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· 獎項·
2025年度“科學突破獎”揭曉：華裔科學家劉如謙獲獎！
當地時間2025年4月5日，在美國洛杉磯，科學突破獎（Breakthrough Prize）基金會宣佈了2025年科學突破獎獲獎者，今年共頒發6個獎項，涵蓋生命科學、基礎物理學和數學領域，單項獎金達300萬美元。
在幾年來風靡全球的減肥神藥“司美格魯肽”的開發過程中作出重要貢獻的五位科學家榮獲科學突破獎——生命科學獎，他們分別是加拿大多倫多大學內分泌學家Daniel J. Drucker、美國哈佛醫學院醫學研究員Joel Habener、丹麥哥本哈根大學的Jens Juul Holst、美國洛克菲勒大學化學家Svetlana Mojsov以及丹麥諾和諾德公司科學家Lotte Bjerre Knudsen。他們從基礎激素髮現到生理學理解再到藥物開發的互補性貢獻，促成了針對糖尿病和肥胖症的高效藥物的誕生，開啟了GLP-1（胰高血糖素樣肽-1）藥物治療心血管代謝疾病的新紀元。
此外，美國加利福尼亞大學舊金山分校神經學家Stephen Hauser與哈佛大學流行病學家Alberto Ascherio因闡明多發性硬化症致病機制，也獲得科學突破獎——生命科學獎。
最後一個科學突破獎——生命科學獎授予美國博德研究所分子生物學家劉如謙，表彰其開發基於CRISPR基因編輯的DNA改寫技術。該技術已應用於T細胞白血病、鐮狀細胞貧血、β地中海貧血和高膽固醇治療臨床試驗。
科學突破獎——基礎物理學獎罕見地授予了歐洲核子研究中心（CERN）大型強子對撞機（LHC）的4個實驗組——ATLAS、CMS、ALICE和LHCb的13 508名物理學家。這四項實驗因測試現代粒子物理學理論（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，包括精確測量希格斯玻色子的性質，以及闡明希格斯場賦予基本粒子質量的機制等。
基礎物理學特別突破獎授予了荷蘭烏得勒支大學理論物理學家Gerard’t Hooft。他是標準模型奠基人之一，曾因對弱核力研究的貢獻獲1999年諾貝爾物理學獎，併為後來被稱為亞原子粒子標準模型的基礎作出了重要貢獻。
科學突破獎——數學獎授予德國馬克斯·普朗克數學研究所的Dennis Gaitsgory，表彰他“在幾何朗蘭茲猜想的證明中發揮的核心作用”，而這是現代數學領域涉及範圍最廣的正規化之一，包括數論、代數幾何等。
此外，科學突破獎基金會今年頒發了多個早期職業獎，包括8位物理學家和數學家共享6個各10萬美元的新視野獎（New Horizons Prizes），以及三位最近完成博士學業的女性數學家每人獲得5萬美元的瑪麗亞姆·米爾扎哈尼新前沿獎（Maryam Mirzakhani New Frontiers Prize）。總的來說，今年的獎金總額達到1875萬美元，這是科學突破獎創立14年以來第一次頒發總額超過3.26 億美元。
科學突破獎於2012年創立，每年頒發一次，被譽為“科學界的奧斯卡”獎，致力於表彰全球範圍內在生命科學、物理學和數學領域作出傑出貢獻的科學家。每個獎項獎金為300萬美元。此外，每年還頒發最多三個物理學新視野獎、最多三個數學新視野獎和最多三個瑪麗亞姆·米爾扎哈尼新前沿獎，以獎勵早期職業生涯的研究人員。（公眾號“知社學術圈”，中國科學報，Breakthrough Prize）
· 人工智慧 ·
AI自學成才，在《我的世界》裡獲取鑽石
據《自然》新聞（Nature news）報道，DeepMind團隊開發的人工智慧（AI）系統Dreamer首次在沒有人類指導的情況下，在遊戲《我的世界》（Minecraft）中成功學會了如何獲得鑽石。
《我的世界》是一款著名的沙盒類遊戲，在遊戲中玩家需要設法採集資源生存下去，並製造武器和工具，其中鑽石是原版《我的世界》中最珍貴也最難獲得的礦物之一，需要玩家制造出鐵鎬或更高階的工具，並前往地下較深的位置才能挖掘獲得。在此前的相關研究中，AI通常需要透過人類遊戲影片學習，或需要研究人員引導。相比之下，Dreamer透過強化學習技術，自主學習遊戲中的各種玩法。而在這次測試中，研究者每當Dreamer完成鑽石收集的12個步驟之一（包括製作工作臺、製作熔爐、開採鐵礦、鍛造鐵錠等）時，就會提供“加一分”的獎勵，從而促使Dreamer選擇更有可能獲得鑽石的動作。另外，Dreamer擁有一套“世界模型”，這個模型類似於我們的抽象思維，讓Dreamer可以在“想象”中預測不同行動所帶來的回報，這樣的計算量遠少於在《我的世界》中實際完成這些行動的計算量。最終，Dreamer連續玩9天左右，就可以找到一顆鑽石（作為對比，一名熟練的人類玩家大約需要20~30分鐘即可獲得第一顆鑽石）。相關論文已發表於《自然》（Nature）雜誌。（Nature news）
· 材料學·
迄今最大規模二維半導體微處理器釋出
面對摩爾定律逼近物理極限的全球挑戰，具有單個原子層厚度的二維半導體是目前國際公認的破局關鍵，科學家一直在探索如何將二維半導體材料應用於積體電路中。但此前，國際學術界與產業界經過10餘年攻關，僅將二維半導體數位電路整合度提高至115個電晶體。現在，經過五年攻關，復旦大學整合晶片與系統全國重點實驗室將晶片從陣列級或單管級推向系統級整合，成功研製出全球首款基於二維半導體材料的32位RISC-V架構（開源簡化指令集計算架構）微處理器“無極”（WUJI），這是目前全球最大規模的二維半導體微處理器。相關研究發表於《自然》（Nature）雜誌。
研究者透過自主創新的特色整合工藝，以及RISC-V架構，實現了從材料生長到整合工藝的精準控制，集成了5900個電晶體，在國際上實現二維邏輯晶片最大規模驗證紀錄。而且該晶片的反相器良率高達99.77%，而反相器是一個非常基礎且重要的邏輯電路，它的良率直接反映了整個晶片的質量。結果顯示，成果產品具備單級高增益和關態超低漏電等優異效能。透過嚴格的自動化測試裝置測試，研究者驗證了在1 kHz時鐘頻率下，千門級晶片可以序列實現37種32位RISC-V指令，滿足32位RISC-V整型指令集（RV32I）要求。其整合工藝最佳化程度和規模化電路的驗證結果，均達到了國際同期最優水平。下一步，研究團隊將進一步提高晶片整合度，尋找並搭建穩定的工藝平臺，為未來開發具體的應用產品打下基礎。（復旦大學）
· 醫學·
帶狀皰疹疫苗與痴呆症風險降低有關
研究團隊利用了威爾士一項對皰疹病毒疫苗接種資格的政策。從2013年9月1日起，威爾士1933年9月2日或之後出生的人有至少一年的資格可以接種帶狀皰疹疫苗，而此日期之前出生的人則沒有資格。因此，研究者可以對比那些出生日期只相差幾周，但分別有資格和沒有資格打疫苗的人的健康資料。他們發現，在7年的隨訪期裡，接種帶狀皰疹疫苗將痴呆症新增診斷病例的相對機率降低了約20%。這種效應在女性中大於男性。接種帶狀皰疹疫苗的成年人比例在因為大了一週而不能接種疫苗的人群中為0.01%，而在符合資格的日期一週後出生的人群中上升到了47.2%。除了疫苗接種率上升，這兩個年齡只相差幾周的人群不太可能有系統性差異，因此極大降低了分析出現偏差的可能性。
作者進一步提出瞭解釋帶狀皰疹疫苗降低痴呆症風險的可能機制，如潛伏的帶狀皰疹病毒被啟用的機率下降，或是該疫苗誘導了更廣譜的免疫機制。作者指出，仍需以隨機試驗的形式開展進一步研究，測試帶狀皰疹疫苗對痴呆症和認知的影響。（Nature）
· 醫學·
比米粒還小的微型起搏器
比米粒還小的微型起搏器。圖片來源：John A. Rogers
臨時起搏器對於在心臟手術或其他心臟相關問題後出現短暫心動過緩（心率偏低）的患者非常重要。傳統的臨時起搏器需要開展的侵入性手術有很大風險，比如感染或心肌受損，以及外部電源和控制系統造成的併發症。近日，《自然》(Nature)發表的一項研究報道了一個比米粒更小的臨時起搏器，該起搏器可在動物模型和人類心臟組織中有效調動心臟起搏。這個可最終分解和吸收的小型無線裝置或可微創植入患者體內，降低治療的整體風險。
研究者設計並在動物模型和人類心臟組織中演示了一個小型臨時起搏器的有效性。該裝置大小為1.8毫米×3.5毫米×1毫米，比之前報道過的任何起搏器都小，而且能使用微創技術植入。該裝置內的電極在遇到體液時會產生電流，而無需外部電源或導線。這種設定能讓該裝置在與一個皮膚介面的無線單元配對後自主工作，該單元可檢測心臟活動以及用光學方法無線控制該起搏器。此外，該裝置可生物吸收（使用壽命到期後會分解或被身體吸收），免除了使用後用手術取出的必要。該裝置或是更大型的傳統起搏器的一個更安全的潛在替代品，為心動過緩患者進行臨時起搏。（Nature）
撰寫：王怡博、二七