2025年诺贝尔物理学和化学奖：量子隧穿与分子海绵

诺贝尔物理学奖表彰那些展示量子隧穿在物理过程中的关键作用的研究人员，这通常与化学反应相关联。量子隧穿使粒子能够穿越经典物理学预测应该不可逾越的能量障碍，《科学美国人》在2025年10月6日的报道中提到这一点。

这一发现也在2025年10月8日的《卫报》中被强调，挑战了传统模型，表明量子效应可以影响大规模系统。这一突破具有深远的影响，可能通过提供对分子和原子行为的更深入洞察，推动量子计算和能源高效技术的发展。

诺贝尔化学奖因创造分子海绵而颁发，这是一种设计用于以显著效率储存氧气的创新材料。《自然》在2025年10月7日的报道中指出，这些多孔结构可以捕获和释放气体，在能源储存和环境管理方面提供变革性应用。

海绵选择性捕获分子的能力使其成为开发可持续技术（如先进电池或空气净化系统）的理想材料。这一发现代表了材料科学的重大进步，有潜力解决全球挑战，如清洁能源和污染控制。

量子隧穿，作为物理学奖的焦点，涉及粒子通过量子力学绕过能量障碍，这一现象违背了经典预期。《科学美国人》和《卫报》指出，这一过程曾被认为仅限于亚原子尺度，但显著改变了较大系统中机制的反应速率。

相反，化学奖所表彰的分子海绵利用精确设计的多孔框架捕获氧气等气体。《自然》的报道强调，这些材料建立在数十年的分子设计研究基础上，提供了一个多功能的平台用于实际应用，这些发现突显了基础科学与现实世界解决方案之间日益增强的协同作用。

量子隧穿的发现可能通过提高催化等过程的效率来改变技术，这对制药和可再生能源等行业至关重要，《科学美国人》和《卫报》对此进行了报道。例如，理解量子效应可能导致更快、更节能的计算系统，包括量子计算机。

同样，《自然》描述的分子海绵在可持续技术方面具有巨大潜力。它们储存氧气的能力可能提升燃料电池性能，改善医疗氧气输送，或减少工业排放，直接影响能源可持续性和环境健康。

科学界对这两项诺贝尔奖的宣布表示广泛赞誉。《卫报》在2025年10月8日引用专家称，量子隧穿的突破是一个范式转变，可能重新定义从物理学到工程学的多个领域。

《科学美国人》在2025年10月6日的报道中提到，研究人员认为这项工作为更准确的分子相互作用模型奠定了基础，具有药物开发和能源系统的应用。虽然没有包括获奖者的直接声明，但分子海绵的发现同样引发了人们对其在应对气候和能源挑战方面的实际前景的兴奋。

2025年诺贝尔物理学奖和化学奖标志着科学和技术的一个转折点。量子隧穿的突破，《科学美国人》和《卫报》报道，为量子计算和能源高效系统的创新奠定了基础，可能改变我们处理信息和为世界提供动力的方式。与此同时，《自然》对分子海绵的报道强调了它们在应对气候变化和推动可持续能源方面的作用。

未来的挑战在于将这些发现规模化以便于实际使用，从开发经济实惠的分子材料到将量子原理融入日常技术。这些奖项预示着一个科学推动全球挑战解决方案的未来。