未来科学大奖出炉创新成果惠及社会
2020-11-05
9月6日上午,2020未来科学大奖获奖名单正式揭开神秘面纱。
88岁的哈尔滨医科大学终身教授张亭栋与96岁的上海交通大学内科血液学专家王振义共同获得“生命科学奖”,中国科学院金属研究所研究员卢柯获得“物质科学奖”,山东大学教授彭实戈获得“数学与计算机科学奖”。
APL治愈率从10%提升到90%
因发现三氧化二砷和全反式维甲酸对急性早幼粒细胞白血病(APL)的治疗作用,张亭栋和王振义共同获得了2020未来科学大奖的“生命科学奖”。
急性早幼粒细胞白血病曾经是最凶险和致命的白血病之一,化疗曾经是国际上的主流治疗方法,患者的5年存活率只有10%到15%。而近30年来,由于张亭栋和王振义的研究,APL治愈率已达到90%。
20世纪70到80年代,王振义首创用诱导分化理论让癌细胞分化为正常细胞的方法,并最终发现全反式维甲酸可以在体外将急性早幼粒细胞白血病细胞诱导分化为正常细胞。
几乎在同一时期,20世纪70年代初,张亭栋开启了使用砒霜(三氧化二砷)治疗白血病的研究。
那时,黑龙江省林甸县一个卫生院采用砒霜、轻粉、蟾酥几味剧毒中药配置的药物医治癌症,因效果好引得不少患者前往求治。这引起了时任黑龙江省中西医结合学会理事长、哈尔滨医科大学附属第一医院中医科主任张亭栋的注意。
作为中西医结合的血液病医生,张亭栋很想在“血癌”上打开缺口,便开始对这一民间中医药方进行探索研究。在经过多次试验论证后,他和同事首次明确三氧化二砷可以治疗APL。
在此基础上,王振义等人在20世纪90年代又创造性地提出“全反式维甲酸联合三氧化二砷”的治疗方法,使急性早幼粒细胞白血病的5年生存率从10%提高到95%。
张亭栋和王振义的工作在国际上得到了验证和推广,三氧化二砷和全反式维甲酸成为当今全球治疗APL的标准药物,拯救了众多患者的生命。
新型纳米结构实现铜金属“三高”
“物质科学奖”获得者卢柯开创性地发现和利用纳米孪晶结构及梯度纳米结构以实现铜金属的高强度、高韧性和高导电性。
提高金属材料的强度一直是材料物理领域最核心的科学问题之一。通常,材料的强化均通过引入各种缺陷以阻碍位错运动来实现,但材料强度提高的同时会丧失塑性和导电性,这导致了材料领域著名的长期未能解决的材料强度与塑性(或导电性)的倒置关系。如何克服这个矛盾,成为国际材料领域的重大科学难题。
卢柯及其研究团队发现了两种新型纳米结构可以提高铜金属材料的强度,而不损失其良好的塑性和导电性,在金属材料强化原理上取得了重大突破。
卢柯团队发现,在金属铜中引入高密度纳米孪晶界面,可使纯铜的强度提高一个数量级,同时保持良好的拉伸塑性和很高的电导率,获得超高强度高导电性纳米孪晶铜。如今,纳米孪晶强化原理已在多种金属、合金、化合物、半导体、陶瓷和金刚石中得到验证和应用,成为具有普适性的材料强化原理。
卢柯团队还发现了金属的梯度纳米结构及其独特的强化机制。具有梯度纳米结构的纯铜样品强度较普通粗晶铜高一倍,同时拉伸塑性不变,也突破了传统强化机制的强度-塑性倒置关系,被应用在工业界并取得显著经济效益。
开拓中国金融数学
“数学与计算机科学奖”授予山东大学教授彭实戈院士,为表彰他在倒向随机微分方程理论、非线性Feynman-Kac公式和非线性数学期望理论中的开创性贡献。
三个令人“望而生畏”的研究项目,在金融数学学科领域有着相当厚重的分量,成为学科的理论基础。它们在金融领域的应用引领了金融风险控制的潮流,彭实戈也被视作中国金融数学的开拓者。
在彭实戈看来,许多科学研究都是立足现在、向未来演化,那么为什么不可以从未来开始、向现在演化呢?他顺着这一思路,在随机控制研究领域形成了倒向随机微分方程理论。
开拓金融数学,则源于1992年法国同行的一句提醒。经过查证比较,倒向随机微分方程确实与金融领域关系密切,在量化投资、有价证券、金融衍生品等方面大有可为。而后彭实戈在金融数学和经济学的相关领域获得重要应用,为我国进一步开放和规范金融市场提供了理论和技术支持。
如今,彭实戈依然在金融数学领域孜孜以求。他希望自己的理论能为投资者提供风险保护,但在实践中却总会发现新的问题、新的变量需要纳入计算。
2020未来科学大奖获奖名单公布(图/未来科学大奖官网)
“一支智能手表,收集再多心跳数据,也无法预测下一秒的心跳情况。”彭实戈说,非线性数学期望理论就是希望帮助人们在大数据时代,从不确定性中寻找确定性。
相关链接
未来科学大奖设立于2016年,是中国首个由科学家、企业家群体共同发起的民间科学奖项。未来科学大奖强调奖励在大中华地区完成,产生巨大国际影响,具有原创性、长期重要性或经过了时间考验的科研工作,不论其国籍、性别和年龄,旨在推动突破性基础科学研究,表彰优秀科学家,并吸引全球科技人才促进科学事业的发展。与此同时,通过激励示范效应,激发全社会对科学的热爱、对科学家的尊重,吸引更多青年一代投身科学研究。
未来科学大奖的评审体系主要参考诺贝尔奖、图灵奖等国际著名奖项,采取提名邀约制和国际同行评议制,设生命科学奖、物质科学奖、数学与计算机科学奖等三大奖项,单项奖金高达100万美元。