邵峰、王貽芳、陸錦標、王小雲獲“百萬美元”未來科學大獎
2019年09月07日14:56

原標題:邵峰、王貽芳、陸錦標、王小雲獲“百萬美元”未來科學大獎

第四屆未來科學大獎於9月7日在北京揭曉,三項價值100萬美元的獎項頒給邵峰、王貽芳、陸錦標、王小雲等四位科學家。

邵峰因其發現人體細胞內對病原菌內毒素LPS炎症反應的受體和執行蛋白的貢獻摘得“生命科學獎”。

王貽芳、陸錦標因其在實驗發現第三種中微子振盪模式, 為超出標準模型的新物理研究, 特別是解釋宇宙中物質與反物質不對稱性提供了可能的貢獻獲得“物質科學獎”。

王小雲因其在密碼學中的開創性貢獻,她的創新性密碼分析方法揭示了被廣泛使用的密碼哈希函數的弱點,促成了新一代密碼哈希函數標準取得的成就榮膺“數學與計算機科學獎”。這也是“未來科學大獎”設立四年來的首位女性科學家得主。

邵峰因其發現人體細胞內對病原菌內毒素LPS炎症反應的受體和執行蛋白的貢獻摘得“生命科學獎”。

邵峰,1972年1月出生於江蘇淮安,生物化學家,中國科學院院士,北京生命科學研究所學術副所長、資深研究員。

人類與體內的細菌長期共存。多數細菌與人類和平共處,幫助我們消化食物,甚至抵抗其它有害病原菌。機體的免疫系統如何區別有益和有害細菌,有效地發起免疫反應,是生物學研究的重要問題。過去十年來,邵峰博士實驗室提供了系統的回答:他們發現了幾種特異識別侵入細菌的細胞漿型式識別分子(PRR),揭示了宿主細胞炎症反應中區別緻病菌和非致病菌的分子機理。其中最重要的是發現炎症蛋白水解酶caspase-4和-5 是細胞內識別內毒素LPS(革蘭氏陰性菌細胞壁的脂多糖)的受體。細菌侵入宿主細胞可以直接與炎症caspase 4/5結合來激活細胞激素和焦亡模式的細胞死亡,促進細胞激素釋放到血液,引起抗細菌的炎症反應。另外邵峰實驗室和Vishva M. Dixit 實驗室同時發現了gasdermin蛋白家族中的gasdermin D是炎症caspase的底物和細胞焦亡的執行者。基於焦亡模式的細胞死亡在宿主天然免疫的重要性,邵峰的發現為探索病原菌感染以及相關疾病的預防和治療提供了新的途徑。

“物質科學獎”獲得者王貽芳、陸錦標,實驗發現第三種中微子振盪模式, 為超出標準模型的新物理研究, 特別是解釋宇宙中物質與反物質不對稱性提供了可能。

王貽芳,1963年2月20日出生於江蘇南京,實驗高能物理學家,中國科學院院士、俄羅斯科學院外籍院士、發展中國家科學院院士,中國科學院高能物理研究所所長,中國科學院大學核科學與技術學院院長。

陸錦標,1983年9月博士畢業,現任美國加州大學伯克利分校物理系教授。主要社會兼職有:美國能源部高能物理基金與中國台灣“國立”科學理事會基金評估專家,美國物理學會會士,美國費米國家實驗室HyperCP實驗發言人,中國大亞灣反應堆中微子實驗美方召集人等。

毛淑德在新聞發佈會現場與王貽芳進行了現場連線。

王貽芳表示,很激動,感謝未來科學大獎的肯定,“高能物理是一個非常基礎的研究。你們的獎勵應該說是對基礎科學研究的肯定,是對三百多名科學家多年工作的肯定”。

王貽芳近年來一直致力於大型對撞機的建設項目,希望借此推動中國高能物理的發展。該項目也曾招致楊振寧的公開質疑。毛淑德調侃道,大獎的經費是否夠大型對撞機項目啟動?王貽芳笑稱遠遠不夠。

王貽芳和陸錦標領導的大亞灣中微子實驗合作組在中國廣東大亞灣核電站附近首次發現了一種新的電子中微子振盪模式,精確測量了它們由於振盪現象而引起的消失概率。這種振盪模式的實驗確立表明了中微子有可能破壞宇稱與正反粒子聯合對稱性(CP)。物理學家普遍認為新型CP破壞的存在是解釋觀測宇宙中物質遠多於反物質以及物質世界形成的必要條件。

中微子是一種在核衰變與核反應中釋放的一種具有及其微弱相互作用的基本粒子。本世紀初,日本與加拿大的科學家發現已知三種中微子之間的兩種相互轉化的現象(或振盪),標誌中微子具有不為零的質量與存在超出當前粒子物理標準模型的相互作用,因而獲得2015年的諾貝爾物理學獎。但是理論上存在的中微子第三種振盪卻更為有趣,因為它預示著中微子振盪具有CP破壞的性質。但在本世紀的前十年,物理學家認為第三種振盪可能非常微弱,甚至不存在。儘管如此,中國、法國、韓國、美國的粒子物理實驗家都提出了實驗方案,開展了一場高水平的科學競賽。

王貽芳和陸錦標發現高功率的中國大亞灣核電站作為反電子中微子源並配合周邊的山脈作為地下實驗室的屏蔽是世界上最佳的實驗場所。他們組織並領導合作組開展了一系列創新,包括設計和研製全同的探測器模塊來消除系統誤差、發展化學上極其穩定的釓摻雜有機液態閃爍體、和高靈敏度的宇宙線甄別探測系統,使得大亞灣中微子實驗具世界最高靈敏度。2012年3月,王貽芳和陸錦標代表大亞灣國際合作組宣佈首次探測到中微子的第三種振盪模式。一個月之後,韓國的RENO實驗證實了這個發現。

第三種中微子振盪的確立為未來中微子實驗研究指明了方向。新一代的國際中微子實驗,包括測量三種中微子的質量順序以及中微子CP破壞的實驗計劃都是根據大亞灣實驗的結果進行設計的。王貽芳和陸錦標的實驗發現將對未來粒子物理的發展將產生深遠的影響。

“數學與計算機科學獎”獲得者王小雲,獎勵她在密碼學中的開創性貢獻,她的創新性密碼分析方法揭示了被廣泛使用的密碼哈希函數的弱點,促成了新一代密碼哈希函數標準。這也是“未來科學大獎”設立四年來的首位女性得主。

王小雲,1966年8月出生於山東諸城,籍貫山東諸城。1987年畢業於山東大學數學系,1990年、1993年分別獲該校碩士、博士學位。2017年當選為中國科學院院士。

密碼哈希函數是大多數密碼應用及系統的核心,比如實現數據完整性驗證以及認證,數字簽名、安全套接層(SSL)、信息完整性、區塊鏈等。密碼哈希函數是一種將任意長度輸入散列成固定長度摘要的一種函數,其重要屬性是要求在目前的計算能力下很難找到“碰撞”,也就是兩個不同的輸入散列到同一摘要。如果能夠很容易地找到哈希函數的碰撞,那麼就意味著該哈希函數是不安全的,那些使用它的所有應用程序也都將被視為不安全的。

王小雲教授提出了一系列針對密碼哈希函數的強大的密碼分析方法,特別模差分比特分析法。她的方法攻破了多個以前被普遍認為是安全的密碼哈希函數標準,並變革了如何分析和設計新一代密碼哈希函數標準。2004年,王小雲教授提出了模差分比特分析法,並演示了如何找到MD5密碼哈希函數的真實碰撞。對於密碼領域是一個意外的結果,因為MD5是非常廣泛應用的密碼哈希函數,經受了來自許多密碼學家十多年的攻擊,沒發現碰撞。2005年,王小雲教授和她的合作者擴展了該分析方法,攻擊了其它幾個著名的散列函數,包括MD4、RIPEMD和HAVAL-128。同年,她和她的合作者發表了另一個方法,能夠在269次操作內,後來在另一篇論文中進一步減少到在263次操作內就能找到另外一個非常廣泛應用的密碼哈希函數SHA-1的碰撞。雖然在2005年由於成本太高不能對SHA-1運行實際攻擊,12年後,其他學者根據王小雲教授的方法在google雲上成功地運行了實際攻擊,找到了SHA-1的真實碰撞。

王小雲教授的工作導致工業界幾乎所有軟件系統中MD5和SHA-1哈希函數的逐步淘汰。她的工作推動並幫助了新一代密碼哈希函數標準的設計,包括SHA-3、BLAKE2和SM3。王教授主持了中國國家標準密碼哈希函數SM3的設計。自2010年發佈以來,SM3已經被中國軟件產品廣泛使用。

作為中國首個由科學家和企業家群體共同發起的世界級科學大獎,未來科學大獎強調獎勵在大中華地區完成、產生巨大國際影響、具有原創性,長期重要性或經過了時間考驗的科研工作,不論其國籍、性別和年齡,旨在推動突破性基礎科學研究,表彰優秀科學家,吸引全球科技人才,促進科學事業發展。未來科學大獎同時希望,通過這種激勵示範效應,激發全社會對科學的熱愛,對科學家的尊重,吸引更多青年投身科學,實現中國公民科學素養的提升。

未來科學大獎的評審體系主要參考諾貝爾獎、圖靈獎等國際著名獎項,採取提名邀約製和國際同行評議製。候選人由科學委員會邀請的提名人提名產生,不接受個人申請與機構推薦。在確定候選人後,由科學委員會確定五位以上該領域的國際專家,對各候選人被提名的工作成果在工作成就、創新性、影響力等方面進行橫向和豎向比較。最終的獲獎者名單由未來科學大獎科學委員會參考國際同行評議不記名投票確定。同時邀請對外經貿大學法學院高西慶教授和畢馬威組成監督委員會,監督整個評獎過程。

未來科學大獎科學委員會目前由21位國際知名科學家組成,生命科學獎委員包括杜克大學董欣年、芝加哥大學何川、賽諾菲集團劉勇軍、斯坦福大學駱利群、首都醫科大學饒毅、北京生命科學研究所王曉東、哈佛大學莊小威;物質科學獎委員包括斯坦福大學鮑哲南、上海交通大學季向東、清華大學毛淑德、麻省理工學院文小剛、清華大學薛其坤、加州大學伯克利分校楊培東、美國Scripps研究所餘金權;數學與計算機科學獎委員包括斯坦福大學李飛飛、普林斯頓大學李凱、香港科技大學勵建書、布朗大學舒其望、美國西北大學夏誌宏、洛杉磯加州大學張懋中、普林斯頓大學張壽武。

未來科學大獎單項獎金為一百萬美元(人民幣約716萬元),每項獎金由四位捐贈人共同捐贈:“生命科學獎”捐贈人為丁健、李彥宏、沈南鵬、張磊;“物質科學獎”捐贈人為鄧鋒、吳亞軍、吳鷹、徐小平;“數學與計算機科學獎”捐贈人為丁磊、江南春、馬化騰、王強。

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