2021年未来科学大奖今日揭晓，袁国勇、裴伟士、张杰、施敏获奖。｜ 吴蕾 摄

 

导 读

 

此次2021年未来科学大奖生命科学奖，奖励了关于冠状病毒的研究，尤其是鉴定出2003年SARS流行的病原的工作。一位获奖人袁国勇不无担忧地说，“在我的有生之年，可能还会预见一场大的流行病”；另外一位获奖人裴伟士则表示，对于COVID-19的大流行来说，“最坏的时候已经过去了”。

 

撰文 | 冯灏 吴蕾

 

责编 | 陈晓雪

 

9月12日，未来科学大奖在北京公布2021年获奖名单，来自香港大学的病毒学家袁国勇、裴伟士（Joseph Sriyal Malik Peiris）获生命科学奖，上海交通大学教授张杰获物质科学奖，来自台湾阳明交通大学与台湾科技大学的施敏获数学与计算机奖。每个奖项有100万美元的奖励。

 

值得注意的是，今年的三个奖项，分别奖励了中国香港、大陆和台湾的学者，可谓是两岸三地科学的一个盛会。

 

两位病毒学家的乐观与悲观

 

袁国勇、裴伟士来自香港大学。从2003年的全球重症急性呼吸综合征（SARS）到2019新型冠状病毒肺炎（COVID-19），袁国勇和裴伟士的研究对认识和治疗新兴传染疾病做出了重大贡献，对这些疾病的应对提供了证据和策略，摘得 “生命科学奖”。

 

在解读袁裴两位工作时，未来科学大奖科学委员会成员、北京生命科学研究所所长王晓东说，“正是因为他们做出的这些贡献，我们的科学家团队才能在此次COVID-19冠状病毒全球大流行中，快速确定了原因。”

 

疫情是当下备受关注的一个话题。在现场连线环节，袁国勇不无担忧地说，“在我的有生之年，可能还会预见一场大的流行病”；而裴伟士表示，对于COVID-19的大流行来说，“最坏的时候已经过去了”。

 

对于袁、裴二人获奖，病毒学家、美国俄亥俄州立大学教授刘善虑表示，未来科学大奖颁给袁国勇和港大同事，非常及时。

 

“袁（国勇）教授的对冠状病毒的持续不断的突出性贡献有目共睹。1997年袁教授最先在报道了H5N1患者有严重的临床症状和高死亡率，而且他的实验室也自行研制分子诊断方法进行快速检测。2003年SARS爆发期间，袁教授团队追查到SARS的病原冠状病毒，被亚洲时代周刊誉为亚洲英雄。” 刘善虑介绍。

 

他指出，袁国勇还发现了SARS冠状类似病毒的自然宿主是中华菊头蝙蝠。目前袁国勇发现超过50种新的病毒，包括蝙蝠冠状病毒HKU4、HKU5。

 

“在新冠病毒方面， 袁教授实验室首先通过港大深圳医院的病例，及时提醒国家卫健委， 也直接促成国家专家组在2020年1月20号承认人传人，成为有效阻止新冠病毒在武汉传染流行的重要里程碑和转折点。” 刘善虑说。

2021年未来科学大奖-生命科学奖获奖者袁国勇（上）、裴伟士（下）

 

张杰：物理学家的责任和兴趣

2021年未来科学大奖-物质科学奖获奖者 张杰 ｜ 吴蕾 摄

 

“物质科学奖” 授予张杰。张杰任教于上海交通大学，在快电子束方面取得了一系列重大突破，包括高效产生非热电子、用激光调节电子束能量、实现高定向电子发射，以及创时空分辨世界纪录的电子束成像，为一系列其他重要的科学探索提供了可能。

 

在现场连线环节，张杰说，其团队的研究工作二十多年来主要追随两条线索：一是，作为物理学家，有责任解决人类社会面临的最迫切、最有挑战性的问题，比如，清洁、高效、安全的能源解决方案；二是，物理学家自己也有兴趣尝试探索自然界中最不可思议的奥秘，想对物质的微观结构和功能提供更高时空分辨率的解析。

 

施敏：鼓励年轻人做科学研究

2021年未来科学大奖-数学与计算机科学奖获奖者 施敏 ｜ 冯灏 摄

 

“数学与计算机科学奖” 则归属于施敏。施敏现为台湾阳明交通大学与台湾科技大学荣誉讲座教授，他对跨金属/半导体（金/半）载流子的传输理论和实践，做出了基础性和开创性的贡献，这些对硅和砷化镓半导体的前沿贡献, 不仅奠定了欧姆和肖特基接触的科学理论基础，并且开启了制造近代半导体器件的可扩展途径。在接下来的50年中，它们被广泛地用于计算、通信、传感、控制、成像和记忆之芯片电路的制造。

 

未来科学大奖科学委员会2021轮值主席、洛杉矶加州大学胜华杰出讲座教授张懋中在介绍施敏工作时表示，施敏因早年（与韩裔美国人姜大元）合作发明浮栅存储器，阐述了闪存存储数据的原理技术，曾被多次提名诺贝尔奖。

 

在现场连线时，施敏表示，当前社会面临很多困难，比如环境污染、能源短缺、病毒肆虐等，都需要用科学的方法解决，他希望更多年轻人投入到科学研究中，因为20多岁到30多岁是最有创新精神的时期，可以为人类带来更多福祉。

 

2021年未来科学大奖

 

生命科学奖

 

袁国勇

 

Kwok-Yung Yuen

 

裴伟士

 

Joseph Sriyal Malik Peiris

 

获奖理由

 

表彰他发现了冠状病毒（SARS-COV-1）为导致2003年全球重症急性呼吸综合征（SARS）病原，以及由动物到人的传染链，为人类应对MERS和COVID-19冠状病毒引起的传染病产生了重大影响。

 

工作简介

 

袁国勇和裴伟士的研究小组于2003年治疗了中国香港的第一例重症急性呼吸综合征（SARS）患者，并从临床标本中分离出冠状病毒（SARS-COV-1），为设计诊断和病症鉴定提供了必要信息 (Lancet April 19, 2003)。袁国勇对野生蝙蝠中SARS类冠状病毒的持续研究，大大扩展了我们对人畜共患病宿主、跨物种传播障碍、发病机制、与疾病和诊断的认识。鉴于蝙蝠衍生的类似SARS的冠状病毒的高流行率，他们的研究预测了类似SARS的流行病可能再次出现，并强调了公共卫生防备的重要性。正如所料，蝙蝠冠状病毒HKU4/5被认为是引起了流行性中东呼吸综合征的MERS-CoV病毒的前身。

 

从2003年的全球重症急性呼吸综合征（SARS）到2019新型冠状病毒肺炎（COVID-19），袁国勇和裴伟士的研究对我们认识和治疗这种新兴传染疾病做出了重大贡献，对这些疾病的应对提供了证据和策略。

 

个人简介

 

袁国勇，1956年出生于中国香港，1998年获得香港大学博士学位。现为香港大学教授。

 

裴伟士，1949年出生于斯里兰卡，1981年获得牛津大学博士学位。现为香港大学教授。

 

物质科学奖

 

张杰

 

获奖理由

 

表彰他通过调控激光与物质相互作用产生精确可控的超短脉冲快电子束，并将其应用于实现超高时空分辨高能电子衍射成像和激光核聚变的快点火研究。

 

工作简介

 

自从 J. J. Thomson 发现阴极射线的一个多世纪以来，电子束在科学技术中的作用越来越突出。各种电子显微镜的发展让人类可以直接观察到物质的微观结构，例如材料的晶体结构以及质子和中子中的夸克和胶子。高能电子束使微结构的精确塑造和材料特性的创新变革成为可能。

 

张杰博士是开发利用太瓦到拍瓦激光束有效生成受控、高强度快电子束（~100 keV 到 10 MeV）方法的先驱。利用这一技术，张杰领导的研究团队在快电子束方面取得了一系列重大突破，包括高效产生非热电子、用激光调节电子束能量、实现高定向电子发射，以及创时空分辨世界纪录的电子束成像。

 

张博士团队研发的可精确控制的高强度快电子束为一系列其他重要的科学探索提供了可能。例如，他们开发了 MeV 超快电子衍射和成像设备，并展示了亚埃空间分辨率和创纪录的 50 飞秒时间分辨率。他们使用超快激光场成功地改变了量子材料的维度，并观察到了光诱导的新型相变。此外，他们的这一技术还帮助实现了更紧凑、更高效的高能粒子加速器。同时，他们还通过超快电子衍射实现了单分子成像。

 

张博士对快电子束的研究最初是为了研究惯性约束聚变 (ICF)。这个过程如果实现，可以为人类提供无限的能量供应。高强度超短脉冲快电子束为 ICF 提供了快速点火的关键工具，张博士是对这一新物理过程最早探索者之一。快速点火方法将燃料点火与压缩分开，使这两个过程可以独立优化，同时避免不稳定性。

 

个人简介

 

张杰，1958年出生于中国山西。1988年在中国科学院物理研究所获得博士学位。目前是上海交通大学、中国科学院物理研究所教授。

 

数学与计算机科学奖

 

施敏

 

获奖理由

 

表彰他对金属与半导体间载流子互传的理论认知做出的贡献，促成了过去50年中按“摩尔定律”速率建造的各代集成电路中如何形成欧姆和肖特基接触的关键技术。

 

工作简介

 

施敏教授对跨金属/半导体 (金/半)载流子的传输理论和实践，做出了基础性和开创性的贡献。他对于大范围掺杂(1014-1020/cm3) 和工作温度 (硅: 77K-373K；砷化镓：50K-500K)的金/半接触特性，通过跨金/半界面势垒的量子隧道穿越、热电子发射、镜像力降低、和二维统计杂质变化的共同效应都做出了分析和实验。这些对硅和砷化镓半导体的前沿贡献, 不仅奠定了欧姆和肖特基 (欧/肖)接触的科学理论基础，并且开启了制造近代半导体器件的可扩展途径。在接下来的50年中，它们被广泛的用于计算、通信、传感、控制、成像和记忆之芯片电路的制造，对人类生活和文明有巨大贡献。

 

个人简介

 

施敏教授出生于南京市，在台湾长大。1957年毕业于台湾大学电机系，1960年在华盛顿大学获电机工程硕士，1963年在斯坦福大学获电机工程博士。他于1967年在美国与姜大元博士共同发现浮栅存储（FGM）效应，是广泛应用的快闪存储器之核心发明。这里所奖励的科学工作是他1968-1969年在新竹交通大学 (今阳明交通大学) 期间完成的。

 

他还撰写了具有传奇色彩的研究专著《半导体器件物理学》。这是一本全球半导体和集成电路研究人员 “必学” 之书，一直被研究生院教师/学生以及整个电子和光子行业的工程师使用和引用。