2019未来科学大奖获奖名单公布

—— 邵峰、王贻芳、陆锦标、王小云获奖

2019-09-07 22:07:08   作者:   来源:未来科学大奖

  未来科学大奖科学委员会于9月7日在北京公布2019年获奖名单。邵峰因其发现人体细胞内对病原菌内毒素LPS炎症反应的受体和执行蛋白的贡献摘得“生命科学奖”, 王贻芳、陆锦标因其在实验发现第三种中微子振荡模式, 为超出标准模型的新物理研究, 特别是解释宇宙中物质与反物质不对称性提供了可能的贡献获得“物质科学奖”,王小云因其在密码学中的开创性贡献,她的创新性密码分析方法揭示了被广泛使用的密码哈希函数的弱点,促成了新一代密码哈希函数标准取得的成就荣膺“数学与计算机科学奖”。

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  “生命科学奖”获得者邵峰,表彰他发现人体细胞内对病原菌内毒素LPS炎症反应的受体和执行蛋白。

  人类与体内的细菌长期共存。多数细菌与人类和平共处,帮助我们消化食物,甚至抵抗其它有害病原菌。机体的免疫系统如何区别有益和有害细菌,有效地发起免疫反应,是生物学研究的重要问题。过去十年来,邵峰博士实验室提供了系统的回答:他们发现了几种特异识别侵入细菌的细胞浆型式识别分子(PRR),揭示了宿主细胞炎症反应中区别致病菌和非致病菌的分子机理。其中最重要的是发现炎症蛋白水解酶caspase-4和-5 是细胞内识别内毒素LPS(革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖)的受体。细菌侵入宿主细胞可以直接与炎症caspase 4/5结合来激活细胞激素和焦亡模式的细胞死亡,促进细胞激素释放到血液,引起抗细菌的炎症反应。另外邵峰实验室和Vishva M. Dixit 实验室同时发现了gasdermin蛋白家族中的gasdermin D是炎症caspase的底物和细胞焦亡的执行者。基于焦亡模式的细胞死亡在宿主天然免疫的重要性,邵峰的发现为探索病原菌感染以及相关疾病的预防和治疗提供了新的途径。

  “物质科学奖”获得者王贻芳、陆锦标,实验发现第三种中微子振荡模式, 为超出标准模型的新物理研究, 特别是解释宇宙中物质与反物质不对称性提供了可能。

  王贻芳和陆锦标领导的大亚湾中微子实验合作组在中国广东大亚湾核电站附近首次发现了一种新的电子中微子振荡模式,精确测量了它们由于振荡现象而引起的消失概率。这种振荡模式的实验确立表明了中微子有可能破坏宇称与正反粒子联合对称性(CP)。物理学家普遍认为新型CP破坏的存在是解释观测宇宙中物质远多于反物质以及物质世界形成的必要条件。

  中微子是一种在核衰变与核反应中释放的一种具有及其微弱相互作用的基本粒子。本世纪初,日本与加拿大的科学家发现已知三种中微子之间的两种相互转化的现象(或振荡),标志中微子具有不为零的质量与存在超出当前粒子物理标准模型的相互作用,因而获得2015年的诺贝尔物理学奖。但是理论上存在的中微子第三种振荡却更为有趣,因为它预示着中微子振荡具有CP破坏的性质。但在本世纪的前十年,物理学家认为第三种振荡可能非常微弱,甚至不存在。尽管如此,中国、法国、韩国、美国的粒子物理实验家都提出了实验方案,开展了一场高水平的科学竞赛。

  王贻芳和陆锦标发现高功率的中国大亚湾核电站作为反电子中微子源并配合周边的山脉作为地下实验室的屏蔽是世界上最佳的实验场所。他们组织并领导合作组开展了一系列创新,包括设计和研制全同的探测器模块来消除系统误差、发展化学上极其稳定的钆掺杂有机液态闪烁体、和高灵敏度的宇宙线甄别探测系统,使得大亚湾中微子实验具世界最高灵敏度。2012年3月,王贻芳和陆锦标代表大亚湾国际合作组宣布首次探测到中微子的第三种振荡模式。一个月之后,韩国的RENO实验证实了这个发现。

  第三种中微子振荡的确立为未来中微子实验研究指明了方向。新一代的国际中微子实验,包括测量三种中微子的质量顺序以及中微子CP破坏的实验计划都是根据大亚湾实验的结果进行设计的。王贻芳和陆锦标的实验发现将对未来粒子物理的发展将产生深远的影响。

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  “数学与计算机科学奖”获得者王小云,奖励她在密码学中的开创性贡献,她的创新性密码分析方法揭示了被广泛使用的密码哈希函数的弱点,促成了新一代密码哈希函数标准。

  密码哈希函数是大多数密码应用及系统的核心,比如实现数据完整性验证以及认证,数字签名、安全套接层(SSL)、信息完整性、区块链等。密码哈希函数是一种将任意长度输入散列成固定长度摘要的一种函数,其重要属性是要求在目前的计算能力下很难找到“碰撞”,也就是两个不同的输入散列到同一摘要。如果能够很容易地找到哈希函数的碰撞,那么就意味着该哈希函数是不安全的,那些使用它的所有应用程序也都将被视为不安全的。

  王晓云教授提出了一系列针对密码哈希函数的强大的密码分析方法,特别模差分比特分析法。她的方法攻破了多个以前被普遍认为是安全的密码哈希函数标准,并变革了如何分析和设计新一代密码哈希函数标准。2004年,王小云教授提出了模差分比特分析法,并演示了如何找到MD5密码哈希函数的真实碰撞。对于密码领域是一个意外的结果,因为MD5是非常广泛应用的密码哈希函数,经受了来自许多密码学家十多年的攻击,没发现碰撞。2005年,王小云教授和她的合作者扩展了该分析方法,攻击了其它几个著名的散列函数,包括MD4、RIPEMD和HAVAL-128。同年,她和她的合作者发表了另一个方法,能够在269次操作内,后来在另一篇论文中进一步减少到在263次操作内就能找到另外一个非常广泛应用的密码哈希函数SHA-1的碰撞。虽然在2005年由于成本太高不能对SHA-1运行实际攻击,12年后,其他学者根据王小云教授的方法在google云上成功地运行了实际攻击,找到了SHA-1的真实碰撞。

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  王小云教授的工作导致工业界几乎所有软件系统中MD5和SHA-1哈希函数的逐步淘汰。她的工作推动并帮助了新一代密码哈希函数标准的设计,包括SHA-3、BLAKE2和SM3。王教授主持了中国国家标准密码哈希函数SM3的设计。自2010年发布以来,SM3已经被中国软件产品广泛使用。

  作为中国首个由科学家和企业家群体共同发起的世界级科学大奖,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,吸引全球科技人才,促进科学事业发展。未来科学大奖同时希望,通过这种激励示范效应,激发全社会对科学的热爱,对科学家的尊重,吸引更多青年投身科学,实现中国公民科学素养的提升。

  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。候选人由科学委员会邀请的提名人提名产生,不接受个人申请与机构推荐。在确定候选人后,由科学委员会确定五位以上该领域的国际专家,对各候选人被提名的工作成果在工作成就、创新性、影响力等方面进行横向和竖向比较。最终的获奖者名单由未来科学大奖科学委员会参考国际同行评议不记名投票确定。同时邀请对外经贸大学法学院高西庆教授和毕马威组成监督委员会,监督整个评奖过程。

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  未来科学大奖科学委员会目前由21位国际知名科学家组成,生命科学奖委员包括杜克大学董欣年、芝加哥大学何川、赛诺菲集团刘勇军、斯坦福大学骆利群、首都医科大学饶毅、北京生命科学研究所王晓东、哈佛大学庄小威;物质科学奖委员包括斯坦福大学鲍哲南、上海交通大学季向东、清华大学毛淑德、麻省理工学院文小刚、清华大学薛其坤、加州大学伯克利分校杨培东、美国Scripps研究所余金权;数学与计算机科学奖委员包括斯坦福大学李飞飞、普林斯顿大学李凯、香港科技大学励建书、布朗大学舒其望、美国西北大学夏志宏、洛杉矶加州大学张懋中、普林斯顿大学张寿武。

  未来科学大奖单项奖金为一百万美元(人民币约716万元), 每项奖金由四位捐赠人共同捐赠:“生命科学奖”捐赠人为丁健、李彦宏、沈南鹏、张磊;“物质科学奖”捐赠人为邓锋、吴亚军、吴鹰、徐小平;“数学与计算机科学奖”捐赠人为丁磊、江南春、马化腾、王强。

  11月13-17日将举行未来科学大奖周,为期五天的议程主要包括与知名高校合作举办获奖人学术报告会,对具备前沿、交叉、应用特征的学科或领域进行深入探讨的高峰论坛、科学峰会以及颁奖典礼。届时,全球近百位具有卓越影响力的顶尖科学家出席见证。除此之外,由历届获奖者与国际知名艺术家首度联袂创作的“物演——科学观与艺术观”主题展览也将同期举行。

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