2017未來科學(xué)大獎揭曉潘建偉、施一公、許晨陽摘冠

彭硯淼

9月9日，2017未來科學(xué)大獎在北京公布獲獎名單。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉憑借其在量子光學(xué)技術(shù)方面的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，使基于量子密鑰分發(fā)的安全通信成為現(xiàn)實可能，獲得“物質(zhì)科學(xué)獎”；清華大學(xué)施一公因其在解析真核信使RNA剪接體這一關(guān)鍵復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，揭示活性部位及分子層面機(jī)理的重大貢獻(xiàn)，摘得“生命科學(xué)獎”；今年首度頒發(fā)的“數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)獎”則授予在雙有理代數(shù)幾何學(xué)上作出極其深刻貢獻(xiàn)的北京大學(xué)許晨陽。

未來科學(xué)大獎輪值主席、北京生命科學(xué)研究所所長王曉東，中國科協(xié)科學(xué)技術(shù)普及部部長白希，未來科學(xué)大獎生命科學(xué)獎捐贈人代表、百度創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官李彥宏，數(shù)學(xué)與計算機(jī)獎捐贈人代表、網(wǎng)易公司創(chuàng)始人、董事局主席兼首席執(zhí)行官丁磊，數(shù)學(xué)與計算機(jī)獎捐贈人代表、騰訊公司董事會主席兼首席執(zhí)行官馬化騰等出席頒獎會現(xiàn)場。

作為中國第一個民間發(fā)起的科學(xué)獎項，未來科學(xué)大獎強(qiáng)調(diào)獎勵主要在中國完成的、最有國際影響力的、經(jīng)過時間考驗的原創(chuàng)科研工作的科學(xué)家，不論其國籍、性別、年齡，意在推動中國基礎(chǔ)科學(xué)研究、吸引全球科技人才、促進(jìn)科學(xué)事業(yè)發(fā)展。未來科學(xué)大獎同時希望通過這種激勵示范效應(yīng)，激發(fā)整個社會對科學(xué)的熱愛、對科學(xué)家的尊重、對科技前沿的關(guān)注，提升中國公民科學(xué)素養(yǎng)。未來科學(xué)大獎的評審體系主要參考諾貝爾獎，科學(xué)家委員會推薦出國際專家作為提名人，候選人產(chǎn)生后，請全球范圍相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍蜻x人的工作給予評價，科學(xué)家委員會根據(jù)評價結(jié)果投票確定獲獎?wù)摺?/p>

未來科學(xué)大獎現(xiàn)科學(xué)家委員會由15位著名科學(xué)家組成，包括中國科學(xué)院物理所丁洪、芝加哥大學(xué)何川、斯坦福大學(xué)李飛飛、普林斯頓大學(xué)李凱、香港科技大學(xué)勵建書、斯坦福大學(xué)駱利群、李政道研究所季向東、北京大學(xué)饒毅、北京大學(xué)田剛、北京生命科學(xué)研究所王曉東、麻省理工學(xué)院文小剛、美國西北大學(xué)夏志宏、哈佛大學(xué)謝曉亮、加州大學(xué)伯克利分校楊培東、美國Scripps研究所余金權(quán)。

未來科學(xué)大獎單項獎金為六百八十萬人民幣（約合一百萬美金），每項獎金由四位捐贈人共同捐贈。“生命科學(xué)獎”捐贈人為丁健、李彥宏、沈南鵬、張磊；“物質(zhì)科學(xué)獎”捐贈人為鄧鋒、吳亞軍、吳鷹、徐小平；“數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)獎”捐贈人為丁磊、江南春、馬化騰、王強(qiáng)。

今年“物質(zhì)科學(xué)獎”獲獎?wù)吲私▊ズ退I(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊發(fā)展了一系列量子光學(xué)方面的創(chuàng)新技術(shù)，包括高全同性單光子源、超高亮度多光子糾纏源、獨立光子間的量子干涉、線性光學(xué)量子邏輯操作等，利用基于光纖和可信中繼的量子密鑰分發(fā)實現(xiàn)城域和城際范圍的安全量子通信，利用基于衛(wèi)星和自由空間平臺的量子密鑰分發(fā)實現(xiàn)洲際尺度的實用化的量子通信。這些發(fā)展最終將帶來一個連接中國和世界各個角落的實用量子網(wǎng)絡(luò)。

通信安全是人們數(shù)千年來一直追求的目標(biāo)。在現(xiàn)代社會，包括商業(yè)和金融、軍事和國家安全在內(nèi)的很多領(lǐng)域都依賴通信安全。目前的加密方法如RSA和SHA通信協(xié)議都面臨著來自量子計算機(jī)的威脅。而另一方面，基于量子力學(xué)基本原理的量子密鑰分發(fā)提供了原理上無條件安全的加密方式，從而提供了一種終極的安全通信手段。

潘建偉的工作使得中國在量子通信領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。他的團(tuán)隊首先于2009年在合肥、2012年在濟(jì)南使用光纖實現(xiàn)了城市量子通信網(wǎng)絡(luò)。在2016年，他們使用光纖在北京和上海間建設(shè)了世界上最長（超過2000公里）的量子鏈路，并通過十幾個可信中繼站來克服脆弱量子信號的衰減。為了克服由于不完美的單光子源和探測器導(dǎo)致的安全漏洞，潘建偉團(tuán)隊發(fā)展了誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)和基于獨立光子干涉的測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)，使得量子通信的現(xiàn)實應(yīng)用成為可能。該團(tuán)隊還率先發(fā)展了包括糾纏交換和糾纏純化、量子存儲和相位穩(wěn)定方法在內(nèi)的量子中繼技術(shù)，來最終取代這些可信中繼。潘建偉發(fā)展的多光子干涉在這些技術(shù)中再次發(fā)揮關(guān)鍵作用。

潘建偉團(tuán)隊還成功實現(xiàn)了世界上第一個衛(wèi)星與地面之間的雙向量子鏈路，使得星地間的量子密鑰分發(fā)可以超過千公里，成碼率超過1kbps。這是一個在極端條件下（大氣湍流、強(qiáng)震動、強(qiáng)溫差、宇宙射線等）首次達(dá)到的高精度量子光學(xué)操控實驗。此外，該團(tuán)隊具有高空間分辨能力的、在強(qiáng)背景下對單光子的高靈敏探測技術(shù)，以及高精度的瞄準(zhǔn)、捕獲、跟蹤技術(shù)，使得基于衛(wèi)星平臺的自由空間量子通信成為可能。

“生命科學(xué)獎”獲獎?wù)呤┮还诮馕稣婧诵攀筊NA剪接體這一關(guān)鍵復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，揭示活性部位及分子層面機(jī)理作出重大貢獻(xiàn)。分子生物學(xué)的中心法則是：遺傳信息從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)。從酵母到人等所有真核生物的基因含有外顯子和內(nèi)含子，前者是編碼蛋白質(zhì)的DNA序列，后者不含蛋白質(zhì)編碼信息。DNA指導(dǎo)下轉(zhuǎn)錄出前體信息RNA后，剪接體將內(nèi)含子切除，這樣得到成熟的信使RNA，后者通過翻譯將遺傳信息傳到其編碼的蛋白質(zhì)的氨基酸序列中。RNA剪接的異?？梢詫?dǎo)致多種人類疾病。但是，在施一公博士的研究之前，剪接體的近原子分辨率結(jié)構(gòu)沒有得到闡明。

應(yīng)用近年冷凍電鏡的技術(shù)突破、結(jié)合前人對剪接體生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究，施一公首先解析了真核剪接體近原子分辨率的結(jié)果，第一個揭示了活性部位，很大地推進(jìn)了我們對剪接體復(fù)合物的理解。繼此，施一公解析了剪接過程剪接體三個重要中間過渡復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，顯示剪接體功能重要的重構(gòu)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。施一公實驗室還報道了人類剪接體的原子分辨率結(jié)構(gòu)。結(jié)合德國馬普生物物理化學(xué)研究所Reinhard Lührmann博士和英國分子生物學(xué)實驗室的Kiyoshi Nagai（長井潔）博士等科學(xué)家的貢獻(xiàn)，施一公實驗室的結(jié)構(gòu)推動我們對剪接過程的機(jī)理理解，為治療剪接體相關(guān)的人類疾病提供了結(jié)構(gòu)框架。

“數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)獎”獲獎?wù)咴S晨陽在代數(shù)幾何學(xué)上作出了極其深刻的貢獻(xiàn)，特別是在雙有理幾何與奇點及其對偶復(fù)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上取得了卓越的成績。

許晨陽在與C. Hacon和 J. McKernan的合作研究中發(fā)展了具有對數(shù)結(jié)構(gòu)的一般型空間序?qū)Φ挠薪缧岳碚?。這一理論的一項主要應(yīng)用是證明了一般型代數(shù)簇的自同構(gòu)群的有限性。這極大地推進(jìn)了一百多年前Hurwitz在代數(shù)曲線情形的古典結(jié)果與二十世紀(jì)八十年代肖剛在代數(shù)曲面情形的工作。這一理論的其它重要應(yīng)用包括Shokurov的ACC猜想的完全解決，以及在任意維數(shù)推廣 Deligne-Mumford的穩(wěn)定曲線理論。許晨陽與李馳合作建立了用極小模型綱領(lǐng)研究Fano代數(shù)簇的K-穩(wěn)定性的一種理論架構(gòu)，可以將涉及K-穩(wěn)定性的問題歸結(jié)為特殊檢試構(gòu)型的研究。許晨陽在與C. Hacon的一篇論文中證明在特征為p情形下的三維代數(shù)簇上存在多重theta翻轉(zhuǎn)操作（此處p是大于5的素數(shù)），推廣了日本數(shù)學(xué)家森重文在特征零情形的工作。在與J. Kollar的合作中，許晨陽發(fā)展了用極小模型綱領(lǐng)研究對偶復(fù)形的理論；特別是他們研究了具有對數(shù)結(jié)構(gòu)的Calabi-Yau序?qū)Φ膶ε紡?fù)形，證明了其基本群的有限性質(zhì)，從而解決了Kontsevich-Soibelman猜想在維數(shù)不超過四時的情形。

許晨陽教授發(fā)展了極為可觀的理論和突破性技術(shù)，解決了一系列代數(shù)幾何學(xué)中很多不同領(lǐng)域的重要幾何問題，得到國際同行的高度評價，同時為代數(shù)幾何學(xué)在中國的發(fā)展作出了重大的貢獻(xiàn)。

潘建偉，中國科學(xué)院院士，1970年生于中國浙江，1999年在奧地利維也納大學(xué)獲得博士學(xué)位?，F(xiàn)為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授，中科院量子科學(xué)實驗衛(wèi)星先導(dǎo)專項首席科學(xué)家，中國科協(xié)副主席。

施一公，中國科學(xué)院院士，1967年生于中國河南，1995年在美國約翰霍普金斯大學(xué)獲得博士學(xué)位?，F(xiàn)為清華大學(xué)教授，清華大學(xué)副校長，中國科協(xié)副主席。

許晨陽，1981年生于中國重慶，2008年在美國普林斯頓大學(xué)獲得博士學(xué)位。現(xiàn)為北京國際數(shù)學(xué)研究中心博雅講席教授。endprint