導讀

4月5日，科學突破獎基金會宣布了 2025 年突破獎獲獎者，以表彰在基因編輯、人類疾病、宇宙基本粒子及其基本數(shù)學原理方面取得重大發(fā)現(xiàn)的科學家。

科學突破獎，俗稱“科學界的奧斯卡獎”，由謝爾蓋·布林、普莉希拉·陳和馬克·扎克伯格、朱莉婭和尤里·米爾納以及安妮·沃西基設立，旨在慶祝我們這個時代的科學奇跡。

生命科學、基礎物理學和數(shù)學領域共頒發(fā)了 6 項突破獎，每項 300 萬美元。普莉希拉·陳和馬克·扎克伯格表示，“今年的突破獎獲獎者取得了驚人的進步——包括治療影響全球數(shù)百萬人的主要疾病——再次展示了好奇心驅動的基礎科學的變革力量。”

尤里·米爾納表示，“這些獲獎者提出的問題是最深奧的問題之一——關于生命的運作、宇宙的本質和數(shù)學的抽象景觀?？吹娇茖W家們尋求并找到這些問題的答案是令人鼓舞的。”

生命科學領域

丹尼爾·德魯克喬爾·哈貝納延斯·尤爾·霍爾斯特洛特·比耶爾·克努森斯維特拉娜·莫伊索夫共同獲得生命科學突破獎。

這五位科學家的貢獻相輔相成，從基礎激素發(fā)現(xiàn)、生理理解到藥物開發(fā)，研發(fā)出了治療糖尿病和肥胖癥的高效藥物，開創(chuàng)了GLP-1藥物治療心臟代謝疾病的新時代。他們的突破包括：發(fā)現(xiàn) GLP-1 激素的編碼基因；合成、分離和表征這種激素的生物活性形式；證明它在腸道中產(chǎn)生并刺激胰島素的產(chǎn)生；闡明其更廣泛的生理作用，包括控制食欲和能量穩(wěn)態(tài)；開發(fā)一種更穩(wěn)定的激素，使其在體內(nèi)持續(xù)作用數(shù)天而不是數(shù)小時；并將其轉化為一種新型藥物，改變影響全球數(shù)億人的代謝疾病的治療方法。

Stephen L. Hauser和Alberto Ascherio分享了“生命科學突破獎”。這兩位研究人員徹底改變了人們對多發(fā)性硬化癥(MS) 的理解和治療，這是一種使人衰弱的神經(jīng)退行性疾病，免疫系統(tǒng)會攻擊神經(jīng)纖維周圍的絕緣蛋白。

除其他貢獻外，Hauser 還顛覆了關于 MS 機制的科學共識，確定免疫系統(tǒng)的 B 細胞是神經(jīng)細胞受損的主要驅動因素。他還在開發(fā)和測試 B 細胞耗竭療法方面發(fā)揮了重要作用，這些療法徹底改變了對該疾病的現(xiàn)代治療。同時，通過長期艱苦的流行病學分析，Ascherio 發(fā)現(xiàn)了患 MS 的必要條件：感染 Epstein-Barr 病毒 (EBV)。大多數(shù)人攜帶這種病原體，通常不會產(chǎn)生嚴重影響，但 Ascherio 表明，感染這種病原體會使患 MS 的風險增加 32 倍。這項工作為使用抗病毒藥物治療 MS 以及開發(fā)可以有效預防 MS 的 EBV 疫苗提供了可能性。

David Liu因開發(fā)了兩項功能強大且應用廣泛的基因編輯技術而榮獲生命科學突破獎。這些技術是經(jīng)過改造的分子機器，可以糾正導致患者患上遺傳疾病的 DNA 突變。重要的是，它們不需要切割 DNA 雙螺旋，因此導致的不良后果更少。

2016 年，David Liu實驗室開發(fā)了堿基編輯，可以糾正單堿基“拼寫錯誤”，這些錯誤約占已知導致遺傳疾病的突變的 30%。隨后在 2019 年，他的實驗室發(fā)明了主要編輯，用糾正后的版本替換整段有缺陷的DNA，原則上可用于修復幾乎所有致病突變。這些技術已在世界各地的實驗室中分發(fā)了 20000 多次，并在研究、農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)學領域發(fā)表了數(shù)千項進展。

在動物中，堿基編輯和主要編輯已成功糾正突變，從而挽救了鐮狀細胞病和β-地中海貧血等血液病、ALS 和脊髓性肌萎縮 (SMA) 等神經(jīng)系統(tǒng)疾病、肌營養(yǎng)不良癥和心肌病等肌肉疾病、遺傳性失明、遺傳性聽力喪失、多種代謝紊亂和早衰癥（一種過早衰老疾病）。5個國家已開始至少 15 項堿基編輯和主要編輯臨床試驗，已在治療 T 細胞白血病、鐮狀細胞病、β-地中海貧血和高膽固醇的患者中證實了有益的結果，在某些情況下甚至挽救了生命。

基礎物理學

基礎物理學突破獎頒發(fā)給來自 70 多個國家的數(shù)千名研究人員，他們代表了歐洲核子研究中心大型強子對撞機(LHC)的四個實驗合作——ATLAS、CMS、ALICE和LHCb。

300 萬美元的獎金將分配給 ATLAS（100 萬美元）；CMS（100 萬美元）、ALICE（50 萬美元）和 LHCb（50 萬美元），以表彰2015 年至 2024 年 7 月 15 日期間基于 LHC Run-2 數(shù)據(jù)發(fā)表的13,508 名出版物合著者。[ATLAS——5,345 名研究人員；CMS——4,550 名；ALICE——1,869 名；LHCb——1,744 名]。

經(jīng)與實驗負責人協(xié)商，科學突破獎基金會將把全部獎金捐贈給CERN 及社會基金會，獎金將用于資助來自成員機構的博士生在 CERN 進行研究，讓學生體驗在科學前沿工作，并將新專業(yè)知識帶回其所在國家和地區(qū)。

這4項實驗因測試現(xiàn)代粒子物理學理論（標準模型）以及其他描述可能超越該模型的物理學理論而受到認可，精度極高。其中包括精確測量希格斯玻色子的性質，闡明希格斯場賦予基本粒子質量的機制；探測極其罕見的粒子相互作用以及宇宙誕生之初存在的奇異物質狀態(tài)；發(fā)現(xiàn) 72 多個新強子，測量物質和反物質粒子之間的細微差別；為超越標準模型的新物理學可能性設定強有力的界限，包括暗物質、超對稱性和隱藏的額外維度。

ATLAS 和 CMS 是通用實驗，它們致力于 LHC 高能高強度質子和離子束提供的完整探索計劃。它們于 2012 年同步宣布發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子，并繼續(xù)研究其特性。ALICE 研究夸克膠子等離子體，這是一種極熱且致密的物質狀態(tài)，存在于大爆炸后的第一微秒內(nèi)。 LHCb 則探索物質與反物質之間的細微差別、基本對稱性的破壞以及由重夸克和輕夸克組成的復合粒子（“強子”）的復雜光譜。通過進行這些極其精確和精細的測試，LHC 實驗將基礎物理學的邊界推向了前所未有的極限。

數(shù)學領域

丹尼斯·蓋茨戈里因在幾何朗蘭茲猜想的證明中發(fā)揮的核心作用而獲得數(shù)學突破獎。朗蘭茲綱領是一個涵蓋多個數(shù)學領域的廣泛研究計劃。它源于一系列猜想，這些猜想提出了看似不同的數(shù)學概念之間的精確聯(lián)系。這種聯(lián)系是強有力的工具；例如費馬大定理的證明可以歸結為朗蘭茲猜想的一個特例。這些朗蘭茲綱領等價式可以看作是傅里葉變換的概括，傅里葉變換是一種將波與頻譜聯(lián)系起來的工具，廣泛應用于從地震學到音響工程的各個領域。

就幾何朗蘭茲猜想而言，所提出的一一對應關系是兩組非常不同的對象之間的對應關系，類似于這些頻譜和波：在頻譜方面，是稱為基本群表示的抽象代數(shù)對象，它們捕獲有關可以環(huán)繞某些復雜曲面的環(huán)類型的信息； “波”的一側是層，粗略地說，層是將向量空間分配給曲面上的點的規(guī)則。Gaitsgory 在過去 30 年中的大部分時間都致力于幾何朗蘭茲猜想。

2013 年，他撰寫了一份證明所需步驟的大綱，經(jīng)過十多年的深入研究，2024 年，他和他的同事發(fā)表了完整的證明，包括 5 篇論文中的 800 多頁。這是一個巨大的進步，預計也會對數(shù)學的其他領域產(chǎn)生深遠影響，包括數(shù)論、代數(shù)幾何和數(shù)學物理。

關于科學突破獎

科學突破獎被譽為“科學界的奧斯卡獎”，今年已是第十三年，旨在表彰世界頂尖科學家。每個獎項的獎金為 300 萬美元，頒發(fā)領域包括生命科學、基礎物理學和數(shù)學。此外，每年還會向早期研究人員頒發(fā)最多三個物理學新視野獎、最多三個數(shù)學新視野獎和最多三個瑪麗亞姆·米爾扎哈尼新前沿獎。獲獎者將參加盛大的頒獎典禮，以慶祝他們的成就并激勵下一代科學家。

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