时间：2019-09-06      信息来源：纵横集团

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北京时间2019年9月5日晚上，2020年科学突破奖（Breakthrough Prize）宣布授予以下科学突破：拍摄第一张黑洞照片，确定肥胖的生物学基础，在痛觉感知的生物化学方面的发现，以及其他重大成就。

编译 | 拾贝壳的孩子

今年的获奖者因为一些重大而引人注目的科学发现而获奖，比如

黑洞是什么样子的？

为什么辣椒吃起来那么辣？

神经退行性疾病的原因是什么？

其中基础物理学突破奖授予事件视界望远镜（EHT）合作项目的347名成员，他们探测遥远的星系，并捕捉到了黑洞的第一张图像。生命科学突破奖的获奖者们为非阿片类镇痛药物消除慢性疼痛奠定了基础，为食物摄入和体重的关系建立了生物学基础，并发现了神经退行性疾病的共同机制，包括早发性痴呆。此外，6项新视野奖颁发给12位科学家，以表彰他们在物理学和数学方面的早期职业成就。

以下是完整的获奖理由。

基础物理学突破奖

事件视界望远镜（EHT）合作项目

来自哈佛-史密森天体物理中心的 Shep Doeleman 将作为代表接受奖项。这份300万美元的奖金将由347名科学家平均分享，他们共同撰写了EHT于2019年4月10日发表的六篇论文。

理由：分布在全球各处的8个射电望远镜联合起来，形成了一个相当于地球大小的望远镜，科学家们以此拍摄了第一张超大质量黑洞的照片。在照片中，一道明亮的光环围绕着黑洞事件视界以内的黑暗区域，在这个边界之内，即使是光也无法逃脱黑洞的引力拖拽。

第一张黑洞照片：M87 星系中心的超大质量黑洞。| 图片来源：EHT

数学突破奖

Alex Eskin，芝加哥大学

理由：Eskin 与已故的伊朗裔数学家、菲尔兹奖得主 Maryam Mirzakhni 合作，在阿贝尔微分的模空间的动力学和几何方面做出了革命性发现，包括证明了所谓的“魔杖定理（magic wand theorem）”。经过五年的努力，这项成果于2013年发表，在其中他们探索了一个长期以来悬而未决的问题：

在一个布满镜子的房间里，一束来自点光源的光线来回反射，那么它最终能够到达整个房间吗？还是说房间的某些角落将永远保持黑暗？

通过将问题转化为一个高度抽象的多维空间问题，两位数学家得以证明，对于那些角度是某些分数（fractions of whole numbers）的多边形房间，只有有限数量的点永远不会被照亮。

生命科学突破奖

Jeffrey M. Friedman，洛克菲勒大学和霍华德·休斯医学研究所

理由：自从1994年发现了调节身体脂肪的分子途径以来，Friedman 一直站在这一领域的前沿，试图建立肥胖的生物学基础。他的研究阐明了在意识水平之下运作的“瘦素系统”，以及控制我们何时吃、吃什么、吃多少的“意志力”。瘦素的发现通过描述调节食物摄入量和体重的生理与神经机制，为理解肥胖的发病机理提供了一个新的框架。

F. Ulrich Hartl，普朗克生物化学研究所

Arthur L. Horwich，耶鲁大学医学院和霍华德·休斯医学院

理由：Hartl 和 Horwich 发现了一种支持机制，可以使蛋白质正确折叠成精确的形状，从而在细胞内完成大量的工作。随着我们年龄的增长，这种机制可能会衰退，使蛋白质杂乱地结块，并为癌症、阿尔茨海默症、帕金森症和其他神经退行性疾病埋下伏笔。目前科学家正在研究如何修复或支持细胞的折叠机制，以抑制蛋白质结块，并在我们衰老时保持正常运作。

David Julius，加州大学旧金山分校

理由：Julius 发现了产生痛觉的细胞信号机制。他还发现，辣椒和薄荷醇在神经系统中触发的感觉受体与通常对冷热做出反应的感觉受体是相同的。虽然大多数疼痛是作为一种早期预警系统，但慢性疼痛会使人虚弱乏力。然而，通过确定关节炎、癌症等病症产生的慢性疼痛的特定细胞靶点，Julius的团队正在为下一代非阿片类精准镇痛药物奠定基础。

Virginia Man-Yee Lee（弗吉尼娅·曼仪·李），宾夕法尼亚大学

理由：大多数阿尔茨海默症患者的脑细胞中都有一个由 tau 蛋白组成的缠结网络。1991年，Lee 提出了“tau 蛋白假说”认为，是缠结本身抑制了神经元的正常放电。在帕金森症和肌萎缩性脊髓侧索硬化症中，她发现了类似的缠结，并在后来发现错误折叠的蛋白质是如何在中枢神经系统中从一个细胞传播到另一个细胞的。通过复制 tau 蛋白的病理演化，Lee提出了神经退行性疾病的蛋白质路线图，并阐明了退行性疾病的常见机制。她的研究为确定药物发现的目标开辟了新的途径。

物理学新视野奖

Xie Chen（陈谐），加州理工学院

Lukasz Fidkowski，华盛顿大学

Michael Levin，芝加哥大学

Max A. Metlitski，麻省理工学院

理由：对理解拓扑物质状态及其关系做出深刻贡献。

Jo Dunkley，普林斯顿大学

Samaya Nissanke，阿姆斯特丹大学

Kendrick Smith，Perimeter Institute

理由：开发出从天文数据中提取基本物理信息的新技术。

Simon Caron-Huot，麦吉尔大学

Pedro Vieira，Perimeter Institute 和 ICTP-SAIFR

理由：对理解量子场论做出了重大贡献。

数学新视野奖

Tim Austin，加州大学洛杉矶分校

理由：在遍历理论方面做出多项贡献，其中最著名的是解决了弱平斯克猜想（weak Pinsker conjecture）。

Emmy Murphy，西北大学

理由：对辛几何和切触几何的研究做出贡献，特别是引入了松散勒让德子流形的概念，并与 Matthew Strom Borman 和 Yakov Eliashberg一起，在更高维度上引入了过扭切触结构。

Xinwen Zhu（朱歆文），加州理工学院

理由：在算术代数几何研究方面做出贡献，包括在志村簇（Shimura variety）理论和 p 进数簇的黎曼-希尔伯特问题方面的应用。

奖项介绍：

科学突破奖设有生命科学突破奖、基础物理学突破奖、数学突破奖，以及物理学新视野奖、数学新视野奖，旨在奖励于生命科学、基础科学等领域取得重要成就的科学家，给他们提供更多的自由和机会，帮助他们取得更大的成就。其中新视野奖授予有潜力的年轻科研人员。此次公布的奖项以及纪念今年8月6日公布的基础物理学特别突破奖都将于11月3日颁发。

参考链接

https://breakthroughprize.org/News/54

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