定性差；钙钛矿电池中往往会包含有毒金属——铅。但是，在未来如果研究人员能够解决这些不利因素，这种新兴的太阳能技术的前景还是很光明的。

通常来说，诺贝尔奖委员会比较认可基础物理领域的科学发现，而这些工程技术上的进步在评选中很可能会处于劣势。然而，曾今的一项能源创新技术——蓝光LED，就赢得了2014年的诺贝尔物理学奖。

诺贝尔生理学或医学奖——将于2018年10月1日公布

威猛的微生物

在几十年前，研究人员很少会去关注人体内的微生物，除非它们“为非作歹”，引起了疾病。然而，由于细菌、病毒和真菌在保持人体身体健康方面发挥着许多关键的作用，它们不断地凭借自己的本事跻身到人体器官的行列。换句话说，它们完全可以被视同为人体的器官。

近些年来，微生物领域的关键进展是来自圣路易斯市华盛顿大学的杰弗里。戈登（Jeffrey Gordon）实验室。在1996年，戈登教授和他当时的研究生林恩。布里（Lynn Bry）曾证明，老鼠需要肠道内的微生物来产生某些对其健康非常重要的复杂碳水化合物。而在十年后，戈登教授的研究团队发现骨瘦如柴的老鼠和大腹便便的老鼠的肠道微生物有着非常重要的区别。研究人员将肥胖老鼠肠道的微生物移植到无该微生物的瘦小老鼠体内后，他们发现瘦小的老鼠也会逐渐发胖；反之亦然，即将瘦小老鼠肠道里的微生物移植到肥胖老鼠体内之后，原先肥胖的老鼠也往往会苗条起来，而在这整个过程中，它们所摄入的食物量至始至终都保持相同。

这些发现促进了人类医学的进步，包括提高对使用抗生素的风险的认识，以及发展出能够治愈破坏性胃肠道疾病的“粪便移植”技术。有时，戈登教授更是毫不夸张地被称为“微生物之父”。至少自2015年起，他便一直是诺贝尔生理学或医学奖的有力竞争者。