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中国诺贝尔奖揭晓:请看首届未来科学大奖花落谁家

发布时间:2016-09-23

金钱不是衡量科学家价值的唯一标准,但却是对科学家科研贡献的一种肯定。

今天(9月19日),备受社会关注的首届“未来科学大奖”在北京举行了新闻发布会,揭晓了首届获得“生命科学奖”和“物质科学奖”两个年度奖项的科学家名单。生命科学大奖由香港中文大学卢煜明教授获得,物质科学奖由清华大学薛其坤教授获得,获奖者将获得单项100万美元的奖金。 

 

或成为“中国诺贝尔奖”

 

未来科学大奖于2016年1月17日在北京正式成立,共设立“生命科学大奖”和“物质科学大奖”两个奖项,奖金各为100万美元。以表彰在这些领域对人类作出重大贡献的科学家,要求其获奖工作主要在中国大陆或港澳台地区完成,但不限国籍。获奖者可以是个人或者团队,原则上每个奖项不超过5名获奖者。

未来科学大奖设立的消息引发全社会的广泛关注,被期冀成为“中国的诺贝尔奖”。诺贝尔奖获得者、著名物理学家杨振宁先生也指出,“未来科学大奖是第一个延生于中国民间公益组织,由企业家群体发起成立的奖项,填补了中国民间权威科技奖项的空白;瑞典有诺贝尔奖,香港有邵逸夫奖,而未来科学大奖作为后起之秀将产生更加深远的影响。”

 

后续将增加数学、计算机等奖项

 

未来科学大奖首期募集100%由中国人出资,生命科学捐赠人包括丁健、李彦宏、沈南鹏、和张磊。物质科学捐赠人有邓锋、吴鹰、徐小平,和吴亚军。未来论坛创始理事兼秘书长武红则透露,根据目前的奖金捐赠情况,第二届未来科学大奖已确定新增数学与计算机科学奖项,未来还将陆续扩大奖项范围,增加应用技术等奖项。

 

未来科学大奖科学委员会主要为大奖评选提供科学专业和学术支撑,由9人组成。第一任委员会包括两位数学家(夏志宏、田刚)、两位物理学家(丁洪、文小刚)、两位化学家(何川、谢小亮)、两位生物学家(饶毅、王晓东)和一位计算机学家(李凯)。

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2016年生命科学大奖获奖人:卢煜明

卢煜明(LO Yuk Ming Dennis),分子生物学临床应用专家,尤其致力于研究人体内血浆的DNA和RNA。现为香港中文大学李嘉诚健康科学研究所所长、李嘉诚医学讲座教授兼化学病理学讲座教授。

 

“生命科学奖”获奖者卢煜明基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现,在无创产前胎儿基因检查方面做出了开拓性贡献。卢教授在1997年和1998年的工作中发现,母体血液中存在着胎儿的游离DNA。基于这些早期发现,卢教授展开了一系列前沿工作来研究这些胎儿游离DNA的特性,证明了使用胎儿游离DNA来诊断遗传性疾病的可行性和实际性,最终开创了利用第二代基因测序来检测唐氏综合症的新途径,并在90多个国家得到了应用。

 

获奖评语:

 

奖励他基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现在无创产前胎儿基因检查方面做出的开拓性贡献。

 

主要贡献:

 

“生命科学奖”获奖者卢煜明基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现,在无创产前胎儿基因检查方面做出了开拓性贡献。卢教授在1997年和1998年的工作中发现,母体血液中存在着胎儿的游离DNA。基于这些早期发现,卢教授展开了一系列前沿工作来研究这些胎儿游离DNA的特性,证明了使用胎儿游离DNA来诊断遗传性疾病的可行性和实际性,最终开创了利用第二代基因测序来检测唐氏综合症的新途径,并在90多个国家得到了应用。仅在中国,每年就有超过一百万孕妇接受这项测试。这种革命性的方法为全球无数孕妇提供了无创产前诊断。

 

孕妇产前诊断能避免胎儿遗传病的发生。例如,唐氏综合症,即21三体综合症是一种常见的遗传性疾病,病因在于胚胎染色体异常(多了一条21号染色体),导致体格发育迟缓及智力缺陷。孕妇产前检查可以诊断及避免唐氏综合征。然而,唐氏综合征及类似遗传性疾病的常规产前检查均需实施羊水穿刺后进行DNA分析,这种创伤性的检测会增加终止妊娠的风险.科学家们一直在致力于研发非侵入性产前诊断技术检测胎儿遗传异常。虽然胎儿有核细胞能够进入母亲的血液,但这些细胞数量稀少。卢教授在1997年和1998年的工作中发现母体血液中存在着胎儿的游离DNA 。基于这些早期发现,卢教授展开了一系列前沿工作来研究这些胎儿游离DNA的特性,证明了使用胎儿游离DNA来诊断遗传性疾病的可行性和实际性 ,卢教授的工作最终使得利用第二代基因测序来定量测量胎儿DNA的方法用于唐氏综合症检测。这种无创产前检测已用于90多个国家。仅在中国,每年就有超过一百万孕妇接受这项测试。这个革命性的方法为全球无数的孕妇提供了无创产前诊断。

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2016年物质科学大奖获奖人:薛其坤

薛其坤,1963年出生于山东临沂市。材料物理专家,中国科学院院士,清华大学副校长。2012年提出界面高温超导,2013年发现量子反常霍尔效应,开辟全新领域。曾入选万人计划首期杰出人才,2014年求是杰出科学家奖,和何梁何利科学与技术成就奖。发表SCI论文300余篇(包括3篇science、3篇nature physics、30篇Phys. Rev. Lett.、1篇PNAS、40余篇Phys. Rev. A/B、40余篇Appl. Phys. Lett.和4篇英文特邀综述文章或书章节),文章被引用3900多次(两篇代表性文章PRL94和PRL95分别被引用215次和126次)。

 

获奖评语:

 

奖励他在利用分子束外延技术发现量子反常霍尔效应和单层铁硒超导等新奇量子效应方面做出的开拓性工作。

 

主要贡献:

薛其坤利用分子束外延技术,在对奇特量子现象的研究中取得了突破性的发现。分子束外延生长是一种先进的薄膜生长方法,能在材料衬底上一层一层地生长单晶薄膜。他和合作者制备了多种高质量的单晶薄膜材料,这使他们首次发现量子反常霍尔效应和在钛酸锶衬底上的单层铁硒高温超导现象。这两个发现被许多研究小组重复出来,并在全世界范围内激发出更多的相关研究活动,有望进一步提升量子反常霍尔效应和界面超导的临界温度,从而具有更大的实用价值。

 

在一个通常的导电材料中,电流是线性正比于外加的电压,电压和电流的比值则是这个材料的电阻,这就是人们熟知的欧姆定律。欧姆定律同时也意味着电流的传输会产生热,产生的热量正比于电阻以及电流的平方。这正是人们为什么可以利用电流来产生有用的热,但这也是为什么电流会浪费无用的热甚至会产生有害的热,目前整个微电子产业都面临着发热的瓶颈问题。但是,在以下两个奇异的量子现象中 - 超导和量子霍尔效应,发热问题可以被完全避免,也就是说欧姆定律可以被完全违反。正是由于它们可能对人类社会带来巨大的应用前景,对这两种量子现象的研究成为过去几十年内凝聚态物理的热点研究领域。同时,这些研究经常是以跳跃的方式,极大丰富了人类的知识库,并不时地突破凝聚态物理的范畴。超导领域中获得的五项诺贝尔奖和量子霍尔效应领域中获得的两项诺贝尔奖就是很好的证明。

 

清华大学的薛其坤利用分子束外延技术,在对这两种量子现象的研究中取得了突破性的发现。分子束外延生长是一种先进的薄膜生长方法,能在材料衬底上一层一层地生长单晶薄膜。他和合作者制备了多种高质量的单晶薄膜材料,这使他们首次发现量子反常霍尔效应和在钛酸锶衬底上的单层铁硒高温超导现象。

 

量子霍尔效应是指强磁场下二维电子材料中出现的横向电导(电阻的倒数)量子化现象。它的另一个重要特征是纵向电阻消失:电子可以在材料的边缘上不发热地传导。量子反常霍尔效应是指由磁性极化电子代替外加磁场所产生的量子化的霍尔效应。由于磁性极化电子模拟出的外加磁场比现有实验室可达到的最强外加磁场高一百倍,量子反常霍尔效应被认为是未来室温量子器件的一种可能实现方法。虽然理论上人们认为这种效应完全可以存在,但真正实现量子反常霍尔效应在材料制备和原位测量上存在着巨大的挑战。2012年12月薛其坤领导的小组首次报道,利用分子束外延方法生长出铬掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体的薄膜,并用该薄膜制备场效应器件,在极低温和零磁场条件下观察到霍尔电阻达到了量子化的数值即h/e2 约25.8千欧姆,标志着实验上首次实现量子反常霍尔效应。

 

超导现象是一种宏观量子现象,指的是当温度低于一个特定的临界温度(Tc)时,一些材料中出现的完全零电阻和理想抗磁的现象, 超导现象于1911年在水银中首次发现(Tc ~ 4K or -269摄氏度, 是非常低的温度)。1986年人们在一些铜氧化合物材料中发现了高很多的Tc(>77 K,或高于液氮温度),2008年又在一些铁砷或铁硒材料发现了较高的的Tc(>40 K)。2012年2月薛其坤领导的小组首次报道,利用分子束外延方法,在导电钛酸锶衬底上生长出的单层铁硒具有大幅提高的Tc(>40 K,甚至可能超过77K),相比之下块材的铁硒Tc只有约10 K。这个发现完全出乎意料,因为很薄的薄膜材料一般会压制Tc,因此这个发现开辟了一种界面增强超导的新途径。

 

薛其坤做出的这两个发现被许多研究小组重复出来,并在全世界范围内激发出更多的相关研究活动,有望进一步提升量子反常霍尔效应和界面超导的临界温度,从而具有更大的实用价值。

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