3位华人科学家获“豪华诺奖”深度解读｜附科学突破奖群英谱
编者按：
王贻芳率领的大亚湾中微子实验团队因杰出的工作，成为首个获得科学突破奖的中国科学家，可喜可贺。
两位“80后”青年物理学家傅亮和祁晓亮此次摘得物理学新视野奖亦让人眼前一亮。其中一位获奖者的导师、清华大学物理学教授翁征宇与浙江大学物理学教授张富春第一时间接受《知识分子》采访，对二人的工作作了精彩点评。
华人科学家再获国际科学大奖
王贻芳，图片来源：何梁何利基金会
北京时间11月9日上午，奖金总额高达2190万美元的2016年科学突破奖（Breakthrough Prize）在美国加州山景城举行颁奖典礼，中国科学院高能物理研究所所长王贻芳领导的大亚湾反应堆中微子实验团队获基础物理学突破奖，这是以中国科学家为主的团队首次获得该奖项。
另有两位青年华人科学家、麻省理工学院物理系助理教授傅亮和斯坦福大学物理系副教授祁晓亮因在凝聚态物理学方面的工作，尤其是用拓扑学理解新的物态作出的贡献获得物理学新视野奖。
科学突破奖旨在奖励在生命科学、基础物理和数学科学等领域做出杰出贡献的科学家，让他们能像“摇滚明星”一样得到公众的认知，每项奖金达300万美金，也被称为“豪华版诺贝尔奖”。科学突破奖由俄罗斯亿万富翁Yuri Milner领衔资助，谷歌联合创始人Sergey Brin、23&Me创始人Anne Wojcicki、Facebook创始人Mark Zuckerber及夫人Priscilla Chan，阿里巴巴集团创始人马云及夫人张瑛等共同设立，于2013年开始颁发。
5个国际中微子实验研究团队1377名成员共享了此次基础物理学突破奖，他们近年来在中微子振荡领域的基础性发现和探索，开辟了物理学可能突破粒子物理标准模型的新疆界。
其中中科院高能物理研究所所长王贻芳与加州大学伯克利分校、劳伦斯国家实验室的物理学家陆锦标教授领导的大亚湾中微子实验团队研究成果显著。2012年3月，大亚湾中微子实验发现了一直只存在于理论当中的第三种中微子振荡模式，并测量到其振荡几率。这一中国诞生的重大物理成果立刻在全球科学界引起热烈反响，并入选美国权威学术杂志《科学》评选的2012年十大科学突破，被称为“诺贝尔奖级别”的重大发现。今年9月11日，大亚湾国际合作组在《物理评论快报》发表了中微子测量的最新结果，将中微子混合角Theta(13)和中微子质量平方差的测量精度都提高了近一倍，为世界最高精度。预计到2017年底，中微子振荡参数的测量精度将进一步提高。
大亚湾中微子实验团队由来自世界上7个国家和地区40个机构超过200位科学家组成，其中，主要力量来自于中科院高能物理研究所。
“现在这个团队能够走到一起工作似乎难以令人理解，但我们拥有一个共同的目标：科学。国际合作是这个实验能够成功的关键，我们相信，高能物理的未来关乎到我们这个世界的每一个人。”王贻芳在获奖感言中表示。
而此次两位“80后”青年物理学家傅亮和祁晓亮获奖亦让人惊喜。
傅亮，1985年出生于江苏，2004年本科毕业于中国科学技术大学少年班，2009年获宾夕法尼亚大学物理学博士学位，后在哈佛大学从事研究工作，2012年1月加入麻省理工学院任物理系助理教授。傅亮的主要研究领域为凝聚态物质量子理论。图片来源：MIT官网。
祁晓亮，1983年出生于辽宁康平，2003年本科毕业于清华大学，后师从清华高等研究中心翁征宇教授攻读博士学位，2007毕业后跟随美国斯坦福大学物理系教授张守晟从事博士后研究。2009年，26岁的祁晓亮任斯坦福大学物理系助理教授。他的主要研究方向为凝聚态物理中的拓扑现象、量子纠缠和全息对偶问题，在量子自旋霍尔效应、拓扑绝缘体及相关领域作出一系列原创性工作。图片来源：斯坦福大学官网。
清华大学物理学教授翁征宇对《知识分子》说：”晓亮与傅亮都是极强的抽象数学能力与敏锐的物理直觉结合得好，使他们能在凝聚态物理中灵活自如地研究各种挑战问题。我认为他们属于这一代人中最富有创造性的少数青年人。他们的研究工作都极富有鲜明的个人特征。可能他们成熟的个性使他们的天资没有在早期被大学的教育方式所埋没或误导（也许他们也受益于当时本科教育的一些有益改革)”。
“此次两位华裔青年理论物理学家和普林斯顿大学的B. Andrei Bernevig为开创发展拓扑绝缘体领域作出了突出贡献。”浙江大学物理系教授张富春告诉《知识分子》。他介绍说，拓扑绝缘体是一类新的量子物质态，最先为宾夕法尼亚大学的Charles Kane 和Gene Mele 以及斯坦福大学的张首晟组在理论上发现，并首次在张首晟所预言的材料中证实。傅亮与Kane、Mele预言了三维拓扑绝缘体，其后他又预言了结晶型的拓扑绝缘体。祁晓亮在协助实验首次发现拓扑绝缘体以及揭示拓扑物质的物理本质等方面有很重要的贡献。傅亮毕业于中科大，于宾州大学师从Charles Kane。他目前集中于拓扑态理论研究，与许多实验和理论物理学家有深入讨论合作，思想敏捷，十分活跃。祁晓亮于清华取得博士学位，目前的兴趣主要在量子纠缠和量子序方面，侧重于基本理论和数学形式。
“傅亮和祁晓亮是目前华裔青年物理学家中的佼佼者，他们对科学好奇，富有创造性，数理基础十分扎实，前途无量。我们还有一批与他们两位相似水平的华裔青年物理学家，期待他们有机会取得更多重大的成就。”张富春表示。
附：2016科学突破奖群英谱
2016年科学突破奖颁发的奖项有生命科学突破奖、基础物理学突破奖、数学突破奖、物理学新视野奖、数学新视野奖以及青年挑战突破奖。
基础物理学突破奖：
此次共有5个国际团队因中微子研究获基础物理学突破奖，他们将均分300万美元奖金。除了王贻芳领导的大亚湾反应堆中微子实验之外的4个国际团队分别是：
1、日本岩手县立大学铃木厚人（AtsutoSuzuki）领导的日本KamLAND合作组；
铃木厚人，图片来源：www.kek.jp
2、日本高能加速器研究组织（KEK）的物理学家西川公一郎（Koichiro Nishikawa）领导的K2K和T2K长基线中微子振荡实验；
西川公一郎，图片来源：www2.kek.jp
3、加拿大皇后大学的Arthur B. McDonald领导的加拿大萨德伯里中微子观测台；
Arthur B. McDonald，图片来源：nobelprize.org
4、东京大学宇宙线研究所、科维理宇宙物理学与数学研究所的梶田隆章（Takaaki Kajita）教授，东京大学科维理宇宙物理学与数学研究所铃木洋一郎（Yoichiro Suzuki）教授领导的超级神冈探测器项目。
梶田隆章，图片来源：东京大学基金会
铃木洋一郎，图片来源：www-sk.icrr.u-tokyo.cn.jp
生命科学突破奖
Edward S. Boyden：麻省理工学院
Karl Deisseroth：斯坦福大学、霍华德·休斯医学研究所
获奖理由：光遗传学研究
Edward Boyden，图片来源：MIT网站
Karl Deisseroth，图片来源：HHMI网站
斯坦福大学教授、霍华德·休斯医学研究所（HHMI）研究员Karl Deisseroth和麻省理工学院教授Edward Boyden，因在光遗传学领域的杰出贡献，获得该奖项。
所谓的光遗传学是指研究者通过光即可打开或关闭单个神经元或神经元组的一种先进技术。这项技术正在改变着科学家对大脑的研究，因为它能让研究者精确地了解大脑如何工作。目前，研究者已通过它打开或关闭神经细胞，从而影响果蝇的侵略行为，老鼠的口渴机制等。
尽管该技术被普遍称赞，但谁对这项技术的发展起到核心作用，一直以来困扰着许多奖项的评审委员会。Boyden博士、Deisseroth博士以及其他三名科学家2005年发表的一篇论文被视为这一领域的突破。他们展示了如何利用光可靠地控制哺乳动物的神经元，这一突破使得光遗传学被广泛地使用。
事实上，他们的研究工作如同很多基础研究一样，也是建立在前人的基础上。早在上世纪70年代，其他研究者就发现视蛋白、感光化学物质是光遗传学的基础。2002年，光遗传学正式进入人们的视野。
John Hardy
伦敦大学学院
获奖理由：发现导致阿尔茨海默症的淀粉样前体蛋白（APP）基因，并建立该疾病的小鼠模型。
在20世纪80年代之前，阿尔茨海默综合症几乎是个未解之谜。尽管病理学家通过尸检，发现病灶出现在病人大脑的左侧上，但阿尔茨海默综合症如何发生以及何时开始，人们仍然不得而知。这种神经性疾病是否具有遗传性，案例似乎并不多，或许只有一两个基因的突变就导致阿尔茨海默综合症，问题的关键是如何找到这些患者家庭。
上世纪80年代末，英国诺丁汉的一位女士联系上了英国伦敦大学学院教授John Hardy，希望他们的团队能够研究她的家族史。她的父亲共有9个兄妹，其中5人患有阿尔茨海默综合症，此外，她还调查她们家族患有这种疾病的三代遗传史。研究者因此发现淀粉样前体蛋白（APP）基因发现突变可导致阿尔茨海默综合症。
事实上，这个家族的每个成员都继承了这一突变基因，从而导致他们大脑中产生了过量的淀粉样蛋白，这是科学家第一次发现导致阿尔茨海默综合症的线索。此外，他们还第一次把突变基因引入到小鼠体内，从而建立了阿尔茨海默综合症的小鼠模型，为药物研发、阿尔茨海默综合症治疗带来一线希望。
Helen Hobbs
德克萨斯大学达拉斯西南医学中心、霍华德·休斯医学研究所
获奖理由：发现决定人体胆固醇及其他脂肪含量的遗传突变
很多年前，德克萨斯大学西南医学中心、霍华德•休斯医学研究所研究员Helen Hobbs和她的同事Jonathan Cohen被一则论文故事吸引，论文描述法国的一个家庭的成员低密度脂蛋白胆固醇（LDL）含量高得惊人，这往往预示着极大的危险，甚至可能因心脏病和中风死亡。
事后，研究者发现他们携带有一个突变基因PCSK9（前蛋白转化酶枯草溶菌素9），该基因功能当时尚不可知。通过缜密的调查，他们发现少部分黑人和白人是该基因无效突变的携带者，因此他们的PCSK9表达水平低，LDL水平也较低，因此这些人不容易出现心脏病等疾病。
那么如果PCSK9基因两个拷贝遭受破坏，情况又是怎样呢？研究者大胆设想，他们发现一名有氧舞蹈教练竟不携带PCSK9突变基因，因此她拥有非常低的LDL，这项研究也导致制药公司纷纷加入对降胆固醇药物开发的竞争行列。今年已有两个PCSK9抑制剂获得批准。
Svante Paabo
马克普朗克进化人类学研究所
获奖理由：古人类DNA测序及古人类基因组研究
曾有很长的一段时间里，科学家只能通过古人类的遗骨或是石器来研究人类进化，如今科学家可通过研究DNA，即可对数万年前古人类进行研究，Svante Paabo是这一研究领域的佼佼者。
早在20世纪80年代初，Paabo博士首次从一具2400年前的木乃伊体内发现了DNA。1997年，Paabo博士和他的同事在尼安德特人的化石中发现了DNA片段。近年来，他们成功构建尼安德特人的全基因组序列，其精度与现今人类基因组序列并无差别。
事实上，这一领域也不断带给他们惊喜。他和他的同事发现，现代人与4万年前灭绝的尼安德特人至少发生两次以上的杂交事件。此外，他们还与中国学者一同发现一个已灭绝的人种——丹尼索瓦人。现在Paabo博士正在研究那些已灭绝的近亲基因组编码的差异，从而希望找到我们如何进化成现代人的线索。
数学突破奖：
美国加州大学伯克利分校和普林斯顿高等研究院的Ian Agol
Ian Agol ，图片来源：berkeley.edu
Ian Agol在低维拓扑和几何群论方面做出了杰出贡献，包括在驯服、Virtual哈肯猜想以及Virtual纤维化猜想方面的工作。
物理学新视野奖
新视野奖颁发给有潜力的青年科学家和学者，分为物理和数学两项，获奖者将获得10万美元的奖金。除了麻省理工学院的傅亮和斯坦福大学的祁晓亮之外，另一位在凝聚态物理学方面作出的贡献的物理学家是来自美国普林斯顿大学的B. Andrei Bernevig。
B. Andrei Bernevig，图片来源：普林斯顿大学官网
美国德州大学奥斯汀分校的Raphael Flauger和斯坦福大学的Leonardo Senatore在理论宇宙学方面作出了出色贡献。
Raphael Flauger，图片来源：cmu.edu
Leonardo Senatore，图片来源：斯坦福大学官网
日本东京大学的Yuji Tachikawa也获得该奖项，以表彰他在超对称量子场理论方面作出的贡献。
Yuji Tachikawa，图片来源：stonybrook.edu
数学新视野奖
美国麻省理工学院的Larry Guth获得该奖项，表彰他在辛几何、黎曼几何、调和分析及组合几何学方面作出的贡献；
Larry Guth,图片来源：MIT官网
伦敦帝国理工的André ArrojaNeves，因其在纯量曲率、几何流及Willmore猜想方面作出的贡献获奖；
André Arroja Neves，imperial.ac.uk
而来自德国伯恩大学的Peter Scholze则谢绝领奖。
青年挑战突破奖
美国俄亥俄州的高中生Ryan Chester，他因制作了帮助更好理解相对论的科学视频而获奖，他将获得25万美元的教育奖学金。
（张林峰、柏涛、刘书曼对本文亦有贡献。）
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