9月14日，2023年世界顶尖科学家协会奖（简称“顶科协奖”）在上海揭晓，“智能科学或数学奖”和“生命科学或医学奖”两个单项奖共产生5位获奖者，来自英、美、意、俄等国家。一时间，获奖者研究领域的学术名词“凸优化”、“核小体”破圈，走进公众视野。这项发端于上海的科学大奖，再次打开了世界科学界的聚光灯。

走到第二年的“顶科协奖”有哪些变化？为什么花落这5位获奖者？他们和中国科学界有何渊源？大江东工作室连线单项奖学科领域的两位专家学者，详解大奖背后的科学故事。

2023年顶科协奖“智能科学或数学奖”获奖者海报。顶科协供图

拾遗补缺着眼未来，让甘坐“冷板凳”的科学家走向前台

顶科协奖揭晓的当天下午，上海大学理学院副院长余长君教授的微信朋友圈就被“大奖授予‘凸优化’”的消息刷屏了。不仅因为余长君和其中的获奖者有学术交集，更是因为“凸优化”这一应用数学细分领域的成果能斩获国际大奖，学界欢呼雀跃、额手称庆。

长期从事最优控制理论与方法研究的余长君说，公众对“凸优化”术语很陌生，但“凸优化”的应用遍布人们的生产生活之中。可重复利用火箭的精准着陆、无人机飞行轨迹优化、冶金过程控制、大数据中的决策等人们熟知的科技应用，都涉及“凸优化”理论。

顶科协奖遴选委员会认为，优化理论是过去30年来对数学以外的领域产生最重大影响的学科，已在控制系统、经济学、信号处理、机器学习、资源分配、能源管理、供应链和金融等领域得到广泛应用，为这些领域提供了概念基础和原理依据。美国佐治亚理工学院工业与系统工程学院讲席教授阿尔卡迪·涅米罗夫斯基，和比利时法语鲁汶大学运筹学与计量经济学中心、数学工程系名誉教授、高级科学研究员尤里·涅斯捷罗夫，一直是优化理论领域的领军人物。他们的研究引发了“一阶算法革命”，优化算法得以用于解决现代应用中的大规模问题，并推动了新计算平台的发展。因此，将今年的“智能科学或数学奖”授予这两位俄裔科学家。

“尤里教授几乎拿遍了这个学科能拿到的所有荣誉，约翰·冯·诺依曼理论奖、国际工业与应用数学协会杰出论文奖、欧洲运筹学协会金奖……唯独缺少一项跨学科跨领域的综合性科学大奖，这次他实至名归了。”余长君说，由于这门学科较为专业，“可能只有数学专业大三以上的学生才会学习优化理论，致使社会大众知之者寥寥，研究者也需耐得住长时期的孤独”。

如此艰深晦涩，连涅米罗夫斯基教授都用略带自嘲的口吻说：“评委会主席乔丹教授打电话告诉我获奖时，我正在做一项最枯燥乏味的工作——审校我的教科书。”他不敢相信自己受到大奖垂青，打电话给尤里教授确认后，才和自己的妻子分享好消息。“我花了很长时间才平静下来，继续校书。我之前听说过顶科协奖，但是从不敢想象这个奖能落到我身上。顶科协奖是卓越的奖项，唯一的问题是我真的实至名归吗？”

余长君认为，大奖的颁发让更多人关注、重视“凸优化”理论，对学科发展是重大利好。2020年，尤里教授曾受邀在线为上海大学理学院数学系国际化特色直招班的本科生授课三个月，双方都希望继续拓展学术交流，培养基础学科领域的优秀人才。

如他们所愿，脱胎于世界顶尖科学家论坛的顶科协奖秉持着与论坛同样的愿景使命，为鼓励基础科学而笃定前行。作为科学奖的后起之秀，顶科协奖也在努力弥补各大科学奖的缺憾，以褒奖基础科学和科学家“遗珠”，推动全球科学走向更加开放、多元。

“顶科协奖‘智能科学或数学奖’填补了一项重要的空白，能够彰显计算机科学和数学之间的重要协同作用，让人们认识到学科的强大力量，这也是崭新的技术浪潮和兴奋点之源泉。”首届顶科协奖“智能科学或数学奖”得主迈克尔·I·乔丹教授，此次受邀担任“智能科学或数学奖”遴选委员会主席。这位人工智能领域的“基石”科学家，在第五届顶科论坛上大声疾呼全球科学的开放与合作，言犹在耳。“顶科协奖的目标不仅仅是找到那些已经做出重大成果的人，还应该着眼于激动人心的未来。思考那些若20年后回首当下，仍觉真正具有重大影响的发现。”

2023年顶科协奖“生命科学或医学奖”获奖者海报。顶科协供图

开放科学联结世界，激励科研“马拉松”接力跑

说到开放科学，从此次获奖者名单中足以窥见，五位获奖者都有多个国家多个科研机构的学习和工作经历，他们的科研足迹足以联接起一幅科研合作的世界地图，也能看到中国的科学大奖正在联结推动全球的科研合作。

三位科学家因接力看清核小体结构和染色体折叠的精妙而获得今年的顶科协奖"生命科学或医学奖"，其中两位是女性科学家。结果揭晓后，有人感叹，很少有哪项科学大奖如此重视女性科学家的贡献。

“细胞组装是生物学上的重大谜题，三位获奖科学家在人类解析染色体结构的科学史上留下了不可磨灭的印记。”诺贝尔生理学或医学奖得主兰迪·谢克曼如是评价。

顶科协奖记取这一印记的机缘，似乎在几十年前就埋下伏笔。世界顶尖科学家协会主席、诺贝尔化学奖得主罗杰·科恩伯格是核小体发现的推动者之一。这场科研“马拉松”正是开跑于上世纪70年代，罗杰·科恩伯格和珍·托马斯在英国剑桥MRC分子生物学实验室（MRC-LMB）首次记录到一种精巧的蛋白质组装方式——4种不同的组蛋白分子与DNA结合形成一种八聚体复合物，这是DNA压缩的第一阶段。

“我们可以把核小体想象为一个小球，DNA想象为一条长绳。长绳不断围绕小球，形成串珠状，就像一条项链，围绕的过程就压缩了7倍左右，这些小球还可以再缠绕成一团，经过多层级的折叠，就把长达数米的基因组DNA压缩到细胞核中了，核小体构成了基因组的基本单元。”复旦大学附属肿瘤医院、生物医学研究院双聘教授徐彦辉向大江东工作室详解这一精妙过程，研究核小体是为了理解细胞运行本质和基因调控机制，才能清楚疾病发生的原因，从而找到对付变异细胞的解决办法。

然而，揭开这一谜团的过程长达半个世纪之久。在被誉为分子生物学发祥地、诞生了16位诺奖科学家的MRC-LMB，亚伦·克鲁格课题组的研究生丹妮拉·罗兹首先突破，获得了首批天然核小体晶体，得到了低分辨率核小体结构。同时，她开发了体外重构核小体的方法。这一进展使得同一课题组的博士后蒂莫西·J·里士满将核小体的晶体结构分辨率提高，并清楚地观测到了核小体核心中的组蛋白分子相互交织的性质以及组蛋白八聚体上缠绕的双螺旋DNA链。

后来，里士满建立了自己的课题组继续核小体的研究。他的课题组研究生卡罗琳·卢格，通过重组表达的方法使核小体在DNA上更加规则地排列，并最终获得了分辨率可达2.8Å的核小体晶体，详解了核小体的结构和功能关系，在1997年发表了一篇堪称里程碑的论文。

“三位获奖教授的研究成果是我们研究基因组的重要基础。科学探索的过程很难、很漫长，只有在一个开放、合作、创新的科研环境中，科学家们才会无私地一棒接着一棒跑。”去年，徐彦辉课题组在国际顶刊《科学》（Science）上发表论文，揭示了“+1核小体”调控转录起始机制。“+1核小体”代表了众多核小体中一部分关键核小体，它们对于基因的表达非常重要。

徐彦辉2008年回国进入复旦大学开始独立研究时，国内研究“核小体”的课题组屈指可数，如今中国的学者也在这一生物学的热门研究领域颇有建树。“我们不仅有与世界顶尖水平接近的实验室，还有面向全球奖励基础科学的大奖，相信在不久的将来，中国的实验室也会涌现诺奖级的成果。”

尽管尚未有科学家因为核小体相关的研究成果问鼎诺奖，但顶科协奖如此重奖研究核小体的科学家，也照亮了这个基础学科的前行之路。展望颁奖典礼，卢格教授说，她将其视作核小体研究的盛大庆典，希望能将优美而具有标志性的核小体雕塑摆放在舞台中央。

位于上海临港新片区国际创新协同区的世界顶尖科学家论坛永久会址。计海新摄

“奖励为基础科学负重前行者，就是为全人类谋福祉”

兰迪·谢克曼今年继续担任顶科协奖“生命科学或医学奖”遴选委员会主席。能让这位荣誉等身、担任过很多科学奖项评委的古稀科学家，继续坚守，原因还在于这项大奖的开拓性、创新性和独特性。“很多重要大奖总是重复颁给那些已经得到认可的人。至少应该有一些奖项，努力去寻找那些做出真正重大的成果却未得到认可的人。”

“我们坚持打造独一无二，但不会特立独行，‘鼓励基础科学这件难而正确的事’的愿景追求，和所有科学大奖都是一样的，因为奖励为基础科学负重前行者，就是为全人类谋福祉。”顶科协奖有关负责人表示，这一大奖自设立之初，就以诺贝尔奖、菲尔兹奖等世界级科学大奖为标杆，向科学奖“前辈”看齐，比如面向全球、由民间基金会捐资、完全由顶尖科学家评选顶尖科学家。

映照科学家的心声、应对全球共同的挑战，顶科协奖得到了国内外的广泛关注，提名人来自世界各地的高校、科研院所、领先企业等。大奖的授予也让科学家们振奋，“重燃”对科学的热情。里士满教授在数年前退休时，就决定“不再做染色质研究，主要是因为做染色质研究需要有充足的资金支持和实验室”。当谢克曼教授电话通知里士满教授获得顶科协奖时，里士满教授正好处在他所说的“非”科研模式中。“当时我在船上，停靠在巴拿马西侧的太平洋上，正准备开始上第一节冲浪课。”当获悉得奖后，他表示会研究最新的蛋白质结构预测技术，对蛋白质折叠的物理基础也保持持续的关注。

依然活跃在科研一线的卢格教授，在分子生物学领域佳作频出。这位酷爱户外运动的科学家把科研比作登山，在科研过程中，会遇到很多“假山顶”，“你想要登上科学的顶峰，就会选定一座山峰作为目标，但登顶之后发现，真正的山顶还未达到，在一座、两座甚至三座‘假山顶’之后，还要再爬两小时。”

“我始终认为，我的科学发现永远有下一座更高的山峰，不应该一直抱着现有的成果停滞不前！所以我从不固步自封。”卢格教授的感言同样适用于顶科协奖，有诸多大奖的珠玉在前、高峰为壑，这项年轻的科学大奖意欲登顶前路漫漫，但只要秉承对基础科学的热爱与执着，在上海这座追逐科学之光的城市里，拥揽世界，就一定能走出骥路。

（来源：人民日报中央厨房-大江东工作室）

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