美国的戴维·格罗斯 (David J. Gross)、戴维·玻利泽 (H. David Politzer)、弗兰克·维里茨克(FrankWilczek)3 位理论物理学家因为揭示出了强相互作用的“渐近自由”特性和这一特性被后来实验所证实,获得了 2004 年度的诺贝尔物理奖。按历史顺序,简要回顾了强相互作用理论—— —量子色动力学建立的基本“要素”。介绍了理论上如何得出强相互作用“渐近自由”和“渐近自由”的含义。引述了实验检验理论上的渐近自由最典型和最新的情况,展示了强相互作用渐近自由的高度正确性。介绍了基于渐近自由的微扰量子色动力学的要领。指出渐近自由的发现和证实,是确立量子色动力学为描述强相互作用的正确理论的重要依据,同时列举了当前量子色动力学的“色禁闭”等一些前沿问题。渐近自由的发现和证实深刻地影响了粒子物理,如量子色动力学成了标准模型的重要组成部分和导致电、弱、强相互作用的统一理论的研究等。

以色列科学家阿龙·切哈诺沃( Aaron Ciechanover)、阿夫拉姆·赫什科( Avram Hershko)和美国科学家欧文·罗斯( Irwin Rose)因发现泛素调节的蛋白质降解被授予 2004 年诺贝尔化学奖。泛素是一种含 76 个氨基酸的多肽,存在于除细菌外的许多不同组织和器官中,具有标记待降解蛋白质的作用。被泛素标记的蛋白质在蛋白酶体中被降解。泛素控制的蛋白质降解具有重要的生理意义,它不仅能够清除错误蛋白质,对细胞生长周期、 DNA 复制以及染色体结构都有重要的调控作用。

嗅觉系统对我们的生活非常重要,人类和其它哺乳动物利用嗅觉系统可以识别环境中巨大数量的化学物质。嗅觉是如何产生的?为解开这个难题,美国两位科学家阿克塞尔和巴克从编码气味受体的基因入手,发现了识别气味分子的受体,并且证明了嗅觉系统的组织方式,从而告诉世界我们是如何感受气味的。为表彰两人的贡献, Karolinska 医学院诺贝尔奖评审委员会决定授予他们 2004 年诺贝尔生理学或医学奖。介绍了两位科学家是如何破解这个难题的。