环球科学：2025年度“科学突破奖”揭晓：物理学奖授予1350...

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　　· 奖项 ·

　　2025年度“科学突破奖”揭晓：华裔科学家刘如谦获奖！

　　刘如谦（图片来源：breakthrough prize）

　　当地时间2025年4月5日，在美国洛杉矶，科学突破奖（Breakthrough Prize）基金会宣布了2025年科学突破奖获奖者，今年共颁发6个奖项，涵盖生命科学、基础物理学和数学领域，单项奖金达300万美元。

　　在几年来风靡全球的减肥神药“司美格鲁肽”的开发过程中作出重要贡献的五位科学家荣获科学突破奖——生命科学奖，他们分别是加拿大多伦多大学内分泌学家Daniel J. Drucker、美国哈佛医学院医学研究员Joel Habener、丹麦哥本哈根大学的Jens Juul Holst、美国洛克菲勒大学化学家Svetlana Mojsov以及丹麦诺和诺德公司科学家Lotte Bjerre Knudsen。他们从基础激素发现到生理学理解再到药物开发的互补性贡献，促成了针对糖尿病和肥胖症的高效药物的诞生，开启了GLP-1（胰高血糖素样肽-1）药物治疗心血管代谢疾病的新纪元。

　　此外，美国加利福尼亚大学旧金山分校神经学家Stephen Hauser与哈佛大学流行病学家Alberto Ascherio因阐明多发性硬化症致病机制，也获得科学突破奖——生命科学奖。

　　最后一个科学突破奖——生命科学奖授予美国博德研究所分子生物学家刘如谦，表彰其开发基于CRISPR基因编辑的DNA改写技术。该技术已应用于T细胞白血病、镰状细胞贫血、β地中海贫血和高胆固醇治疗临床试验。

　　科学突破奖——基础物理学奖罕见地授予了欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）的4个实验组——ATLAS、CMS、ALICE和LHCb的13 508名物理学家。这四项实验因测试现代粒子物理学理论（标准模型）以及其他描述可能超越该模型的物理学理论而受到认可，精度极高，包括精确测量希格斯玻色子的性质，以及阐明希格斯场赋予基本粒子质量的机制等。

　　基础物理学特别突破奖授予了荷兰乌得勒支大学理论物理学家Gerard’t Hooft。他是标准模型奠基人之一，曾因对弱核力研究的贡献获1999年诺贝尔物理学奖，并为后来被称为亚原子粒子标准模型的基础作出了重要贡献。

　　科学突破奖——数学奖授予德国马克斯·普朗克数学研究所的Dennis Gaitsgory，表彰他“在几何朗兰兹猜想的证明中发挥的核心作用”，而这是现代数学领域涉及范围最广的范式之一，包括数论、代数几何等。

　　此外，科学突破奖基金会今年颁发了多个早期职业奖，包括8位物理学家和数学家共享6个各10万美元的新视野奖（New Horizons Prizes），以及三位最近完成博士学业的女性数学家每人获得5万美元的玛丽亚姆·米尔扎哈尼新前沿奖（Maryam Mirzakhani New Frontiers Prize）。总的来说，今年的奖金总额达到1875万美元，这是科学突破奖创立14年以来第一次颁发总额超过3.26 亿美元。

　　科学突破奖于2012年创立，每年颁发一次，被誉为“科学界的奥斯卡”奖，致力于表彰全球范围内在生命科学、物理学和数学领域作出杰出贡献的科学家。每个奖项奖金为300万美元。此外，每年还颁发最多三个物理学新视野奖、最多三个数学新视野奖和最多三个玛丽亚姆·米尔扎哈尼新前沿奖，以奖励早期职业生涯的研究人员。（公众号“知社学术圈”，中国科学报，Breakthrough Prize）

　　· 人工智能 ·

　　AI自学成才，在《我的世界》里获取钻石

　　据《自然》新闻（Nature news）报道，DeepMind团队开发的人工智能（AI）系统Dreamer首次在没有人类指导的情况下，在游戏《我的世界》（Minecraft）中成功学会了如何获得钻石。

　　《我的世界》是一款著名的沙盒类游戏，在游戏中玩家需要设法采集资源生存下去，并制造武器和工具，其中钻石是原版《我的世界》中最珍贵也最难获得的矿物之一，需要玩家制造出铁镐或更高级的工具，并前往地下较深的位置才能挖掘获得。在此前的相关研究中，AI通常需要通过人类游戏视频学习，或需要研究人员引导。相比之下，Dreamer通过强化学习技术，自主学习游戏中的各种玩法。而在这次测试中，研究者每当Dreamer完成钻石收集的12个步骤之一（包括制作工作台、制作熔炉、开采铁矿、锻造铁锭等）时，就会提供“加一分”的奖励，从而促使Dreamer选择更有可能获得钻石的动作。另外，Dreamer拥有一套“世界模型”，这个模型类似于我们的抽象思维，让Dreamer可以在“想象”中预测不同行动所带来的回报，这样的计算量远少于在《我的世界》中实际完成这些行动的计算量。最终，Dreamer连续玩9天左右，就可以找到一颗钻石（作为对比，一名熟练的人类玩家大约需要20~30分钟即可获得第一颗钻石）。相关论文已发表于《自然》（Nature）杂志。（Nature news）

　　· 材料学 ·

　　迄今最大规模二维半导体微处理器发布

　　面对摩尔定律逼近物理极限的全球挑战，具有单个原子层厚度的二维半导体是目前国际公认的破局关键，科学家一直在探索如何将二维半导体材料应用于集成电路中。但此前，国际学术界与产业界经过10余年攻关，仅将二维半导体数字电路集成度提高至115个晶体管。现在，经过五年攻关，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室将芯片从阵列级或单管级推向系统级集成，成功研制出全球首款基于二维半导体材料的32位RISC-V架构（开源简化指令集计算架构）微处理器“无极”（WUJI），这是目前全球最大规模的二维半导体微处理器。相关研究发表于《自然》（Nature）杂志。

　　研究者通过自主创新的特色集成工艺，以及RISC-V架构，实现了从材料生长到集成工艺的精准控制，集成了5900个晶体管，在国际上实现二维逻辑芯片最大规模验证纪录。而且该芯片的反相器良率高达99.77%，而反相器是一个非常基础且重要的逻辑电路，它的良率直接反映了整个芯片的质量。结果显示，成果产品具备单级高增益和关态超低漏电等优异性能。通过严格的自动化测试设备测试，研究者验证了在1 kHz时钟频率下，千门级芯片可以串行实现37种32位RISC-V指令，满足32位RISC-V整型指令集（RV32I）要求。其集成工艺优化程度和规模化电路的验证结果，均达到了国际同期最优水平。下一步，研究团队将进一步提高芯片集成度，寻找并搭建稳定的工艺平台，为未来开发具体的应用产品打下基础。（复旦大学）

　　· 医学 ·

　　带状疱疹疫苗与痴呆症风险降低有关

　　近日，《自然》（Nature）发表的一项针对英国威尔士人群的大规模研究指出，带状疱疹疫苗能在7年里将痴呆症新增诊断病例的概率降低约20%。

　　研究团队利用了威尔士一项对疱疹病毒疫苗接种资格的政策。从2013年9月1日起，威尔士1933年9月2日或之后出生的人有至少一年的资格可以接种带状疱疹疫苗，而此日期之前出生的人则没有资格。因此，研究者可以对比那些出生日期只相差几周，但分别有资格和没有资格打疫苗的人的健康数据。他们发现，在7年的随访期里，接种带状疱疹疫苗将痴呆症新增诊断病例的相对概率降低了约20%。这种效应在女性中大于男性。接种带状疱疹疫苗的成年人比例在因为大了一周而不能接种疫苗的人群中为0.01%，而在符合资格的日期一周后出生的人群中上升到了47.2%。除了疫苗接种率上升，这两个年龄只相差几周的人群不太可能有系统性差异，因此极大降低了分析出现偏差的可能性。

　　作者进一步提出了解释带状疱疹疫苗降低痴呆症风险的可能机制，如潜伏的带状疱疹病毒被激活的几率下降，或是该疫苗诱导了更广谱的免疫机制。作者指出，仍需以随机试验的形式开展进一步研究，测试带状疱疹疫苗对痴呆症和认知的影响。（Nature）

　　· 医学 ·

　　比米粒还小的微型起搏器

　　比米粒还小的微型起搏器。图片来源：John A. Rogers

　　临时起搏器对于在心脏手术或其他心脏相关问题后出现短暂心动过缓（心率偏低）的患者非常重要。传统的临时起搏器需要开展的侵入性手术有很大风险，比如感染或心肌受损，以及外部电源和控制系统造成的并发症。近日，《自然》（Nature）发表的一项研究报道了一个比米粒更小的临时起搏器，该起搏器可在动物模型和人类心脏组织中有效调动心脏起搏。这个可最终分解和吸收的小型无线装置或可微创植入患者体内，降低治疗的整体风险。

　　研究者设计并在动物模型和人类心脏组织中演示了一个小型临时起搏器的有效性。该装置大小为1.8毫米×3.5毫米×1毫米，比之前报道过的任何起搏器都小，而且能使用微创技术植入。该装置内的电极在遇到体液时会产生电流，而无需外部电源或导线。这种设置能让该装置在与一个皮肤界面的无线单元配对后自主工作，该单元可检测心脏活动以及用光学方法无线控制该起搏器。此外，该装置可生物吸收（使用寿命到期后会分解或被身体吸收），免除了使用后用手术取出的必要。该装置或是更大型的传统起搏器的一个更安全的潜在替代品，为心动过缓患者进行临时起搏。（Nature）

　　撰写：王怡博、二七