9月14日，2023年世界頂尖科學家協會獎（簡稱“頂科協獎”）在上海揭曉，“智能科學或數學獎”和“生命科學或醫學獎”兩個單項獎共產生5位獲獎者，來自英、美、意、俄等國家。一時間，獲獎者研究領域的學術名詞“凸優化”、“核小體”破圈，走進公眾視野。這項發端於上海的科學大獎，再次打開了世界科學界的聚光燈。

走到第二年的“頂科協獎”有哪些變化？為什麼花落這5位獲獎者？他們和中國科學界有何淵源？大江東工作室連線單項獎學科領域的兩位專家學者，詳解大獎背后的科學故事。

2023年頂科協獎“智能科學或數學獎”獲獎者海報。頂科協供圖

拾遺補缺著眼未來，讓甘坐“冷板凳”的科學家走向前台

頂科協獎揭曉的當天下午，上海大學理學院副院長余長君教授的微信朋友圈就被“大獎授予‘凸優化’”的消息刷屏了。不僅因為余長君和其中的獲獎者有學術交集，更是因為“凸優化”這一應用數學細分領域的成果能斬獲國際大獎，學界歡呼雀躍、額手稱慶。

長期從事最優控制理論與方法研究的余長君說，公眾對“凸優化”術語很陌生，但“凸優化”的應用遍布人們的生產生活之中。可重復利用火箭的精准著陸、無人機飛行軌跡優化、冶金過程控制、大數據中的決策等人們熟知的科技應用，都涉及“凸優化”理論。

頂科協獎遴選委員會認為，優化理論是過去30年來對數學以外的領域產生最重大影響的學科，已在控制系統、經濟學、信號處理、機器學習、資源分配、能源管理、供應鏈和金融等領域得到廣泛應用，為這些領域提供了概念基礎和原理依據。美國佐治亞理工學院工業與系統工程學院講席教授阿爾卡迪·涅米羅夫斯基，和比利時法語魯汶大學運籌學與計量經濟學中心、數學工程系名譽教授、高級科學研究員尤裡·涅斯捷羅夫，一直是優化理論領域的領軍人物。他們的研究引發了“一階算法革命”，優化算法得以用於解決現代應用中的大規模問題，並推動了新計算平台的發展。因此，將今年的“智能科學或數學獎”授予這兩位俄裔科學家。

“尤裡教授幾乎拿遍了這個學科能拿到的所有榮譽，約翰·馮·諾依曼理論獎、國際工業與應用數學協會杰出論文獎、歐洲運籌學協會金獎……唯獨缺少一項跨學科跨領域的綜合性科學大獎，這次他實至名歸了。”余長君說，由於這門學科較為專業，“可能隻有數學專業大三以上的學生才會學習優化理論，致使社會大眾知之者寥寥，研究者也需耐得住長時期的孤獨”。

如此艱深晦澀，連涅米羅夫斯基教授都用略帶自嘲的口吻說：“評委會主席喬丹教授打電話告訴我獲獎時，我正在做一項最枯燥乏味的工作——審校我的教科書。”他不敢相信自己受到大獎垂青，打電話給尤裡教授確認后，才和自己的妻子分享好消息。“我花了很長時間才平靜下來，繼續校書。我之前聽說過頂科協獎，但是從不敢想象這個獎能落到我身上。頂科協獎是卓越的獎項，唯一的問題是我真的實至名歸嗎？”

余長君認為，大獎的頒發讓更多人關注、重視“凸優化”理論，對學科發展是重大利好。2020年，尤裡教授曾受邀在線為上海大學理學院數學系國際化特色直招班的本科生授課三個月，雙方都希望繼續拓展學術交流，培養基礎學科領域的優秀人才。

如他們所願，脫胎於世界頂尖科學家論壇的頂科協獎秉持著與論壇同樣的願景使命，為鼓勵基礎科學而篤定前行。作為科學獎的后起之秀，頂科協獎也在努力彌補各大科學獎的缺憾，以褒獎基礎科學和科學家“遺珠”，推動全球科學走向更加開放、多元。

“頂科協獎‘智能科學或數學獎’填補了一項重要的空白，能夠彰顯計算機科學和數學之間的重要協同作用，讓人們認識到學科的強大力量，這也是嶄新的技術浪潮和興奮點之源泉。”首屆頂科協獎“智能科學或數學獎”得主邁克爾·I·喬丹教授，此次受邀擔任“智能科學或數學獎”遴選委員會主席。這位人工智能領域的“基石”科學家，在第五屆頂科論壇上大聲疾呼全球科學的開放與合作，言猶在耳。“頂科協獎的目標不僅僅是找到那些已經做出重大成果的人，還應該著眼於激動人心的未來。思考那些若20年后回首當下，仍覺真正具有重大影響的發現。”

2023年頂科協獎“生命科學或醫學獎”獲獎者海報。頂科協供圖

開放科學聯結世界，激勵科研“馬拉鬆”接力跑

說到開放科學，從此次獲獎者名單中足以窺見，五位獲獎者都有多個國家多個科研機構的學習和工作經歷，他們的科研足跡足以聯接起一幅科研合作的世界地圖，也能看到中國的科學大獎正在聯結推動全球的科研合作。

三位科學家因接力看清核小體結構和染色體折疊的精妙而獲得今年的頂科協獎"生命科學或醫學獎"，其中兩位是女性科學家。結果揭曉后，有人感嘆，很少有哪項科學大獎如此重視女性科學家的貢獻。

“細胞組裝是生物學上的重大謎題，三位獲獎科學家在人類解析染色體結構的科學史上留下了不可磨滅的印記。”諾貝爾生理學或醫學獎得主蘭迪·謝克曼如是評價。

頂科協獎記取這一印記的機緣，似乎在幾十年前就埋下伏筆。世界頂尖科學家協會主席、諾貝爾化學獎得主羅杰·科恩伯格是核小體發現的推動者之一。這場科研“馬拉鬆”正是開跑於上世紀70年代，羅杰·科恩伯格和珍·托馬斯在英國劍橋MRC分子生物學實驗室（MRC-LMB）首次記錄到一種精巧的蛋白質組裝方式——4種不同的組蛋白分子與DNA結合形成一種八聚體復合物，這是DNA壓縮的第一階段。

“我們可以把核小體想象為一個小球，DNA想象為一條長繩。長繩不斷圍繞小球，形成串珠狀，就像一條項鏈，圍繞的過程就壓縮了7倍左右，這些小球還可以再纏繞成一團，經過多層級的折疊，就把長達數米的基因組DNA壓縮到細胞核中了，核小體構成了基因組的基本單元。”復旦大學附屬腫瘤醫院、生物醫學研究院雙聘教授徐彥輝向大江東工作室詳解這一精妙過程，研究核小體是為了理解細胞運行本質和基因調控機制，才能清楚疾病發生的原因，從而找到對付變異細胞的解決辦法。

然而，揭開這一謎團的過程長達半個世紀之久。在被譽為分子生物學發祥地、誕生了16位諾獎科學家的MRC-LMB，亞倫·克魯格課題組的研究生丹妮拉·羅茲首先突破，獲得了首批天然核小體晶體，得到了低分辨率核小體結構。同時，她開發了體外重構核小體的方法。這一進展使得同一課題組的博士后蒂莫西·J·裡士滿將核小體的晶體結構分辨率提高，並清楚地觀測到了核小體核心中的組蛋白分子相互交織的性質以及組蛋白八聚體上纏繞的雙螺旋DNA鏈。

后來，裡士滿建立了自己的課題組繼續核小體的研究。他的課題組研究生卡羅琳·盧格，通過重組表達的方法使核小體在DNA上更加規則地排列，並最終獲得了分辨率可達2.8Å的核小體晶體，詳解了核小體的結構和功能關系，在1997年發表了一篇堪稱裡程碑的論文。

“三位獲獎教授的研究成果是我們研究基因組的重要基礎。科學探索的過程很難、很漫長，隻有在一個開放、合作、創新的科研環境中，科學家們才會無私地一棒接著一棒跑。”去年，徐彥輝課題組在國際頂刊《科學》（Science）上發表論文，揭示了“+1核小體”調控轉錄起始機制。“+1核小體”代表了眾多核小體中一部分關鍵核小體，它們對於基因的表達非常重要。

徐彥輝2008年回國進入復旦大學開始獨立研究時，國內研究“核小體”的課題組屈指可數，如今中國的學者也在這一生物學的熱門研究領域頗有建樹。“我們不僅有與世界頂尖水平接近的實驗室，還有面向全球獎勵基礎科學的大獎，相信在不久的將來，中國的實驗室也會涌現諾獎級的成果。”

盡管尚未有科學家因為核小體相關的研究成果問鼎諾獎，但頂科協獎如此重獎研究核小體的科學家，也照亮了這個基礎學科的前行之路。展望頒獎典禮，盧格教授說，她將其視作核小體研究的盛大慶典，希望能將優美而具有標志性的核小體雕塑擺放在舞台中央。

位於上海臨港新片區國際創新協同區的世界頂尖科學家論壇永久會址。計海新攝

“獎勵為基礎科學負重前行者，就是為全人類謀福祉”

蘭迪·謝克曼今年繼續擔任頂科協獎“生命科學或醫學獎”遴選委員會主席。能讓這位榮譽等身、擔任過很多科學獎項評委的古稀科學家，繼續堅守，原因還在於這項大獎的開拓性、創新性和獨特性。“很多重要大獎總是重復頒給那些已經得到認可的人。至少應該有一些獎項，努力去尋找那些做出真正重大的成果卻未得到認可的人。”

“我們堅持打造獨一無二，但不會特立獨行，‘鼓勵基礎科學這件難而正確的事’的願景追求，和所有科學大獎都是一樣的，因為獎勵為基礎科學負重前行者，就是為全人類謀福祉。”頂科協獎有關負責人表示，這一大獎自設立之初，就以諾貝爾獎、菲爾茲獎等世界級科學大獎為標杆，向科學獎“前輩”看齊，比如面向全球、由民間基金會捐資、完全由頂尖科學家評選頂尖科學家。

映照科學家的心聲、應對全球共同的挑戰，頂科協獎得到了國內外的廣泛關注，提名人來自世界各地的高校、科研院所、領先企業等。大獎的授予也讓科學家們振奮，“重燃”對科學的熱情。裡士滿教授在數年前退休時，就決定“不再做染色質研究，主要是因為做染色質研究需要有充足的資金支持和實驗室”。當謝克曼教授電話通知裡士滿教授獲得頂科協獎時，裡士滿教授正好處在他所說的“非”科研模式中。“當時我在船上，停靠在巴拿馬西側的太平洋上，正准備開始上第一節沖浪課。”當獲悉得獎后，他表示會研究最新的蛋白質結構預測技術，對蛋白質折疊的物理基礎也保持持續的關注。

依然活躍在科研一線的盧格教授，在分子生物學領域佳作頻出。這位酷愛戶外運動的科學家把科研比作登山，在科研過程中，會遇到很多“假山頂”，“你想要登上科學的頂峰，就會選定一座山峰作為目標，但登頂之后發現，真正的山頂還未達到，在一座、兩座甚至三座‘假山頂’之后，還要再爬兩小時。”

“我始終認為，我的科學發現永遠有下一座更高的山峰，不應該一直抱著現有的成果停滯不前！所以我從不固步自封。”盧格教授的感言同樣適用於頂科協獎，有諸多大獎的珠玉在前、高峰為壑，這項年輕的科學大獎意欲登頂前路漫漫，但隻要秉承對基礎科學的熱愛與執著，在上海這座追逐科學之光的城市裡，擁攬世界，就一定能走出驥路。

（來源：人民日報中央廚房-大江東工作室）

分享讓更多人看到