辦得像奧斯卡晚會，獎金超越諾貝爾獎的突破獎頒發了

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上周日晚，科學界最盛大「獎金日」再度登場。此次，「突破基金會」（Breakthrough Foundation）將超過 2500 萬美元的年度獎金授予了 1000 多名物理學家、生命科學家和數學家。

今年的獲獎者包括 5 位分子生物學家（遺傳學和細胞生物學領域，每人各獲 300 萬美元獎金）、1 位數學家、弦理論學家 3 人團隊（3 人分攤 300 萬美元獎金），還有 1015 名致力於 LIGO 重力波探測儀的物理學家們（他們將一同分享 300 萬美元的特別獎獎金）。此外，還有 6 項「新視野獎」（New Horizons），共計 60 萬美元的獎金頒發給了 10 位科研界「新人」，另有兩位高中生因製作科學視頻，各獲得獎金 40 萬美元。

突破基金會（Breakthrough Foundation）由 Google 公司的謝爾蓋·布林（Sergey Brin）、23andMe 公司的安妮·沃西基（Anne Wojcicki）、阿里巴巴的馬雲與妻子張瑛、互聯網界企業家尤里·米爾納（Yuri Milner）與妻子茱莉亞·米爾納（Julia Milner），還有 Facebook 的馬克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）與妻子普莉希拉·陳（Priscilla Chan）聯合創立。

基金會的想法起源於 2012 年米爾納的一個決定：他要向 9 名理論物理學家頒發每人 300 萬美元的獎金，因為在他看來，物理學家與搖滾明星一樣，不僅要重金嘉獎，還要隆重地慶祝一番。近年來，隨著更多贊助人加入，基金會的獎項也擴展至了生命科學與數學領域。每年的獲獎者均由此前獲獎者組成的委員會選定。

過去幾年，突破獎在美國宇航局艾姆斯研究中心頒布，頗有奧斯卡頒獎禮的風範，好萊塢明星雲集。今年的出席者包括摩根·弗里曼（Morgan Freeman）、Alicia Keys 以及 Jeremy Iron。

摩根·弗里曼（Morgan Freeman）在 2017 年「突破獎」（Breakthrough Prize）頒獎禮的舞台上，加州山景城（Mountain View）美國宇航局艾姆斯研究中心（NASA Ames Research Center）。圖片版權 Kimberly White/Getty Images，Breakthrough基礎物理學突破獎

今年頒發了兩項物理學突破獎。

今年五月，基金會創始人米爾納宣布，將一筆 300 萬美元的特別獎金頒發給 LIGO 激光干涉引力波觀察儀團隊，他們探測到了去年兩個黑洞相撞產生的引力波。三分之一的獎金授予 3 名實驗項目領導人 Ronald W.P. Drever、Kip S. Thorne 和 Rainer Weiss，其餘獎金分給團隊里其他 1012 名科學家。

Ron Drever、Kip Thorne 和 Rainer Weiss。圖片版權 Breakthrough Prize, Gary Cameron/Reuters, Breakthrough Prize

回歸最初的獎項設置，今年常規的物理學突破獎頒給了物理理論學家三人組，他們在弦理論領域取得了重要進展。弦理論在提出後尚未證實，它事關萬物，可能會解開黑洞、宇宙的相關問題。獲獎者是哈佛大學的 Andrew Strominger、Cumrun Vafa 和加州大學聖巴巴拉校區科維里理論物理研究所（Kavli Institute for Theoretical Physics）的 Joseph Polchinski。

Cumrun Vafa, Andrew Strominger 和 Joseph Polchinski。圖片版權 Breakthrough Prize

根據弦理論，自然界所有力和粒子都是微小的扭動的弦。1995 年，Polchinski 博士表明，該理論也涵蓋二維或多維實體—— 「膜」（brane）。這一發現開闢了宇宙學一個全新的分支，膜可能是漂浮在多維空間中的島狀宇宙，就像飄落魚缸的樹葉，它們相互衝撞，或者在更高維空間中相互作用。

1996 年，Strominger 和 Vafa 博士進行了一次著名的運算，他們利用弦理論計算了一個黑洞的信息內容，或者叫「熵」。它們通過更精確的方法得出結果，證實了斯蒂芬·霍金的一項預測：黑洞會泄露輻射，最終會爆炸。

數學突破獎

普林斯頓高等研究所的數學家 Jean Bourgain 在 40 年的職業生涯中，平均每年發表 10 篇論文，解決了數學領域一些最困難的問題。

Jean Bourgain。圖片版權 Breakthrough Prize

他最新的研究成果包括「解耦定理」（decoupling theorem）——這一定理是對勾股定理在光、無線電等震蕩波上應用的抽象歸納。勾股定理只表明了直角三角形兩個短邊與斜邊的長度關係，但 Bourgain 與印第安納大學的 Ciprian Demeter 證明的解耦定理表明，波的疊加也有類似的關係。

生命科學突破獎

Stephen J. Elledge，60 歲，遺傳學和醫藥學教授，任職於哈佛大學醫學院、波士頓布萊根婦女醫院（Brigham and Women』s Hospital），同時是霍華德休斯醫學研究所（Howard Hughes Medical Institute）的研究學者。他的獲獎原因是，他解釋了「細胞如何感知與應對 DNA 損壞」，還對癌症的發生與治療提出了新見解。

Stephen Elledge。圖片版權 Breakthrough Prize

Elledge 描述說， DNA 會不斷遭受攻擊，但它有能力——他稱之為「化學智能」——監控自身的完整性，並啟動各種防禦機制。

他的研究興趣廣泛。2015 年，他與團隊彙報，說他們開發出一種測試方法，用少於一滴血的量，就可以查出一個人曾感染過的幾乎每一種病毒。其他科學家從中看到了巨大潛力，認為這種測試可以用於追蹤人群中的疾病分布，從而了解更多病毒與免疫系統反應的內容，這對治療慢性病和癌症都會有貢獻。

去年，Elledge 獲得了另一項大獎——拉斯克獎（Lasker Award），常被人們稱為美國的諾貝爾獎。

Harry F. Noller 揭示了核糖體的結構，並識別出了 RNA 對核糖體運作的重要意義。核糖體就像細胞內的蛋白質組裝工廠。它們看起來像是一團纏繞的橡皮筋和線圈。科學家通過解碼核糖體的扭轉摺疊方式，可以更好理解基因編碼是如何轉錄的。

Harry F. Noller。圖片版權 Breakthrough Prize

Noller 是加州大學聖克魯茲校區 RNA 分子生物學研究中心（Center for Molecular Biology of RNA）的生物化學家和主任。他和同事曾利用 X 射線晶體學取得了核糖體分子結構的第一張圖片。他的研究還有助於說明，核糖體是核酶，一種能促進化學反應的 RNA 分子。在這種情形下，核酶的作用是將氨基酸組成蛋白質。

Roeland Nusse 是斯坦福大學發育生物學教授和霍華德休斯醫學研究所研究員。他在 1982 年協助發現了首個 Wnt 基因。這種基因是 Wnt 信號途徑的一部分，在胚胎髮育、幹細胞、骨骼生長和癌症演變過程中有重要作用，對成年人體和發育胚胎的細胞通訊也十分關鍵。

Roeland Nusse。圖片版權 Breakthrough Prize

科學家在動物界的每個分支都發現了 Wnt 信號途徑，它會引發老鼠的乳腺癌，還對協調果蠅的肢體形成有幫助。在生物學的許多領域，Wnt 信號途徑都十分重要，因為它所引發的分子作用機制會影響整個生物體生態的演化。

Huda Zoghbi，貝勒醫學院（Baylor College of Medicine）神經學教授、霍華德休斯醫學研究所研究員、德州兒童醫院珍與丹·鄧肯神經學研究所（Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute）主任。她發現，一種叫做 SCA1 的基因突變會導致脊髓小腦運動失調症（Spinocerebellar ataxia），這是一種神經退行性失調，會剝奪患者的四肢控制與語言控制能力。據估計，美國目前有 15 萬人患有該病。這種疾病最終致命，尚無治癒方法。

Dr. Huda Zoghbi。圖片版權 Breakthrough Prize

不過，對病理的深入了解可能會帶來抑制病情發展的新方法。Zoghbi 的發現為對抗這一疾病奠定了基礎。

Zoghbi 還幫忙解開了另一種神經退行性疾病「蕾特氏症」（Rett syndrome）的病因。這種嚴重疾病大多發生在年輕女孩身上，經常是致命的，在美國每年不到 1000 例。Zoghbi 的團隊為尋找病因研究了 16 年，最終發現是由於 MECP2 基因的突變。通過識別這一基因，她還發現了 MECP2 基因在其他神經性紊亂病症中起到的作用，為這些疾病的防治提供了一個出發點。

大隅良典（Yoshinori Ohsumi），細胞生物學家，日本東京工業大學創新研究所（Institute of Innovative Research）的榮譽教授，他在 20 世紀 90 年代通過酵母研究，開拓了我們對細胞如何自我更新——「自噬」——的理解。

大隅良典。圖片版權 Breakthrough Prize

細胞內的細胞器、蛋白質等其他分子在不斷損壞或老化，尤其是在細胞分裂過程中。細胞內如果有太多垃圾堆積，產生毒性，就會殺死細胞。自噬還是細胞在急需原料時為自己加油的一個方式。

自噬過程中，細胞內部會生成叫做「自噬體」的垃圾袋，捕獲垃圾廢物。自噬體由雙層膜封閉，廢物隨一種細胞器溶解。這種細胞器叫做「溶酶體」，它所攜帶的酶有助於溶解內部物質。

研究者認為，細胞自噬過程的失敗可能會導致 2 型糖尿病、幾種特定的癌症，還有老年痴呆症與帕金森病。他們還認為，這能幫人們更好理解衰老的過程。

今年，大隅良典由於闡明了細胞自噬的重要性，獲得了諾貝爾生理醫學獎。

新視野獎

除了 300 萬美元的大獎，還有 6 項價值 10 萬美元的「新視野獎」（New Horizons），物理學與數學領域各斬獲一半。這些年輕的物理學獲獎者包括：加拿大安大略湖圓周理論物理研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）的 Asimina Arvanitaki、斯坦福大學的 Peter Graham 與加州大學伯克利分校的 Surjeet Rajendran（兩人共享一份獎金）、普林斯頓大學的 Simone Giombi 與哈佛大學的 Xi Yin（兩人共享一份獎金）；還有普林斯頓大學的 Frans Pretorius。

在數學領域，獲得新視野獎的是哥倫比亞大學的 Mohammed Abouzaid、日內瓦大學的 Hugo Duminil-Copin、俄勒岡大學的 Benjamin Elias 和京都大學的 Geordie Williamson。

翻譯 Alicia Lee

題圖來自 Flickr@Steve Jurvetson

2016 THE NEW YORK TIMES

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