美国时间昨日（周日）晚上，科学界中奖金最为丰厚的大奖再次揭晓，突破基金会（Breakthrough Foundation）向物理学家，生命科学家和数学家发放了总额超过 2500 万美元的年度奖金，其中物理学特别突破奖颁给了 LIGO 团队，而这一团队成员超千名。

今年的获奖者包括：

5 名分子生物学家，他们分别在遗传学和细胞生物学领域获得 300 万美元的生命科学突破奖；

1 名数学家独享300美元的数学突破奖；

3 名弦理论科学家将共享 300 万美元的基础物理学突破奖；

1015 位从事 LIGO引力波探测器研究的物理学家们共享一份总额为 300 万美元特别物理学突破奖；

10 名青年科研人员还获得了 6 个较为小额的“新视野”奖项，奖金合计 60万美元；

2 名高中生则因其制作的量子物理及生命科学相关的视频，而每人获得了 40 万美元的青年挑战突破奖金。?


突破基金会的创始人包括：Google 的谢尔盖·布林（Sergey Brin）、23andMe 的安妮·沃西基（ Anne Wojcicki ）、阿里巴巴的马云和他的妻子张瑛、互联网企业家尤里·米尔纳（Yuri Milner）和他的妻子茱莉亚·米尔纳（Julia Milner），以及 Facebook 的马克·扎克伯格和他的妻子普莉希拉·陈（Priscilla Chan）。


突破基金的主要创始人马克·扎克伯格和尤里·米尔纳

这个奖项最初源于尤里·米尔纳在 2012 年的决定，他向 9 名理论物理学家每人提供了 300 万美元的奖金。他认为，物理学家就像是摇滚明星，应该像摇滚明星一样名利双收。

这几年来，随着更多赞助商的加入，这一奖项已经扩展到生命科学和数学领域。每年的获奖者由之前获奖者组成的委员会评审。



突破基金的主要创始人谢尔盖·布林和女友

在过去的几年里，这一奖项在美国宇航局的艾姆斯研究中心（Ames Research Center）揭晓，现场氛围颇能与奥斯卡的颁奖典礼分庭抗礼，而众多明星也会出席，今年的来宾就包括摩根·弗里曼（Morgan Freeman），艾丽西亚·凯斯（Alicia Keys）和杰里米·埃隆斯（Jeremy Evans）等。


特邀著名影星摩根·弗里曼主持今年的突破奖颁奖礼


以下是2017年突破大奖大部分获奖名单：


基础物理学

今年 5 月，突破计划的创始人米尔纳先生宣布向LIGO（激光干涉仪引力波天文台）实验提供300万美元的特别奖金，该实验于去年检测到黑洞碰撞产生的引力波。三分之一的特别奖金（即100万美元）将由主持该实验的三名领导科学家分享，他们是罗纳德·德雷福（Ronald Drever），基普·索恩（Kip S. Thorne）和雷纳·韦斯（Rainer Weiss）。剩余的200万美元奖金将分配给团队中的其他1,012名科学家。

Ronald Drever
Kip S. Thorne

Rainer Weiss

回归到传统上，今年总奖金为300万美元的基础物理学奖授予了三位在弦理论领域做出了突出贡献的理论物理学家。他们的研究方向是这个号称涵盖万物、但至今尚未得到证明的理论，对于黑洞与宇宙来说究竟意味着什么？

三位科学家分别是来自哈佛大学的安德鲁·斯特鲁明格（Andrew Strominger）和卡姆朗·瓦法（Cumrun Vafa），以及加州大学圣巴巴拉分校卡夫利理论物理研究所的约瑟夫·波钦斯基（Joseph Polchinski）。

根据弦理论，所有的力和自然的粒子都是由微小的扭曲的弦组成。 1995年，波钦斯基博士表示，该理论还包含两个维度或更多的对象，称为“膜（brane）”。

该研究最终开辟了宇宙学中的一个全新分支，就像是漂浮在鱼缸中的叶子，膜理论研究的就是这样漂浮在超空间的岛状宇宙，在更高的维度上彼此碰撞或发生相互作用。

在1996年的一个著名的计算中，斯特鲁明格博士和瓦法博士使用弦理论来计算黑洞的信息内容或熵。他们的结果验证了史蒂芬·霍金使用更为粗略的方法得到的预测结果，即黑洞会泄漏辐射并最终爆炸。

Cumrun Vafa
Andrew Strominger

Joseph Polchinski


数学


纽约普林斯顿高等研究所的数学家辛康·布尔甘获得了数学突破奖，该奖奖金总计为300万美元。在长达 40 年的职业生涯中，纽约普林斯顿高等研究所的数学家辛康·布尔甘（Jean Bourgain）每年平均发表 10 篇论文，解决了数学领域中不少十分困难的问题。


Jean Bourgain

他最近的一些工作包括“去耦定理”，这是对于毕达哥拉斯定理非常抽象的推广，应用于描述诸如光或无线电波的振荡波。

虽然毕达哥拉斯定理仅仅揭示了直角三角形的两个较短边的长度与较长的斜边相关，但是布尔甘博士和印第安纳大学的西普里安·迪米特（Ciprian Demeter）证明的去耦定理表明，在波的叠加中也会出现类似的关系。


生命科学


Stephen Elledge

今年60岁的史蒂芬·埃里奇（Stephen Elledge）是哈佛医学院遗传学和医学系，以及波士顿布里格姆（Brigham）妇女医院的教授。他的研究致力于阐释“细胞如何感知和应对DNA损伤，以及它们如何提供与癌症发展和治疗新思路”，并因此获得突破大奖。

埃里奇博士揭示了DNA不断受到攻击，但拥有一种他称为“化学智能”的能力，可以监测自己的完整性和并激活各种防御机制。

他的研究兴趣十分宽广。在2015年，他和他的团队报告说，他们开发了一种测试手段，只需不到一滴血的血量，就可以揭示一个人曾经感染过的所有病毒。其他科学家在这一测试中看到了巨大的潜力，声称这一技术可以用于跟踪人群中的疾病模式，并使我们能够更好地认识到病毒和身体对它们的免疫反应是如何引发慢性疾病和癌症的。

去年，埃里奇博士赢得了另一项大奖：拉斯克奖（Lasker Award），而该奖通常被称为美国诺贝尔奖。


Harry Noller

哈里·诺勒（Harry Noller）参与揭示了核糖体的结构，并确定了RNA对其机制的重要性。核糖体类似于在细胞内组装蛋白质的工厂。他们看起来像就像是缠绕在一团的橡皮筋和卷曲的电线。但是，通过对他们的曲折和折叠进行解码，科学家们可以更好地理解遗传代码是如何进行转译的。

诺勒博士是加州大学圣克鲁斯分校RNA分子生物学中心主任。他和同事们使用X射线晶体衍射技术获得了核糖体分子结构的第一幅图像。他的工作还揭示了核糖体的核酶结构，这是一种可以促进化学反应的RNA分子。在这种情况下，核糖酶将氨基酸缝合在一起，用以构建蛋白质。



Roeland Nusse

斯坦福大学发展生物学教授，同时也是霍华德休斯医学研究所的研究员罗兰德·努斯（Roeland Nusse），在1982年参与发现了第一个Wnt基因。该基因是较大的Wnt信号通路的一部分，其在胚胎、干细胞、骨骼生长和癌症的发育中起着至关重要的作用。它对于成人以及发育中的胚胎中的细胞之间的通讯也是至关重要的。

Wnt信号通路存在于动物王国的每一个分支。它几乎无处不在，例如在小鼠中引发乳腺癌，或者是控制果蝇身体生长等。由于它引起的分子级联影响身体的整个生态系统的生长，Wnt通路已经成为了生物学中许多方向的重要组成部分。


Huda Zoghbi

胡达·佐戈比（Huda Zoghbi）博士是贝勒医学院（Baylor College of Medicine）神经学教授，霍华德休斯医学院研究员。她发现了被称为SCA1的基因的突变引起脊髓小脑性共济失调的神经退行性疾病。它使得人们逐渐丧失对手、腿和言语的控制。在美国，估计有15万人患有这种疾病。由于现在还没有已知的治愈方法，这一疾病最终是致命的。

但是洞悉其内部机制，可能为今后找到一种能用来延阻该疾病进一步恶化的手段指明了方向。佐戈比博士的研究结果为攻克这一难疾打下了坚实的基础。

佐戈比博士还参与揭示了另一种神经退行性疾病Rett综合征背后的罪魁祸首。这种瘫痪症状的发病对象主要集中于年轻女生，并且通常是致命的。在美国，每年这种病例少于1000例。她的团队花了16年搜索了疾病背后的原因，最终确定病因为基因MECP2突变。通过对该基因进行鉴定，她还发现该基因在其他神经疾病中起作用，为抗击这一疾病指明了方向。


Yoshinori Ohsumi

来自日本东京工业大学创新研究所的细胞生物学家和荣誉教授大隅良典（Yoshinori Ohsumi）通过他在20世纪90年代对酵母进行的研究，帮助我们了解细胞是如何实现自我循环的，这一过程被称为自噬。

细胞器、蛋白质和细胞内的其他分子会不断损坏或损耗，这一过程尤其是在细胞发生分裂时更为突出。如果有太多的垃圾堆积，这些垃圾会变得有毒，并杀死细胞。从另一个角度看，自噬也是一种为细胞提供能量的一种工具，尤其是当细胞饥饿时。

在自噬期间，细胞会产生称为自噬体的内部垃圾袋，并用其来捕获废物。自噬体由保持在废物中的双膜密封。然后，它们与称为溶酶体的细胞器融合，其携带的酶能够溶解任何内部的物质。

研究人员，认为自噬的失败可能导致了II型糖尿病和某些类型的癌症，以及阿尔茨海默氏病和帕金森病。他们还认为，自噬的过程可以帮助我们更好地了解老龄化的过程。

今年，大隅良典博士赢得了生理学及医学的诺贝尔奖，凸显了细胞自食过程的重要性。

以上五人共分得总计300万美元的生命科学突破奖。


新视野奖

除了 300 万美元的大奖之外，颁奖大会还颁发了另外 6 个新地平线奖项（New Horizons prize），其中一半在物理学领域，另一半在数学领域。每项新地平线奖奖金为10万美金。

物理学奖获得者是：加拿大安大略省圆周理论物理研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）的阿斯米娜·阿瓦尼塔基（Asimina Arvanitaki）; 斯坦福大学的彼得·格拉姆（Peter Graham）和加州大学伯克利分校的索吉·拉杰德兰（Surjeet Rajendran），他们将平分一个奖项; 普林斯顿的西蒙吉奥比（Simone Giombi）和哈佛的尹希（Xi Yin）分得另一个奖项; 以及来自普林斯顿的弗朗斯·普利托瑞斯（Frans Pretorius）。

在数学领域方面，新视野获奖者是哥伦比亚大学的穆罕默德·阿布扎德（Mohammed Abouzaid）; 日内瓦大学的胡戈`敦米尼尔·柯平（Hugo Duminil-Copin）; 俄勒冈大学的本杰明·伊力艾斯（Benjamin Elias）和京都大学的吉奥迪·威廉森（Geordie Williamson）。

编辑：胡仲略



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