2019生命科學、基礎物理和數學突破獎得主公布

2020-12-04 矽谷動力

2200萬美元用於獎勵治療致命嬰兒疾病的藥物、超解析度成像、新型電子材料的發現和其它重要成就

2019生命科學突破獎得主為弗蘭克-貝內特、阿德裡安-克雷納、安吉麗卡-阿蒙、莊小威和陳志堅

2019基礎物理突破獎得主為查爾斯-凱恩與尤金-梅萊

2019數學突破獎得主為文森特-拉福格

共計60萬美元的新視野獎用於獎勵物理和數學研究人員的事業早期成就

包括2018基礎物理特別突破獎得主約瑟琳-貝爾-伯奈爾的所有獲獎者都將參加11月4號(周日)舉行的全網直播的頒獎典禮

舊金山2018年10月18日電 /美通社/ -- 突破獎基金會與捐贈人謝爾蓋-布林 (Sergey Brin)、馬克-扎克伯格 (Mark Zuckerberg) 與妻子普莉希拉-陳 (Priscilla Chan)、馬化騰、尤裡-米爾納與妻子茱莉亞-米爾納 (Yuri and Julia Milner) 和安妮-沃西基 (Anne Wojcicki) 今天公布2019年突破獎的獲獎人,總計2200萬美元的獎金分別用於獎勵在生命科學、基礎物理學和數學領域取得重大突破的九位研究人員。

第七屆年度突破獎頒獎典禮將於11月4日(周日)在加州山景城的美國航天局埃姆斯研究中心舉行,並在國家地理頻道 (National Geographic) 上直播。這個科學奧斯卡頒獎典禮將由著名演員、製片人兼慈善家皮爾斯-布魯斯南 (Pierce Brosnan) 主持,屆時突破獎與新視野獎獲獎者將在典禮上獲得表彰。

突破獎是全世界科學領域內獎金最豐厚的的獎項,單項獎金高達300萬美元。今年,第七屆突破獎將表彰生命科學、基礎物理和數學領域的重大成就,這些學科提出最終極的問題,並尋求最深刻的答案。

今年表彰的發現包括:

  • 在生命科學領域,一種非常成功的基因治療藥物Spinraza能用於治療一種致命的嬰幼兒疾病--脊髓性肌萎縮症;
  • 超越傳統光學顯微鏡的超解析度成像技術,該技術揭示了細胞內部的全新結構;
  • 揭示細胞檢測外源DNA並引發免疫反應的機制,有助於人類治療癌症和自身免疫疾病;
  • 染色體數目異常與幾乎所有種類的癌症相關,並對人體造成極其嚴重的後果。
  • 在基礎物理學領域,一系列令人驚嘆的理論知識進步包括發現同時導電和阻電的新型電子材料,並將對量子計算領域產生變革性作用。
  • 在數學領域,獎勵在函數域中,對朗蘭茲綱領做出的開創性貢獻。

除了七個主要大獎,突破獎還將向七位物理學家和五位數學家頒發六個新視野獎,表彰他們在各自領域的早期成就,單項獎金10萬美元。獲獎理由詳情請見下文。

2019年突破獎和新視野獎獲得者將於11月4日(周日)在科學奧斯卡頒獎典禮上獲得表彰。頒獎典禮將由著名演員、製片人兼慈善家皮爾斯-布魯斯南主持,屆時科學與科技行業的知名人物將與明星、運動員和音樂家齊聚一堂,共同慶祝科學與科技行業的重大突破。今年的頒獎典禮將在加州山景城的美國航天局埃姆斯研究中心通過國家地理頻道、YouTube 和 Facebook Live 現場直播。

今年9月,基礎物理學的另一項特別突破獎也被宣布,以表彰英國天體物理學家約瑟琳-貝爾-伯奈爾 (Jocelyn Bell Burnell) 在發現脈衝星中的重要作用,以及她在過去五十年裡鼓舞人心的科學領導力。脈衝星是一種異乎尋常的新型恆星,於1968年2月首次宣布發現。

2019年突破獎-類別-理由-描述

突破獎 -- 生命科學獎

弗蘭克-貝內特 (C. Frank Bennett) 和阿德裡安-克雷納 (Adrian Krainer) -- 他們分別來自伊奧尼斯製藥公司 (Ionis Pharmaceuticals) 和冷泉港實驗室 (Cold Spring Harbor Laboratory)。

獲獎理由:他們開發了一種有效的反義寡核苷酸療法,用於治療兒童神經退行性疾病脊髓性肌萎縮症。

描述:脊髓性肌萎縮症 (SMA) 是一種罕見但極具破壞性的疾病,是導致嬰兒死亡的主要遺傳因素。許多脊髓性肌萎縮症兒童患者在兩歲前就去世了。但是現在它不再是死刑。藥理學家弗蘭克-貝內特和生物化學家阿德裡安-克雷納基於他們關於反義技術的發現,以及 RNA 拼接的自然過程,生產出第一種治療脊髓性肌萎縮症的藥物 -- Nusinersen(由百健 (Biogen) 以 Spinraza 的名義銷售)。該藥物於2016年獲得美國食品及藥物管理局的批准,是目前正在開發的一種有望用於治療家族性自主神經功能障礙、膠質母細胞瘤和肝癌的新型反義治療藥物之一。這項工作也為使用新的基因沉默方法治療亨廷頓舞蹈症、肌萎縮側索硬化 (ALS)、脊髓小腦失調、帕金森和阿爾茨海默症鋪平了道路。貝內特在新墨西哥州阿茲特克市的家庭旅館裡長大。在老師的鼓勵下,他開始從事藥理學,並對尋找特別可怕疾病的治療方法產生了熱情。東歐裔的克雷納在烏拉圭蒙得維的亞長大。他很欣賞孟德爾的研究成果,高中時就對遺傳學產生了濃厚的興趣。貝內特和克雷納之前都知道對方的工作,他們在2004年聯手研究脊髓性肌萎縮症,一直合作至今。

安吉麗卡-阿蒙 (Angelika Amon) -- 麻省理工學院和霍華德休斯醫學研究所

獲獎理由:確定了染色體異倍性的後果,即由於染色體錯分離而導致的染色體數目異常。

描述:額外的染色體可導致破壞性後果(唐氏綜合症、流產等)。事實上,80%的癌症都有額外的或缺失的染色體。

出生於維也納的分子生物學家安吉麗卡-阿蒙闡明了染色體數目的不規則性(「異倍性」)如何產生應激反應,並破壞細胞的故障安全、錯誤修復系統,從而導致基因突變快速積累。她希望基於她在異倍性引發細胞缺陷方面的工作,進一步了解異倍性後果,從而了解癌症的演變,並有助於確定新的癌症治療靶點。阿蒙靠她所謂的「奶奶測試」想法生活 -- 一個想法必須很容易解釋,才能激發她的興趣。她總是從簡單的問題中得到重大的答案。

莊小威 -- 哈佛大學和霍華德休斯醫學研究所

獲獎理由:通過開發超解析度成像技術來發現細胞內隱藏的結構 -- 這種方法超越了光學顯微鏡的基本空間解析度極限。

描述:莊小威是一位神童。六歲時,她就能識別出作用在一杯水中的大氣作用力,這給她父親留下了深刻的印象。她的父親是中國一所領先的科技大學的空氣動力學教授。多年後,她在史丹福大學獲得博士後學位,當時正值顯微鏡技術的黃金時代開端,她將自己對物理的熱情傾注於生物成像以及對生物系統的探索上。在哈佛大學的實驗室裡,她發明了一種超解析度成像方法 (STORM),利用可切換的螢光分子打破了傳統顯微鏡的衍射極限。結果是:人類頭髮的粗細萬分之一的分子和細胞結構形成超高解析度圖像。在 STORM 的幫助下,她的實驗室已經發現了以前不為人知的細胞結構,比如大腦神經元中的周期性膜骨架。

陳志堅 (Zhijian "James" Chen) -- 德克薩斯大學西南醫學中心和霍華德休斯醫學研究所。

獲獎理由:通過 DNA 傳感酶 cGAS 的發現,闡明 DNA 如何從細胞內部觸發免疫和自身免疫反應。

描述:T細胞和其它白細胞是免疫系統的前線戰士。生物化學家陳志堅闡明了潛在的、先天的免疫系統的工作 -- 它們在我們體內的每個細胞外運作,觸發對病毒、壓力、輻射和其他脅迫的展開(或過度展開)的反擊反應。陳志堅的實驗室已經展示了入侵者帶來的 DNA 或者從細胞核中滲出的 DNA 是如何被一種蛋白質感知的,這種蛋白質最終激活了T細胞和白細胞。他現在正利用這種強大的治療力量來阻止癌症等疾病;並在這種機制失效的時候,比如在有關節炎和狼瘡這樣的一些自身免疫性疾病的情況下,控制這種機制。陳志堅在中國福建省的一個偏遠山村長大,在年幼時,他對自然表現出一種與生俱來的好奇心,他的父母鼓勵他從事科學事業。他移居美國並在紐約州立大學布法羅分校獲得博士學位。他認為科學沒有國界,疾病是我們共同的敵人。

評選委員會主席科裡-巴格曼 (Cori Bargmann) 表示:「生命科學突破獎的獲獎者向我們展示了這一切是如何做到的。通過創造、創新、堅持和技巧,他們每個人都帶來了以前無法想像的進步。」

突破獎 -- 基礎物理學獎

查爾斯-凱恩 (Charles Kane) 與尤金-梅萊 (Eugene Mele),二人均來自賓夕法尼亞大學。

獲獎理由:物理學中拓撲學和對稱性的新思想,導致對一類僅在其表面導電的新材料的預測。

描述:自本-富蘭克林時代以來,我們開始根據電的性質上區分物體,它們要麼導電,要麼絕緣。但是這一概念被查爾斯-凱恩和尤金-梅萊徹底改變,他們二人預測了一類新的材料 -- 「拓撲絕緣體」。這些材料的邊界是不可接觸的導體,但其內部為絕緣體。他們的發現對量子計算中的「太空競賽」具有重要意義,並可能引發在計算中保證巨大能量效率的新一代電子設備的誕生。拓撲絕緣體還為關於物質和能量的基本性質等深層問題打開了一個窗口,因為它們表現出類似於物理學基本粒子(電子和光子)的粒子狀激發,但這種激發可以在實驗室以電子和光子無法做到的方式進行控制。這些連接提供了一種新的概念框架,可用於控制不同物質狀態下的電荷、光,甚至是機械波的流動。意料之外的應用似乎也是不可避免的:當電晶體於1947年發明時,沒有人能夠真正地預測,未來的信息技術能夠將數 TB 的數據塞進微小的矽晶片上。

評選委員會主席愛德華-威滕 (Edward Witten) 表示:「凱恩和梅萊以非凡的方式將拓撲學的新思想引入量子物理學。這一故事徐徐展開,太美好了。」

突破獎 -- 數學獎

文森特-拉福格 (Vincent Lafforgue) -- 法國國家科學研究中心 (CNRS) 和格勒諾布爾弗裡埃爾研究所 (Institut Fourier, Universite Grenoble Alpes)

獲獎理由:他在數學幾個領域內的開創性工作,特別是函數域中對朗蘭茲綱領的貢獻。

描述:法國人一向擁有擁有最了不起的數學家 -- 從笛卡爾、費馬、帕斯卡到龐加萊。年代較近的,韋伊、塞爾和格羅滕迪克建立了代數幾何學的基礎 -- 從中創造了算術幾何。文森特-拉福格是這個學術領域的領軍者,而且以算術幾何為核心延展出在密碼學和信息安全技術方面的新發現。拉福格在位于格勒諾布爾的 CNRS 任教,CNRS 是歐洲最大的基礎科學機構。他擁有終身教職,可以自由地思考不可思議的問題。拉福格十分關注生態危機,現在專注於量子力學中的算子代數,並為清潔能源技術設計新材料。他喜歡在阿爾卑斯山腳下徒步旅行。

評選委員會主席理察-泰勒 (Richard Taylor) 表示:「文森特-拉福格在函數域中發現了一個優美而簡單直接的證明。在看到它之後,你會問自己,我們其他人怎麼會這麼久都沒有想到。你終於明白為什麼朗蘭茲綱領的對應關係必須存在 -- 它似乎不再是一種複雜計算下的不可論證的的奇妙結果。」

科學突破特別獎 -- 基礎物理學獎

約瑟琳-貝爾-伯奈爾 -- 鄧迪大學和牛津大學

獲獎理由:對於脈衝星發現所作出的基礎性貢獻,以及一生中在科學界所展示的非凡領導力。

科學突破獎 -- 物理新視野獎

布萊恩-梅茨赫爾 (Brian Metzger) -- 哥倫比亞大學

獲獎理由:對於來自中子星合併的電磁信號的開創性預測,以及在新興的多信使天文學領域所展現的領導力。

拉納-阿迪卡裡 (Rana Adhikari)、麗薩-巴索迪 (Lisa Barsotti) 和馬修-埃文斯 (Matthew Evans),第一位來自加州理工學院,後兩位均來自麻省理工學院。

獲獎理由:他們在現在和將來的地面引力波探測器的研究工作。

丹尼爾-哈羅 (Daniel Harlow)、丹尼爾-賈弗裡斯 (Daniel L. Jafferis) 和阿倫-沃爾 (Aron Wall),他們分別來自麻省理工學院、哈佛大學和史丹福大學。

獲獎理由:他們關於量子信息、量子場論以及引力研究的基礎性觀點。

數學新視野獎

許晨陽 -- 來自麻省理工學院和北京國際數學研究中心

獲獎理由:在最小模型綱領作出的重要進展以及其在代數簇模空間中的應用。

卡裡姆-阿迪拉西託 (Karim Adiprasito) 與俊哈 (June Huh),分別來自耶路撒冷希伯來大學和普林斯頓高等研究院。

獲獎理由:他們與 Eric Katz 一起發展了組合霍奇 (Hodge) 理論,進而解決了 Rota 的數凹 (log-concavity) 猜想。

凱撒-馬託馬克 (Kaisa Matomäki) 與馬克思姆-蘭德茲維爾 (Maksym Radziwill),分別來自圖爾庫大學與加州理工學院。

獲獎理由:他們對於理解乘性函數取值的局部相關性所作出的基礎性突破。

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