昨天是基因剪刀，六十年前诺贝尔化学奖是“同位素时钟”考古神器

北京时间 10 月 7 日下午 5点 45 点左右，2020 诺贝尔化学奖评选结果揭晓——诺贝尔委员会宣布，2020年诺贝尔化学奖被授予艾曼纽·卡彭特（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德纳（Jennifer A. Doudna），以表彰她们对“基因编辑”方法研究中做出的突出贡献。

Emmanuelle Charpentier 和Jennifer A. Doudna 发现了基因技术中最尖端的工具: CRISPR/Cas9基因剪刀。利用这项技术，研究人员可以极其精确地改变动物、植物和微生物的 DNA。这项技术不仅对生命科学产生了革命性的影响，为开创新的癌症疗法做出了贡献，还可能使治愈遗传性疾病的梦想成为现实。

今年诺贝尔化学奖的重点是基因剪刀，六十年前的诺贝尔化学奖颁给了”同位素时钟“，令考古学以及相关学科发生了革命性的改变。

如何叫做”同位素时钟“？

这要从碳元素的同位素碳十四说起。不要用过于专业的话来解释，简要地说：碳十四是宇宙射线撞击空气中的氮十四原子所产生的一种具有微弱放射性的物质，1940年，美国科学家马丁·卡门（Martin Kamen） 与同事塞缪尔·鲁宾（Sam Ruben）在美国劳伦斯伯克利国家实验室发现碳十四。它的半衰期约为5,730年，碳十四原子转变为氮原子。放射性同位素的半衰期是什么意思？就是该同位素将减少50%的时间间隔。随后，每经过一个半衰期，同位素的浓度就降低2倍。大多数放射性同位素的衰变常数极其稳定，除了相对罕见的例外；在地球上任何自然环境中运行的普通物理或化学过程都不会改变其衰变，就是说，半衰期是一个常数。

碳是有机物的主要构成元素之一，光合作用使得植物中有碳十四，动物和人吃了植物，体内也就有了。生物在生存的时候，由于需要呼吸和进食，体内的碳十四含量大致不变，生物体死去后，与外界的碳交换就停止了，其体内的碳十四含量开始减少，减少的速度由其放射性衰变速率决定；测量体内遗留的碳十四含量，就可以推断出生物距今的死亡时间。但由于还有很多复杂因素的干扰，这个时间还需要进行树木年轮的校正。现在常用的校正方法是树木年轮法，最多可推算到大约10000年前。理论上，碳十四测年方法可测量的时间范围在大约距今300年前至大约6万年前范围内，1万年以来由于有树木年轮的校正，其可信度也相当高了。从化学的角度而言，这个时间的数值是通过放射性同位素含量取得的，因此，老李称之为”同位素时钟“，目前，被广泛应用在考古学研究中，例如夏商周断代工程和文明探源工程都离不开这个测年方法。

美国物理化学家威拉德·利比（Willard Libby）于1946年发明了这种革命性的年代测定方法，并于1949年公布了一系列已知年代的物件之测定年代，验证了其方法的正性。次年，他又用此方法测定了古埃及金字塔的建造年代，与历史文献也十分吻合。举世轰动！

对于考古学家来说，这如同梦境般神奇的方法，那就是：简直了。。。

如果有诸如古代的木材、木炭或骨头含碳的标本 ，就可以测定其年代。相较于仅靠地层学和类型学判断年代而言，考古学家惊呼：获取含碳的标本，咱有啊！放射性碳定年法（Radiocarbon dating）就此闪亮登场。

1960年12月10日，第六十届诺贝尔奖的化学奖颁发给了美国科学家威拉德·利比，因他创立了放射性碳测定法，为人类探求自己的历史，特别是没有文字记载的历史做出了重大贡献，利比教授为我们创造出了神奇记时器--可用于考古学”同位素时钟“！

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