錦上添花：2017年科學突破獎公布
科學突破獎
?頒獎現(xiàn)場。圖為科學突破獎的共同發(fā)起人扎克伯格（Mark Zuckerberg，左）、尤里·米爾納（Yuri Milner，右）在臺上演講。本文圖片均來自breakthrough.org
編譯 | 徐鵬、余其身、李林（《知識分子》編譯小組）
責編 | 陳曉雪
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2016年12月4日，以獎金優(yōu)渥著稱的科學突破獎（Breakthrough Prize）名單揭曉。
大隅良典等5名分子生物學家獲得2017年生命科學突破獎，基礎數(shù)學突破獎由1994年菲爾茲獎得主讓·布爾甘（Jean Bourgain）獲得，三位弦論理論物理學家則分享了基礎物理學獎，他們將平分300萬美元的獎金。另外，在今年早些時候，成功探測到引力波信號的LIGO團隊獲得科學突破獎特別獎。
?頒獎現(xiàn)場
科學突破獎自2012年開始頒發(fā)，由俄羅斯億萬富翁尤里·米爾納（Yuri Milner）等企業(yè)家共同設立，以獎勵在生命科學、數(shù)學和基礎物理學領域做出杰出貢獻的科學家。谷歌創(chuàng)立者之一謝爾蓋·布林（Sergey Brin）、23andMe公司創(chuàng)立者安妮·沃西基（Anne Wojcicki）和Facebook創(chuàng)立者扎克伯格（Mark Zuckerberg）及其夫人普莉希拉·陳（Priscilla Chan）、阿里巴巴集團創(chuàng)始人馬云夫婦以及蘋果公司董事長阿瑟·萊文森（Art Levinson）均為該獎項贊助人?？茖W突破獎每年的獲獎者由上屆獲獎者組成的委員位選拔產(chǎn)生。
生命科學突破獎
生命科學突破獎旨在獎勵對頑疾治療和人類壽命延長領域的杰出研究，于2013年開始頒發(fā)。此次獲獎的五位分子生物學家將分別獲得300萬美元的獎金。
斯蒂芬·埃利奇（Stephen J. Elledge）
?斯蒂芬·埃利奇（Stephen J. Elledge）
斯蒂芬·埃利奇，美國遺傳學家，哈佛醫(yī)學院和布萊根婦女醫(yī)院教授，霍華德·休斯醫(yī)學研究所研究員。
獲獎理由
解釋細胞如何響應DNA損傷，為理解癌癥的發(fā)生發(fā)展和治療癌癥提供思路。
細胞中的DNA一直在經(jīng)受各種攻擊，但細胞有監(jiān)測其DNA完整性的能力——埃利奇博士稱之為一種化學的智慧（chemical intelligence）——進而激活各種防御系統(tǒng)。
埃利奇博士的研究興趣十分廣泛。2015年，他和他的團隊報道了一組重要的測試結果：只用不到一滴血，就可以檢測人接觸過的所有病毒。這項測試具有巨大的潛力，可以被用來追蹤疾病在不同種群中的傳播以及研究人的免疫系統(tǒng)如何響應病毒，進而為慢性炎癥和癌癥提供理論基礎。
去年，埃利奇博士還獲得了一項大獎：拉斯克獎，此獎被譽為“北美的諾貝爾獎”。
哈里·諾勒（Harry F. Noller）
?哈里·諾勒（Harry F. Noller）領獎
哈里·諾勒，美國生物化學家，加州大學圣克魯茲分校RNA分子生物學中心主任。
獲獎理由
解析了核糖體的結構，闡明了RNA對核糖體組成的重要性。
核糖體是細胞內的蛋白加工工廠，看起來就像纏在一團的橡皮圈和螺旋線。通過解析它們的卷曲和折疊，科學家們可以更好地理解基因密碼如何被翻譯出來。
他和同事用X-射線晶體衍射獲取了核糖體分子結構的第一張照片。他的工作闡明了核糖體是核糖核酸酶，其中包含一類催化化學反應的RNA分子，可把翻譯出來的氨基酸縫合為蛋白質。
羅蘭·努瑟（Roeland Nusse）
?羅蘭·努瑟（Roeland Nusse）
羅蘭·努瑟，斯坦福大學發(fā)育生物學教授，霍華德·休斯醫(yī)學研究所研究員。1982年，努瑟發(fā)現(xiàn)了第一個Wnt基因。Wnt基因是Wnt信號通路的關鍵成員，在胚胎和干細胞發(fā)育、骨生長和癌癥發(fā)展過程中發(fā)揮重要的作用，對成年人和發(fā)育的胚胎中細胞間的通訊也至關重要。
Wnt信號通路在所有的動物中都存在。它參與多種生理過程，包括誘發(fā)小鼠乳腺癌和幫助編排果蠅的軀體構造。Wnt信號通路已經(jīng)成為了機體的重要組成部分，它引發(fā)的分子級聯(lián)反應可以影響整個身體系統(tǒng)的生長。
胡達·扎戈比（Huda Zoghbi）
?Huda Zoghbi（右）
胡達·扎戈比，美國貝勒醫(yī)學院神經(jīng)學教授，霍華德·休斯醫(yī)學研究院研究員、德克薩斯州兒童醫(yī)院Jan和Dan Duncan神經(jīng)學研究所所長。
她發(fā)現(xiàn)了SCA1基因的突變導致一種神經(jīng)退行性疾病——脊髓小腦性共濟失調（Spinocerebellar ataxia，SCA）。SCA患者通常伴隨手、腳和語言失控，而且通常是致命的。美國約有15萬SCA患者，但遺憾的是，目前沒有有效的治療手段。扎戈比博士的發(fā)現(xiàn)提供了對抗這種疾病的理論基礎。
此外，扎戈比博士還在研究另外一種神經(jīng)退行性疾病雷特綜合征（Rett syndrome）。雷特綜合征主要為女孩患病。在美國，每年有近1000例雷特綜合癥患者產(chǎn)生。扎戈比的團隊深入研究16年，最終鑒定出Mecp2基因的突變可能導致雷特綜合征。此外，她發(fā)現(xiàn)Mecp2基因在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中也發(fā)揮重要功能，為攻克這些疾病提供了新的希望。
大隅良典（Yoshinori Ohsumi）
?大隅良典（中）與家人
大隅良典，細胞生物學家，東京工業(yè)大學創(chuàng)新研究院榮譽教授，也是今年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主。20世紀90年代，大隅良典在酵母中的一系列研究，拓展了我們對細胞回收利用自己（簡而言之，自己吃自己，即“自噬”）的認識。
細胞器、蛋白和其他分子發(fā)生持續(xù)損傷，最終可能撐不下去，成為細胞內的垃圾。垃圾的大量堆積，會產(chǎn)生細胞毒性，進而誘導細胞凋亡。自噬可以幫助細胞清理這些垃圾。此外，當細胞餓了的時候，也可以利用自噬來補充原料。
自噬是怎么發(fā)生的呢？首先，細胞內產(chǎn)生吞噬體，即垃圾袋，可以捕獲垃圾。吞噬體被雙分子膜密封，把垃圾包裹在里面。隨后包裹了垃圾的吞噬體與溶酶體融合，溶酶體中含有多種酶，可以溶解這些垃圾。
自噬的失效可能導致Ⅱ型糖尿病和某些特定的癌癥，以及阿爾茲海默癥和帕金森癥。同時，自噬的研究也會幫助我們更好地理解衰老。
基礎物理學突破獎
科學突破獎的基礎物理學獎項在本年度頒發(fā)了兩次。
今年5月，科學突破獎的發(fā)起人米爾納先生主動宣布為LIGO（激光干涉引力波天文臺）所完成的實驗授予特別的300萬美元，用于獎勵該天文臺去年成功探測到黑洞碰撞事件產(chǎn)生的引力波信號。LIGO的三位創(chuàng)始人羅納德·瑞弗（Ronald W. P. Drever），基普·索恩（Kip S. Thorne）和雷納·外斯（Rainer Weiss）均分其中的100萬美元，該科學團隊另外的1012名科學家分享了獎金的其余部分。
?雷納·韋斯（Rainer Weiss，右）與太太
?接受科學突破獎。左起：基普·索恩、雷納·外斯、羅納德·瑞弗的家人
基礎物理學突破獎授予了在弦理論領域做出了重要進展的三名理論物理學家：哈佛大學的安德魯·斯特明格（Andrew Stominger）、卡朗·瓦法（Cumrun Vafa），以及加州大學圣芭芭拉分?？ǜダ锢碚撐锢硌芯克募s瑟夫·波欽斯基（Joseph Polchinski）。弦理論被認為能夠在最基本層次上解釋物理學的全部定律（即所謂萬物理論），包括黑洞和宇宙的本質，但目前尚未被證實。
?左起：卡朗.瓦法，安德魯.斯特明格和約瑟夫.波欽斯基
根據(jù)弦理論，自然界所有的力和粒子，都是由極其微小的振動的弦構成。1995年，波欽斯基博士的研究發(fā)現(xiàn)，弦理論中也包含著二維或者更高維度的物體，并稱這些物體為“膜”（branes）。這開創(chuàng)了宇宙學的一個新領域，在該體系中，膜是漂浮在額外維空間中的“島宇宙”，就像魚缸中的葉子那樣相互碰撞，或者通過更高的維度相互作用。
在他們1996年所做的著名計算中，波欽斯基博士和瓦法博士利用弦理論計算了黑洞所包含的信息，也就是黑洞的熵。他們的結果證實了斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）采用更為近似的方法所做出的預測——黑洞將泄露輻射并最終爆炸消失。
數(shù)學突破獎
?Jean Bourgain（左）與Mei-Chu Chang博士
讓·布爾甘（Jean Bourgain），1954年出生于比利時奧斯滕德（Ostende），現(xiàn)為美國普林斯頓大學高等研究院教授，1994年菲爾茲獎得主。
在四十年的學術生涯中，作為普林斯頓高等研究院的數(shù)學家，布爾甘平均每年發(fā)表10篇關于一些數(shù)學領域最難解的問題的文章。他近期的工作包括“去耦理論（decoupling theorem）”，這是對畢達哥拉斯定理應用于光和無線電波等振蕩波時一個非常抽象的推論。畢達哥拉斯只是證明了三角形的兩條短邊的長度和斜邊的關系，而布爾甘博士和印第安納大學的西普里安·迪米特（Ciprian Demeter）博士證明的去耦理論指出波的疊加也有相似關系。
新視野獎
新視野獎頒發(fā)給有潛力的青年科學家和學者，分為物理和數(shù)學兩項，獲獎者將獲得10萬美元的獎金，33歲的華人物理學家尹希亦名列其中。
物理學新視野獎
加拿大安大略省圓周理論物理研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）研究員阿斯米娜·阿瓦尼塔基（Asimina Arvanitaki）、斯坦福大學助理教授彼得·格拉姆（Peter Graham）和加州大學伯克利分校助理教授索吉·拉杰德蘭（Surjeet Rajendran） ；
普林斯頓大學物理學教授西蒙·吉奧比（Simone Giombi）和哈佛大學物理系教授尹希（Xi Yin）;
普林斯頓大學物理學教授弗朗斯·普利托瑞斯（Frans Pretorius）。
數(shù)學新視野獎
哥倫比亞大學副教授穆罕默德·阿布扎德（Mohammed Abouzaid）;
日內瓦大學終身教授雨果·敦米尼爾·柯平（Hugo Duminil-Copin）;
俄勒岡大學助理教授本杰明·伊力艾斯（Benjamin Elias）和京都大學訪問學者吉奧迪·威廉森（Geordie Williamson）。
編譯來源：
1.http://www.nytimes.com/2016/12/04/science/breakthrough-prizes-science-math.html?_r=1
2.https://www.ias.edu/scholars/bourgain
3.https://breakthroughprize.org/Prize/3
