薛其坤卢煜明图片 未来科学大奖:清华薛其坤、港中大卢煜明分获百万美元
9月19日下午14时30分许,被称为中国民间诺奖的"未来科学大奖"在北京揭晓:生命科学奖花落香港中文大学教授卢煜明,物质科学奖花落清华大学教授薛其坤。获奖者每人将获得100万美元奖金,奖金的使用方式不受限制。据澎湃新闻了解,获奖者是从收到的将近700份提名中不断缩短名单选出的。
在捐赠人之一的沈南鹏(红杉资本全球执行合伙人)和吴鹰(中泽嘉盟投资基金董事长、数字中国联合会主席)开启写有获奖者的信封前,只有参与上午最终轮投票的9位未来科学大奖科学委员会成员知道奖归谁处,所有的捐赠人也不例外。
现年52岁的卢煜明现为香港中文大学医学院李嘉诚医学讲座教授及化学病理学讲座教授,同时兼任医学院副院长及李嘉诚健康科学研究所所长。
卢煜明的获奖理由是:他基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现在无创产前胎儿基因检查方面做出的开拓性贡献。
因为未来科学大奖实行提名制,不接受个人申请,有的科学家可能不知道自己被提名。有意思的是,未来大奖监督委员会高西庆在新闻发布会现场,用电话的方式通知获奖者喜讯。
打给卢煜明的第一个电话无法接通,当高西庆拨通卢煜明另一个号码,告诉他获奖并邀请其发表获奖感言时,卢煜明停顿了4秒,说"这真的太突然了"。
"我在这个领域做了20年了。开始人们认为我这种方法不大可能有实用价值。我真心感谢科学奖委员会肯定我们团队的工作。但是这不是我个人的工作,是团队的工作,感谢我的学生和同事,我1997年回香港时,Rosa Chiu 和Alan Chan像我的兄弟姐妹一样。
我也很幸运,亚洲对科学的兴趣也在增长,希望更多的人会做科学,希望大家认为科学的未来在中国,更多的天才青年会站在这里,对世界产生影响。谢谢!" 卢煜明在接到高西庆的祝贺电话时称。
北京生命科学研究所所长、未来科学大奖科学委员会成员王晓东在宣读颁奖理由时表示,科学委员会认为,"第一届生命科学未来大奖,没有一个比卢教授这个发现对我们的未来有更大的影响。"
王晓东介绍卢煜明的研究工作时提到:孕妇产前诊断能避免胎儿遗传病的发生,例如唐氏综合征,病因在于婴儿胚胎染色体异常,导致了体格发育迟缓及智力缺陷,产前诊断能诊断和避免唐氏综合征。
然而,唐氏综合征及其类似的遗传性疾病,在常规产前检查以前,都需要做羊水穿刺,然后从羊水中抽取出胎儿的DNA,来进行检测。这种检测方法是创伤性的,有终止妊娠的风险。科学家们在过去的很多年,一直致力于研发怎么样能够通过无创的遗传检查。
过去虽然也知道胎儿的细胞也可以进入母亲的血液,但是这样的细胞数量非常少。卢教授主要的科学发现和贡献是他在1997年和1998年的工作中发现,在母亲的外周血里能检测到胎儿的DNA。这样的方法最终利用第二代测序,可以通过完全无创的方法,测出胎儿DNA和染色体的异常。
他的发现,仅在中国,现在每年都有超过100万孕妇在做这样的检查,全世界有超过90个国家,在使用基于卢教授这个科学发现的检查。
物质科学奖得主薛其坤,中国公民。1963年生于中国山东。1994年在中国科学院物理研究所获得博士学位。现为清华大学教授。
薛其坤的获奖理由是:他在利用分子束外延技术发现量子反常霍尔效应和单层铁硒超导等新奇量子效应方面做出的开拓性工作。
"很突然。非常感谢,我很激动啊!中国人现在有自信,感谢企业家设立这个大奖。希望能鼓励更多年轻人从事科学研究。我的工作受到科学家和评奖委员会的高度认可,这是对我极大的鼓励。可能是中国弘扬科学精神,建立公平、公证评审机制的创举,对我们国家的科研评审机制是一个推动。高温超导研究,是固体物理学的难题之一,希望继续走下去,推动重大科学发现有应用价值。不知道讲这些合适不合适。" 薛其坤说。
中国科学院物理所研究员、未来科学大奖科学委员会首届轮值主席丁洪在介绍薛其坤的研究工作时提到,薛其坤的工作是破解欧姆定律的"魔咒":
"他的工作其实从我们的日常生活中可以体会到。当一个导体通过电流的时候,就会有阻力,我们称为电阻。电阻也会带来热量。也就是我们熟知的欧姆定律。但是电流发热也会带来无用的浪费,甚至是非常有害的损失。比如半导体工业,现在面临的瓶颈就是发热。
"怎么避免发热?有两种量子现象是可以避免电流的发热,一种是超导,第二种就是量子霍尔效应。薛其坤教授在两种之间,做出了开拓性的工作。他用分子束外延技术对这两种奇特量子现象的研究中,取得了突破性的发现。
"分子束外延生长是一种先进的薄膜生长方法,能在材料衬底上,一层一层地生长单晶薄膜。他和合作者制备了多种高质量的单晶薄膜材料。这使得他们能够首次在2012年发现量子反常霍尔效应和在钛酸锶衬底上的单层铁硒高温超导现象。
"这两个现象都被许多研究小组重复出来,并在全世界范围内激发了更多相关的研究活动,有望进一步提升量子反常霍尔效应和界面超导的临界温度,从而具有更大的使用价值。"
未来科学大奖被期冀成为"中国的诺贝尔奖"。奖项的面向对象不限国籍,但需要是在大中华地区(包含中国大陆地区、香港、澳门及台湾)完成的研究,研究需要具备原创性、长期重要性和巨大的国际影响。
之所以称为民间科学奖项,是因为和国家最高科学技术奖等政府设置的奖项不同,未来科学大奖是一次科学界和商业圈联袂设立的奖项。此外,未来科学大奖和民间一些家族或个人设立的奖项不同,在奖金来源上,创投公司和上市公司的大鳄们为共同捐赠人。据报道,每个单项奖的100万美元奖金都由4位企业家分摊捐赠,且每个大奖、每个捐赠人都承诺捐赠10年,从而保障基金的可延续性。
沈南鹏是四位捐赠生命科学奖奖金的投资人之一,上世纪80年代他求学时,信息科技和生命科技已经是理工科生的热门选择。谈到为何捐赠该奖项,沈南鹏说,在他看来,下一个20-30年,生命科学的发展将迎来黄金期,甚至超过信息行业的影响力。
对于首届评选,未来科学大奖科学委员会首届轮值主席丁洪在讲述评选过程说,"整个过程是一个漫长的过程",经历了提名、初选、国际专家评价、再选、投票五个步骤。由大中华地区各著名高校、研究所相关领域的系主任、院长,及著名科学家提名的近700位候选人名单一遍遍缩短,最终,从短名单中投票锁定最后的获奖者。
未来科学大奖监督委员会主席高西庆表示:"目前这个情况下,我可以负责任地说,现有的9位科学家(科学委员会成员)非常负责任地通过各种讨论,在规则上符合我们所要求的。而且我们也相信,大多数老百姓看了之后也会觉得这个规则是很公平的。
"除了强调程序公平、公正,他还提到公开性的问题,表示:"这个大奖有些地方是没法公开的,因为和诺贝尔奖一个道理,在选特定的一个人的时候,是一个充分讨论的过程,说老实话很多人是听不懂的。"
据悉,明年,未来科学大奖将在现设的生命科学奖和物质科学奖基础上,增设数学与计算机科学奖,技术革新和创新奖。
涨知识:什么是量子反常霍尔效应?
什么量子反常霍尔效应?这要从霍尔效应说起。作为物理中的电磁现象之一,霍尔效应电子的运动给从微观上看是无规则的,可类比为行驶过程中碰到无序的障碍时会走弯路,从而发热、效率低。量子霍尔效应则建立起电子运动的"高速公路",使得电子沿着边缘的一维通道单向运动,告别杂乱无章的秩序。
但量子霍尔效应也有自己的瓶颈,需要十万高斯左右的强磁场,不仅造价昂贵,而且体积庞大(相当于外加10个计算机大的磁铁),不利于应用。量子反常霍尔效应则可以解决这个问题,它可脱离外加磁场,利用材料本身的自发磁化产生效应。
2013年3月15日,美国《科学》(Science)杂志在线刊发了薛其坤领衔、清华大学物理系和中科院物理所联合组成的实验团队的最新成果——从实验上全球首次发现量子反常霍尔效应。这项工作在2012年10月15日被发现,实验团队为此努力4年,生长测试了1000多个样品。
从20世纪80年代开始,因揭示微观世界的奥秘,并在电子器件中广泛应用,有关"量子霍尔效应"的研究已数次斩获诺贝尔奖。但关于"量子反常霍尔效应",却一直进展缓慢,全世界的物理学家都在苦苦探索,直到薛其坤团队率先发现了量子反常霍尔效应。
量子反常霍尔效应可用于突破微电子技术的瓶颈,推动下一代集成电路的发展。例如计算机用在无用功上发热的电量将近三分之一,量子反常霍尔效应可以实现计算机中的晶体管不发热,在提高速度的同时,节约能源。
薛其坤在超导领域也有建树。超导可以实现零电阻,从而避免电流发热,对物理学家来说,一大课题就是如何将超导体的转变温度提升到实际应用场景中能实现的范围。
在1987年,科学家们发现了超过液氮沸点(77K)的高温超导,并在之后发现了很多与之相关的、基于铜氧化物材料的高温超导体。直到2008年,一种和铜氧化物材料截然不同的高温超导体——铁基超导体出现,才为高温超导体提供了不一样的材料选择。尽管如此,科学家们还没有找到超导转变温度高于液氮沸点的体系。
薛其坤领衔的研究组正是突破者。2012年,薛其坤研究组发现铁基超导的基本单元——单层铁硒生长在SrTiO3(钛酸锶)衬底上之后,它达到了材料厚度下限,却有着65 K的超导转变温度,高于液氮沸点(77K),拉近和实际应用环境温度之间的距离。
