恩斯特年成就诺贝尔奖

5　恩斯特30年成就诺贝尔奖

知识导航

恩斯特是瑞士科学家。他从开始投身于化学研究，发明傅里叶变换核磁共振分光法和二维核磁共振技术，到1991年获得诺贝尔奖，历时三十多年时间。对自己能成为最终的幸运儿，恩斯特将成绩归功于“是极为有利的外部环境造就了我的成就”。

经过他的精心改进，使核磁共振技术成为化学的基本和必要的工具，他还将研究成果应用扩大到其他学科。

他在核磁共振光谱学领域的第二个重要贡献，是一种能高分辨率地研究很大分子的技术。科学家们利用这一技术，能够研究生物分子与其他物质间的相互作用，鉴定化学物种，研究化学反应速率。

恩斯特兴趣广泛，大提琴曾是他的最爱。但一个偶然的机会改变了恩斯特的一生。

13岁那年，小恩斯特在家中阁楼上发现了一个过世叔叔留下来的盒子，里面装满了化学药品。叔叔是一个冶金工程师，对化学和摄影都很感兴趣。恩斯特立刻就被迷住了，尝试着用它们进行各种想象的实验。结果，有的发生了爆炸，有的则产生了令人难以忍受的毒气，充满了整个房间。他的父母心惊肉跳，但是小恩斯特却安然无恙。

经历过这些让人心跳的尝试，恩斯特对化学产生了浓厚的兴趣，他找来所有可能得到的化学书籍进行阅读，想弄清化学实验和自然界中隐藏的秘密。恩斯特很快就意识到自己将成为一个化学家，而不是一个音乐家。

因此，读完中学之后，恩斯特满怀希望与热情进入著名的苏黎世联邦技术研究院学习化学。

在瑞士联邦技术研究院学习期间，恩斯特继续通过大量的课外阅读来获得真正的化学知识。大学毕业并服完兵役后，恩斯特在贡斯阿德教授的实验室开始博士论文研究，年轻科学家汉斯·普拉马斯协助，两个人设计和制造改进核磁共振仪的先进电子设备。一家电子公司采用了两种谱仪，并在全欧洲销售。

恩斯特

知识拓展

苏黎世联邦技术研究院

苏黎世联邦技术研究院也就是现在的苏黎世联邦理工学院，也译作苏黎世联邦高等工业大学，1855年建立，英文简称ETH。 瑞士联邦理工学院是欧洲大陆第一理工大学，被誉为盛产诺贝尔奖的大学，可称为是瑞士民族振兴的发动机和加油站，也为整个国家、欧洲乃至世界从事科学研究。

这所大学开始只有工民建、森林科学、机械工程和化学等学科，后来又增加了人文、社会和政治学。经过近200年风雨洗礼，苏黎世联邦理工学院取得了举世瞩目的成就。

1962年，恩斯特获得了瑞士联邦技术研究院的博士学位，1963年加入瓦里安公司。这次选择被恩斯特看作又一次幸运，因为公司著名科学家韦斯登·安德森教授正在试图发明傅里叶变换核磁共振仪。1964年，发明取得了重大进展，实验最终获得了成功。

1968年，恩斯特回到瑞士联邦技术研究院，继续为改进核磁共振方法进行研究。这期间，又一件幸运的事发生了。恩斯特的第一个研究生托马斯·鲍曼访问南斯拉夫，拜访的基恩·基勒教授提议通过二维傅里叶变换可得到二维谱。后来，恩斯特认识到这一建议的重要性和普适性，最终导致了傅里叶成像技术的发明。

傅里叶仪器

知识解码

核磁共振技术

核磁共振是原子核与磁场以及外加射频场的一种相互作用，20世纪30年代人类首次发现。原子核有自旋运动，在外加一个固定频率的电磁波时，通过调节外加磁场的强度，使进动与电磁波频率相同。这时原子核自身运动频率与电磁波产生共振。这就是核磁共振。

核磁共振时，原子核吸收电磁波的能量，记录下的吸收曲线就是核磁共振谱。由于不同分子中原子核的化学环境不同，将会有不同的共振频率，产生不同的共振谱。

物理学家伊西多·拉比由于发现在磁场中的原子核的自旋翻转这项研究，1944年获得了诺贝尔物理学奖；1946年两位美国科学家布洛赫和珀塞尔发现置于磁场中的原子核，吸收所施加的磁场能量的现象，获得了1950年度诺贝尔物理学奖；1973年，物理学家保罗·劳特伯尔利用核磁共振现象开发出了成像技术，并且应用他的设备成功地绘制出了一个活体蛤蜊的内部结构图像。之后，MRI技术应用范围日益广泛，成为一项常规的医学检测手段，广泛应用于帕金森病、多发性硬化症等脑部与脊椎病变以及癌症的治疗和诊断。2003年，劳特伯尔和英国诺丁汉大学教授彼得·曼斯菲尔因为核磁共振成像技术获得了诺贝尔生理学或医学奖。

核磁共振技术可以直接研究溶液和活细胞中相对分子质量较小的蛋白质、核酸以及其他分子的结构， 而不损伤细胞。

比如，医学家们利用水分子中的氢原子可以产生核磁共振现象，获取人体内水分子分布的信息，从而精确绘制了人体内部结构。