錦上添花：2017年科學(xué)突破獎(jiǎng)公布
科學(xué)突破獎(jiǎng)
?頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)。圖為科學(xué)突破獎(jiǎng)的共同發(fā)起人扎克伯格（Mark Zuckerberg，左）、尤里·米爾納（Yuri Milner，右）在臺(tái)上演講。本文圖片均來(lái)自breakthrough.org
編譯 | 徐鵬、余其身、李林（《知識(shí)分子》編譯小組）
責(zé)編 | 陳曉雪
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2016年12月4日，以獎(jiǎng)金優(yōu)渥著稱的科學(xué)突破獎(jiǎng)（Breakthrough Prize）名單揭曉。
大隅良典等5名分子生物學(xué)家獲得2017年生命科學(xué)突破獎(jiǎng)，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)突破獎(jiǎng)由1994年菲爾茲獎(jiǎng)得主讓·布爾甘（Jean Bourgain）獲得，三位弦論理論物理學(xué)家則分享了基礎(chǔ)物理學(xué)獎(jiǎng)，他們將平分300萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。另外，在今年早些時(shí)候，成功探測(cè)到引力波信號(hào)的LIGO團(tuán)隊(duì)獲得科學(xué)突破獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)。
?頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)
科學(xué)突破獎(jiǎng)自2012年開始頒發(fā)，由俄羅斯億萬(wàn)富翁尤里·米爾納（Yuri Milner）等企業(yè)家共同設(shè)立，以獎(jiǎng)勵(lì)在生命科學(xué)、數(shù)學(xué)和基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域做出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)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(tuán)創(chuàng)始人馬云夫婦以及蘋果公司董事長(zhǎng)阿瑟·萊文森（Art Levinson）均為該獎(jiǎng)項(xiàng)贊助人。科學(xué)突破獎(jiǎng)每年的獲獎(jiǎng)?wù)哂缮蠈毛@獎(jiǎng)?wù)呓M成的委員位選拔產(chǎn)生。
生命科學(xué)突破獎(jiǎng)
生命科學(xué)突破獎(jiǎng)旨在獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)頑疾治療和人類壽命延長(zhǎng)領(lǐng)域的杰出研究，于2013年開始頒發(fā)。此次獲獎(jiǎng)的五位分子生物學(xué)家將分別獲得300萬(wàn)美元的獎(jiǎng)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(guó)遺傳學(xué)家，哈佛醫(yī)學(xué)院和布萊根婦女醫(yī)院教授，霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員。
獲獎(jiǎng)理由
解釋細(xì)胞如何響應(yīng)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(xì)胞中的DNA一直在經(jīng)受各種攻擊，但細(xì)胞有監(jiān)測(cè)其DNA完整性的能力——埃利奇博士稱之為一種化學(xué)的智慧（chemical intelligence）——進(jìn)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(tuán)隊(duì)報(bào)道了一組重要的測(cè)試結(jié)果：只用不到一滴血，就可以檢測(cè)人接觸過的所有病毒。這項(xiàng)測(cè)試具有巨大的潛力，可以被用來(lái)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(yīng)病毒，進(jìn)而為慢性炎癥和癌癥提供理論基礎(chǔ)。
去年，埃利奇博士還獲得了一項(xiàng)大獎(jiǎng)：拉斯克獎(jiǎng)，此獎(jiǎng)被譽(yù)為“北美的諾貝爾獎(jiǎng)”。
哈里·諾勒（Harry F. Noller）
?哈里·諾勒（Harry F. Noller）領(lǐng)獎(jiǎng)
哈里·諾勒，美國(guó)生物化學(xué)家，加州大學(xué)圣克魯茲分校RNA分子生物學(xué)中心主任。
獲獎(jiǎng)理由
解析了核糖體的結(jié)構(gòu)，闡明了RNA對(duì)核糖體組成的重要性。
核糖體是細(xì)胞內(nèi)的蛋白加工工廠，看起來(lái)就像纏在一團(tuán)的橡皮圈和螺旋線。通過解析它們的卷曲和折疊，科學(xué)家們可以更好地理解基因密碼如何被翻譯出來(lái)。
他和同事用X-射線晶體衍射獲取了核糖體分子結(jié)構(gòu)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(xué)反應(yīng)的RNA分子，可把翻譯出來(lái)的氨基酸縫合為蛋白質(zhì)。
羅蘭·努瑟（Roeland Nusse）
?羅蘭·努瑟（Roeland Nusse）
羅蘭·努瑟，斯坦福大學(xué)發(fā)育生物學(xué)教授，霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員。1982年，努瑟發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)Wnt基因。Wnt基因是Wnt信號(hào)通路的關(guān)鍵成員，在胚胎和干細(xì)胞發(fā)育、骨生長(zhǎng)和癌癥發(fā)展過程中發(fā)揮重要的作用，對(duì)成年人和發(fā)育的胚胎中細(xì)胞間的通訊也至關(guān)重要。
Wnt信號(hào)通路在所有的動(dòng)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(gòu)造。Wnt信號(hào)通路已經(jīng)成為了機(jī)體的重要組成部分，它引發(fā)的分子級(jí)聯(lián)反應(yīng)可以影響整個(gè)身體系統(tǒng)的生長(zhǎng)。
胡達(dá)·扎戈比（Huda Zoghbi）
?Huda Zoghbi（右）
胡達(dá)·扎戈比，美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院神經(jīng)學(xué)教授，霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究院研究員、德克薩斯州兒童醫(yī)院Jan和Dan Duncan神經(jīng)學(xué)研究所所長(zhǎng)。
她發(fā)現(xiàn)了SCA1基因的突變導(dǎo)致一種神經(jīng)退行性疾病——脊髓小腦性共濟(jì)失調(diào)（Spinocerebellar ataxia，SCA）。SCA患者通常伴隨手、腳和語(yǔ)言失控，而且通常是致命的。美國(guó)約有15萬(wàn)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(duì)抗這種疾病的理論基礎(chǔ)。
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(guó)，每年有近1000例雷特綜合癥患者產(chǎn)生。扎戈比的團(tuán)隊(duì)深入研究16年，最終鑒定出Mecp2基因的突變可能導(dǎo)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(xì)胞生物學(xué)家，東京工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新研究院榮譽(yù)教授，也是今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主。20世紀(jì)90年代，大隅良典在酵母中的一系列研究，拓展了我們對(duì)細(xì)胞回收利用自己（簡(jiǎn)而言之，自己吃自己，即“自噬”）的認(rèn)識(shí)。
細(xì)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(xì)胞內(nèi)的垃圾。垃圾的大量堆積，會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞毒性，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。自噬可以幫助細(xì)胞清理這些垃圾。此外，當(dāng)細(xì)胞餓了的時(shí)候，也可以利用自噬來(lái)補(bǔ)充原料。
自噬是怎么發(fā)生的呢？首先，細(xì)胞內(nèi)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(dǎo)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(shí)，自噬的研究也會(huì)幫助我們更好地理解衰老。
基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)
科學(xué)突破獎(jiǎng)的基礎(chǔ)物理學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)在本年度頒發(fā)了兩次。
今年5月，科學(xué)突破獎(jiǎng)的發(fā)起人米爾納先生主動(dòng)宣布為L(zhǎng)IGO（激光干涉引力波天文臺(tái)）所完成的實(shí)驗(yàn)授予特別的300萬(wàn)美元，用于獎(jiǎng)勵(lì)該天文臺(tái)去年成功探測(cè)到黑洞碰撞事件產(chǎn)生的引力波信號(hào)。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(wàn)美元，該科學(xué)團(tuán)隊(duì)另外的1012名科學(xué)家分享了獎(jiǎng)金的其余部分。
?雷納·韋斯（Rainer Weiss，右）與太太
?接受科學(xué)突破獎(jiǎng)。左起：基普·索恩、雷納·外斯、羅納德·瑞弗的家人
基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)授予了在弦理論領(lǐng)域做出了重要進(jìn)展的三名理論物理學(xué)家：哈佛大學(xué)的安德魯·斯特明格（Andrew Stominger）、卡朗·瓦法（Cumrun Vafa），以及加州大學(xué)圣芭芭拉分校卡弗里理論物理研究所的約瑟夫·波欽斯基（Joseph Polchinski）。弦理論被認(rèn)為能夠在最基本層次上解釋物理學(xué)的全部定律（即所謂萬(wàn)物理論），包括黑洞和宇宙的本質(zhì)，但目前尚未被證實(shí)。
?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(dòng)的弦構(gòu)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(xué)的一個(gè)新領(lǐng)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(jì)算中，波欽斯基博士和瓦法博士利用弦理論計(jì)算了黑洞所包含的信息，也就是黑洞的熵。他們的結(jié)果證實(shí)了斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）采用更為近似的方法所做出的預(yù)測(cè)——黑洞將泄露輻射并最終爆炸消失。
數(shù)學(xué)突破獎(jiǎng)
?Jean Bourgain（左）與Mei-Chu Chang博士
讓·布爾甘（Jean Bourgain），1954年出生于比利時(shí)奧斯滕德（Ostende），現(xiàn)為美國(guó)普林斯頓大學(xué)高等研究院教授，1994年菲爾茲獎(jiǎng)得主。
在四十年的學(xué)術(shù)生涯中，作為普林斯頓高等研究院的數(shù)學(xué)家，布爾甘平均每年發(fā)表10篇關(guān)于一些數(shù)學(xué)領(lǐng)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(duì)畢達(dá)哥拉斯定理應(yīng)用于光和無(wú)線電波等振蕩波時(shí)一個(gè)非常抽象的推論。畢達(dá)哥拉斯只是證明了三角形的兩條短邊的長(zhǎng)度和斜邊的關(guān)系，而布爾甘博士和印第安納大學(xué)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(guān)系。
新視野獎(jiǎng)
新視野獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給有潛力的青年科學(xué)家和學(xué)者，分為物理和數(shù)學(xué)兩項(xiàng)，獲獎(jiǎng)?wù)邔@得10萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金，33歲的華人物理學(xué)家尹希亦名列其中。
物理學(xué)新視野獎(jiǎng)
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(xué)助理教授彼得·格拉姆（Peter Graham）和加州大學(xué)伯克利分校助理教授索吉·拉杰德蘭（Surjeet Rajendran） ；
普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授西蒙·吉奧比（Simone Giombi）和哈佛大學(xué)物理系教授尹希（Xi Yin）;
普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授弗朗斯·普利托瑞斯（Frans Pretorius）。
數(shù)學(xué)新視野獎(jiǎng)
哥倫比亞大學(xué)副教授穆罕默德·阿布扎德（Mohammed Abouzaid）;
日內(nèi)瓦大學(xué)終身教授雨果·敦米尼爾·柯平（Hugo Duminil-Copin）;
俄勒岡大學(xué)助理教授本杰明·伊力艾斯（Benjamin Elias）和京都大學(xué)訪問學(xué)者吉奧迪·威廉森（Geordie Williamson）。
編譯來(lái)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
