量子位 09-06
全球奖金最高的科学奖项颁发:黑洞拍摄团队、肥胖症治疗等获奖;2位清华北大校友入围
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2019 年 9 月 5 日,2020 年度突破奖(Breakthrough Prize)揭晓。

该奖项又被誉为 " 科学界的奥斯卡 ",2011 年开始首次颁奖,奖金赞助者中,有谷歌创始人谢尔盖 · 布林,Facebook 创始人马克 · 扎克伯格,及其夫人普莉希拉 · 陈,腾讯创办人马化腾,成功投资了 Facebook 和小米的尤里 · 米尔纳和茱莉亚 · 米尔纳,还有安妮 · 沃希斯基。

突破奖每年都会表彰在生命科学,基础物理学和数学领域的成就,而这些学科旨在提出最终极的问题,并寻求最深刻的答案。

突破奖也被称为全世界最慷慨的科学奖,单项奖金三百万美元。

今年,总额两千一百六十万美元的奖金被用于奖励以下领域的科学突破:制作第一张黑洞图像,确定肥胖症的生物学基础,发现痛觉的生物化学机制,以及其他重要成就。

其中,2020 年突破奖基础物理奖颁发给事件视界望远镜合作组织的 347 位成员。

2020 突破奖生命科学奖颁发给杰弗里 · M · 弗里德曼(Jeffrey M. Friedman), F · 乌尔里希 · 哈特尔(F. Ulrich Hartl), 亚瑟 · L · 霍里奇(Arthur L. Horwich),戴维 · 朱利叶斯(David Julius), 以及 弗吉尼娅 · 曼仪 · 李(Virginia Man-Yee Lee)。

2020 年突破奖数学奖颁给亚历克斯 · 埃斯金(Alex Eskin)。

最后,还有六个 10 万美元的新视野奖,颁给在事业早期阶段作出成就的物理学家和数学家。

值得一提的是,新视野奖中,还有 2 位中国面孔,北大数学校友朱歆文、清华物理校友陈谐均名列其中。

而且这两位年轻科学家,均已之前斩获有诺贝尔风向标之称的 " 斯隆奖 "。

今年颁奖典礼会在 11 月 3 日周日举行。

典礼上还会表彰在今年 8 月份宣布的基础物理特殊突破奖的获奖人,物理学家塞尔吉奥 · 费拉拉(Sergio Ferrara), 丹尼尔 · 弗里德曼(Daniel Z. Freedman), 和皮特 · 范尼乌文赫伊曾(Peter van Nieuwenhuizen),以奖励他们关于超级引力的发现。

三位物理学家在 1976 年创建了非常具影响力的理论,将引力与量子场论整合在一起。

2020 年突破奖——基础物理学奖

事件视界望远镜(EHT)项目组

EHT 项目负责人,哈佛 - 史密森尼天体物理中心的谢泼德 · 杜勒曼(Shep Doeleman)将代表整个很作组织接受奖项。2019 年 4 月 10 日,EHT 项目组发表了 6 篇论文,论文的 347 位作者将平均分享 300 万美元的奖金。

论文传送门:

https://iopscience.iop.org/journal/2041-8205/page/Focus_on_EHT

获奖理由:EHT 组成的地球等大的望远镜阵列,为人类拍下首张(超大质量)黑洞照片。

由全球 20 个国家和地区、60 座研究机构的科学家组成的国际合作团队,通过分布在南极洲、智利、墨西哥、美国夏威夷州、美国亚利桑那州和西班牙的 8 台高灵敏度射电望远镜,首次拍到了黑洞照片。

8 台望远镜通过原子钟网络实现同步,从而组成大小和地球相当的虚拟望远镜,其分辨率是人类在地球表面从未达到过的。

EHT 的拍摄目标之一,是位于 Messier 87 星系中心的超大质量黑洞,其质量相当于 65 亿个太阳。运用全新的算法和技术,研究团队经过艰苦的数据分析,终于呈现了这只 " 星系怪兽 " 的图像:中心黑色的黑洞剪影,被周围旋转的炽热气体环绕。

这张照片验证了爱因斯坦引力理论对黑洞的预测:由于光线无法挣脱黑洞的引力,在黑洞周围,存在一个由光线构成、环绕中心黑色区域旋转的亮环。

2020 年突破奖——数学奖

亚历克斯 · 埃斯金(Alex Eskin)

芝加哥大学

获奖理由:在阿贝尔微分模空间的动力学和几何学上取得了革命性突破,包括与玛丽亚姆 · 米尔扎卡尼(Maryam Mirzakhani)共同证明了 " 魔杖定理 "(magic wand theorem)。

埃斯金与伊朗著名数学家、菲尔兹奖获得者米尔扎卡尼合作,证明了模空间上的一个动力学定理。2013 年,他们的专著《力量之旅》(Tour de Force)在经过五年精心编修后出版。这本书介绍了他们的研究成果。在书中,他们解决了一个持续多年的难题:如果一束来自点光源的光线在一间墙壁由镜子构成的房间里不断反射,那么光线会遍历房间的每一个空间点吗?房间里还会不会有某些区域无法被光照到?

在将问题转换成高度抽象的高维数学问题后,两位数学家证明了:在一个多边形的房间里,如果墙角的角度是某些分数,那么这个房间里只有有限数量的点不会被照亮。

埃斯金的合作者米尔扎卡尼在与乳腺癌斗争数年后,于 2017 年去世,享年 40 岁。

2020 年突破奖——生命科学奖

杰弗里 · M · 弗里德曼(Jeffrey M. Friedman)

洛克菲勒大学、霍华德 · 休斯医学研究所

获奖理由:发现了一种新的内分泌系统—— " 瘦素系统 ",脂肪组织可以经由该系统向大脑传输信号,调控食物摄入行为。

弗里德曼在 1994 年发现了调控脂肪的分子通路,此后他一直致力于揭开肥胖背后的生理机制。他的研究阐明了我们身体中的 " 瘦素系统 ",该系统可以在我们无意识的情况下控制进食时间、食物种类以及摄入的能量。

现在,瘦素疗法已经被用于治疗脂肪代谢障碍,这是一种发病率低但非常严重的糖尿病。瘦素还可能用于治疗那些体内瘦素水平偏低的肥胖症患者。对于体内瘦素水平过高或者有瘦素抵抗的人群,医生也可以通过瘦素组合疗法进行针对性治疗。

瘦素的发现,让科学家找到了调控食物摄入和人体体重的生理学、神经科学机制,从而为理解肥胖的发病机制构建了全新的理论框架。

F · 乌尔里希 · 哈特尔(F. Ulrich Hartl)

马克思 · 普朗克生物化学研究所

亚瑟 · L · 霍里奇(Arthur L. Horwich)

耶鲁医学院、霍华德 · 休斯医学研究所

获奖理由:发现了分子伴侣在调解蛋白质折叠以及阻止蛋白质聚合中的作用。

在耶鲁和慕尼黑两地合作,哈特尔和霍维奇联合发现了人体内的一种支持机制,可以确保蛋白质准确折叠成应有的形状并在细胞中发挥各种作用。

随着年龄增长,这种机制容易放慢,使得蛋白质聚集混乱,就像 " 在平底锅中被加热的鸡蛋蛋白一样凝结 "。

这种问题可能会成为许多疾病的开端,例如癌症、阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病以及其他神经退行性疾病。

现在,许多研究正在探索如何恢复或者维持这些细胞的折叠机制,这样可以在人体衰老过程中阻止蛋白质的错误聚合,保证身体正常、健康地运转。

戴维 · 朱利叶斯(David Julius)

加利福尼亚大学旧金山分校

获奖理由:发现痛觉涉及的分子、细胞以及机制。

朱利叶斯发现了产生痛觉的细胞信号机制。在其他研究中,他还发现红辣椒和薄荷醇能激活神经系统中对热和冷产生反应的感觉受体。尽管大多数痛觉是身体的一种预警信号,但慢性疼痛会令人身心俱疲。

朱利叶斯鉴定出了在肠易激综合征(IBS)、关节炎和癌症等疾病中,与慢性疼痛相关的特定细胞靶点。他的团队为研发新一代非阿片类精准止痛药创造了坚实的理论基础。

弗吉尼娅 · 曼仪 · 李(Virginia Man-Yee Lee)

宾夕法尼亚大学

获奖理由:发现了额颞叶痴呆和肌萎缩侧索硬化症中的 TDP43 蛋白聚合体,并揭示了不同细胞类型中不同形式的 α - 突触核蛋白是导致帕金森病和多系统萎缩的原因。

大多数阿尔茨海默病患者的神经元中会出现由 tau 蛋白组成的缠结网络。1991 年,李提出了 "tau 蛋白假说 ",认为这些缠结会抑制神经元的正常放电。她还在帕金森病和肌萎缩侧索硬化症患者神经元中发现了类似的缠结结构。

此后,李揭示了错误折叠的蛋白质在中枢神经系统细胞间扩散的过程。通过重复 tau 蛋白的病理演化过程,李提出了与神经退行性疾病相关的蛋白质路线图,并阐明了神经退行的常见机制。她的研究为寻找相关药物靶点开辟了一条新道路。

2020 年 " 新视野 " 物理学奖

陈谐(Xie Chen)

加州理工学院

卢卡什 · 菲德科夫斯基(Lukasz Fidkowski)

华盛顿大学

迈克尔 · 莱文(Michael Levin)

马克斯 · A · 梅特利茨基(Max A. Metlitski)

麻省理工学院

获奖理由:为理解物质的拓扑态,以及物质与其拓扑态之间的关系作出重要贡献。

乔 · 邓克利(Jo Dunkley)

普林斯顿大学

萨马亚 · 尼桑克(Samaya Nissanke)

阿姆斯特丹大学

肯德里克 · 史密斯(Kendrick Smith)

圆周理论物理研究所

获奖理由:发展了从天文数据中提取基础物理信息的新技术。

西蒙 · 卡伦 - 胡(Simon Caron-Huot)

麦吉尔大学

佩德罗 · 维埃拉(Pedro Vieira)

圆周理论物理研究所、国际理论物理中心 - 南美基础研究所

获奖理由:为理解量子场理论作出深刻贡献

2020" 新视野 " 数学奖

蒂姆 · 奥斯汀(Tim Austin)

加利福尼亚大学洛杉矶分校

获奖理由:为理解遍历理论作出大量贡献,其中最重要的是证明了弱平斯克猜想。

埃米 · 默夫(Emmy Murphy)

美国西北大学

获奖理由:他与马修 · 斯特罗姆 · 博尔曼和雅科夫 · 叶利阿什贝格一起,提出更高维度上的过扭(overtwisted)切触结构。

朱歆文(Xinwen Zhu)

获奖理由:在算术代数几何中做出重要工作,包括将志村簇与黎曼 - 希尔伯特问题应用到 p-adic 代数簇中。

朱歆文,生于 1982 年,四川人,加州理工学院数学系教授。他的工作主要是研究几何表示论特别是朗兰兹纲领,旨在将数论和量子物理学联系在一起。朱歆文的研究发表在数学年刊、Inventiones mathematicae 等杂志上。他的重要合作者包括张伟、袁新意和恽之玮。

朱歆文于 2004 年在北京大学获得数学学士学位,2009 年在加州大学伯克利分校获得博士学位,导师是爱德华 · 弗伦克尔。之后,他在哈佛大学担任教本杰明 · 皮尔斯讲师、西北大学助理教授。2014 年,朱歆文成为加州理工学院的教师。

朱歆文于 2013 年获得 AMS Centennial Fellowship。2015 年获得斯隆奖。

陈谐,2002 年考入清华大学物理系,2006 年毕业并获得学士学位。2012 年获得麻省理工学院理论物理博士学位。2012 至 2014 年在加州大学伯克利分校从事理论物理博士后研究。现为加州理工学院物理、数学和天文系助理教授。

陈谐于 2017 年获得斯隆奖。

源引:https://breakthroughprize.org/News/54

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