北京时间昨天(2019年9月5日)晚上， 科学突破奖( Breakthrough Prize )委员会宣布，将2020年物理学新视野奖( New Horizons in Physics Prize )授予 陈谐 为首的九位青年物理学家 ，他们 分别来自凝聚体物理学、天体物理学和量子场论这三个领域。 凝聚体物理学为三个邻域之首，共同获奖人是 Lukasz Fidkowski、Michael Levin 和 Max A. Metlitski ，表彰他们对 于理解拓扑物质状态及其关系的深刻贡献。新视野奖授予有潜力的年轻科研人员,获奖者将获得10万美元奖金。 陈谐 2006年大学毕业，今年在35岁左右。 公众号“返朴”立即发布了对陈谐的采访录，一个邻家女孩讲一个平淡无奇的成长故事 。她的成长，既没有外部的压力，也没有内生的纠结。每个人的成长，都要经历很多次的选择，而每一次选择都是歧路。 陈谐的幸运是，在每一次的歧路前，她总能在不自觉地和内心的要求进行对准，而且每一次都成功了。 有一次， 玻尔如此评价狄拉克：“ 在所有的物理学家中，狄拉克具有最纯粹的心灵 ” ( Niels Bohr said: Of all physicists, Dirac has the purest soul. ) 其实，只有具有 纯粹的心灵者，才能发现同类。 陈谐妹子就是这种纯粹精神世界在人世间的使者。 “我研究生去MIT的时候，最初还想着学两年物理可能转到金融或者咨询领域挣钱去。后来我忽然想明白自己要做research，是 因为跟我同学去参加一个招聘会，做那些面试题，跟面试的人聊天后，我忽然发现这跟research的思路非常不一样，而且文化也不一样，因为这两点，我开始考虑也许学术圈更适合我 ，之前我从来没有想过我一个女孩子要去做理论物理研究。但是慢慢做着做着就发现，自己做得挺开心的。” “在我成长的过程中，会感受到身边很多人的激励和影响，会被他们的科学精神感动。比如现在 我的一位同事，他是一位非常资深的教授，在凝聚态实验方向做出过一系列里程碑式的工作。他原来有一个很大的实验组，到他60岁时，他说我要退休了，这样就可以不用教书，也没有系里的行政任务了，他的目的就是一个人回到实验室去自己做实验，重新回到一个研究生的状态，他就喜欢做实验，如今他照样出很好的结果。像这样沿着自己几十年来一直想做的方向做，这真正是一个科学家的状态。 “还有一位同事是做理论研究的教授，是美国科学院院士，60多岁了，有一次我跟他一起去开会，一个星期的会，从早到晚，大概45分钟一个报告，他每个报告都坐在那里听，然后会拍一张照片，写一句话总结报告的内容，有时候还加入一些自己的评论，发到推特上。我觉得自己完全做不到，因为每个报告都听是很累的事情，而且这些报告涉及的方向非常广，必须对每个领域都很了解，还得理解报告本身的内容，才能写出一个总结。 “ 身边这种例子让我很感动，看到一种特别纯粹的做科学的状态 。我们有时候似乎会陷入一种误区，把精力耗在人与人、组跟组之间的竞争上，但 科学的对手其实是自然，自然那么大的空间，好多东西我们都不知道，人家能做出来，我就去干点别的就好了。如果是这样的状态，大家就会形成一种互相启发、互相帮助，共同面对大自然的状态。当然这是一种特别理想的状态，但起码我们可以去追求这种状态。 ” 她的14篇代表作，每一篇都达到了一个明确的目标！ 1. Symmetry protected topological phases from decorated domain walls” Xie Chen, Yuan-Ming Lu, Ashvin Vishwanath Nature Communications 5, Article number 3507, (2014) A physically intuitive picture for constructing a large class of symmetry protected topological phases. 2. “Symmetry Enforced Non-Abelian Topological Order at the Surface of a Topological Insulator” Xie Chen, Lukasz Fidkowski, Ashvin Vishwanath Phys. Rev. B 89, 165132 (2014) A proposal that the 2D surface of 3D topological insulators can be gapped without breaking symmetry due to strong interaction and results in exotic topological properties on the surface. 3. “Symmetry Protected Topological Orders in Interacting Bosonic Systems” Xie Chen, Zheng-Cheng Gu, Zheng-Xin Liu, Xiao-Gang Wen Science 338, 1604 (2012) A systematic construction of bosonic SPT phases with any internal symmetry and in any dimension. 4. “Symmetry protected topological orders and the group cohomology of their symmetry group” Xie Chen, Zheng-Cheng Gu, Zheng-Xin Liu, Xiao-Gang Wen Phys. Rev. B 87, 155114 (2011) A systematic construction of bosonic SPT phases with any internal symmetry and in any dimension. 5. “Two-dimensional symmetry protected topological orders and their protected gapless edge excitations” Xie Chen, Zheng-Xin Liu, Xiao-Gang Wen Phys. Rev. B 84, 235141 (2011) Construction of nontrivial 2D SPT model with Z_2 symmetry. The non trivialness of the boundary is proven using the matrix product operator formalism. 6. “Classification of Gapped Symmetric Phases in One-dimensional Spin Systems” Xie Chen, Zheng-Cheng Gu, and Xiao-Gang Wen Phys. Rev. B 83, 035107 (2011) Classification of 1D SPT phases using the matrix product state formalism. 7. “Bosonic topological crystalline insulators and anomalous symmetry fractionalization via the flux-fusion anomaly test” Michael Hermele , Xie Chen arXiv:1508.00573, (2015) The flux fusion anomaly test and its application to 2D topological phases with spatial symmetry. 8. “Anomalous Symmetry Fractionalization and Surface Topological Order” Xie Chen, Fiona J. Burnell, Ashvin Vishwanath, Lukasz Fidkowski arXiv:1403.6491, (accepted by Phys. Rev. X) A general method for detecting anomalies in 2D symmetry fractionalization patterns with discrete unitary internal symmetries. The procedure is demonstrated explicitly using the projective semion model. 9. “'Gauging' time reversal symmetry in tensor network states” Xie Chen, Ashvin Vishwanath arXiv:1401.3736, (2014) Introduce the notion of ‘gauging’ time reversal symmetry in the tensor network formalism and demonstrate how it can be used to detect topological order. 10. “Tensor Product Representation of Topological Ordered Phase: Necessary Symmetry Conditions” Xie Chen, Bei Zeng, Zheng-Cheng Gu, Isaac L. Chuang, Xiao-Gang Wen Phys. Rev. B 82, 165119 (2010) Study the stability in the tensor network representation of Z_2 topological order and find a necessary symmetry condition. 11. “Classification of Gapped Symmetric Phases in One-dimensional Spin Systems” Xie Chen, Zheng-Cheng Gu, and Xiao-Gang Wen Phys. Rev. B 83, 035107 (2011) Classification of 1D SPT phases using the matrix product state formalism. 12. “Local Unitary Transformation, Long-Range Quantum Entanglement, Wave Function Renormalization, and Topological Order” Xie Chen, Zheng-Cheng Gu, and Xiao-Gang Wen Phys. Rev. B 82, 155138 (2010) Define long / short range entanglement and propose their detection from wave function renormalization. 13. “Quantum circuit complexity of one-dimensional topological phases” Yi-Chen Huang, Xie Chen Physical Review B 91, 195143 (2015) Proving that one dimensional (symmetric) topological phases require a (symmetric) quantum circuit of at least linear depth to be generated. 14. “Gapped Two-body Hamiltonian whose Unique Ground State is Universal for One-way Quantum Computation” Xie Chen, Bei Zeng, Zhengcheng Gu, Beni Yoshida, Isaac L. Chuang Phys. Rev. Lett. 102, 220501 (2009) A two-body Hamiltonian resource state for measurement based quantum computation. http://www.its.caltech.edu/~xcchen/publications.html
CRISPR 先驱者荣获 2015 生命科学突破奖 诸平 据《 科学家 》（ The Scientist ）网站 2014 年 11 月 18 日 报道， 2015 生命科学突破奖 ，被 CRISPR 的先驱者荣获。下面的3人照片从左到右依次是 艾曼纽·卡彭特（ Emmanuelle Charpentier ）、詹妮弗·杜德纳（ Jennifer Doudna ）以及 维克托·安布罗斯（ Victor Ambros ）。 Alim-Louis Benabid en 2013 Gary Ruvkun 2015 年生命科学突破奖确认了六位科学家，艾曼纽·卡彭特（ Emmanuelle Charpentier ）、詹妮弗·杜德纳（ Jennifer Doudna ）、 维克托·安布罗斯（ Victor Ambros ） 、阿里姆·路易斯·本纳比德（ Alim Louis Benabid ）、加里·鲁夫昆（ Gary Ruvkun ）以及 C. 戴维·阿里斯（ C. David Allis ），其成就在于基因编辑、基因调控和帕金森氏症治疗方面的突出贡献。 300 万美元的奖项是由一群包括俄罗斯企业家尤里·米尔纳（ Yuri Milner ）及其夫人茱莉雅·米尔纳（ Julia Milner ）、脸书（ Facebook ）的创办人马克 • 扎克伯格 ( Mark Zuckerberg ) 及其夫人普莉希拉·陈（ Priscilla Chan ）、 谷歌公司的创始人谢尔盖 • 布林 ( Sergey Brin ) 和安妮 · 沃西基（ Anne Wojcicki ） , 马云夫妇（ Jack Ma and Cathy Zhang ）等科技亿万富翁提供的。该奖项于 2014 年 11 月 9 日 在美国加利福尼亚的山景城举行了电视授奖仪式。由亿万富翁企业家共同设立的“科学突破奖”旨在奖励在生命科学等领域取得重要成就的科学家，给他们提供更自由和更多的机会，帮助他们取得更大的成就。每年的获得者将加入评选委员会，参与下一届获奖者的评选。 自 2013 年这一奖项首次颁发以来，已有多位科学家荣获了巨额奖金，最新的突破奖在物理学和生命科学外还增加了数学奖项，尤里·米尔纳本人表示我们的世界总是围绕体育和娱乐名人转。但科学名人可能进入不了前 200 或 300 名，这种排名结果与其贡献相比，极不对称。 本次生命科学突破奖获得者，德国亥姆霍兹感染研究中心（ HelmholtzCenter for Infection Research in Germany ）和瑞典于默奥大学（ Umeå University in Sweden ）的艾曼纽·卡彭特（ Emmanuelle Charpentier ）及美国加州大学伯克利分校（ University of California, Berkeley ）詹妮弗·杜德纳（ Jennifer Doudna ），因为他们发现了 CRISPR 的细节而获奖 , CRISPR 是一种被广泛应用于基因工程的细菌抗病毒系统。另外还有法国约瑟夫·傅里叶大学（ Joseph Fourier University in France ）的神经外科医生阿里姆·路易斯·本纳比德，是因为将 深层脑部刺激术（ deep-brain stimulation ） 作为帕金森症一种治疗方法而获奖；而美国麻省大学医学院（ University of Massachusetts Medical School ）的维克托·安布罗斯（ VictorAmbros ）和美国哈佛医学院（ Harvard Medical School ）的加里·鲁夫昆（ Gary Ruvkun ）是因为他们对 miRNAs （ microRNAs ）调控基因研究的突出贡献而获奖。美国洛克菲勒大学（ Rockefeller University ）的 C. 戴维·阿里斯（ C. David Allis ）获奖原因，是因为特别在表观遗传学（ epigenetics ）、组蛋白（ histone proteins ）的共价修饰蛋白对基因调控和疾病有广泛影响方面的研究。 詹妮弗·杜德纳告诉《卫报》 （ The Guardian ）说， 她得到获奖的信息，使她 “ 激动和震惊 , 同时也非常兴奋。我们的研究成果是在 2012 年发表了的，但是谁也没有预料到，它竟然会有如此的变革力。” CRISPR-Cas9 系统已经被证明是一种强大的研究工具 , 并显示有望作为一种基因治疗的方法， 治疗囊肿性纤维化（ cystic fibrosis ）和血液疾病（ blood disorders ）。 洛克菲勒大学的 C. 戴维·阿里斯（ C. David Allis ）告诉《卫报》说： “ 当你决定追求生命科学领域一个非常基本的问题如基因调控时 , 对于得到一个引人注目的突破奖从来就不抱任何希望。它显示了将科学研究作为一种事业是多么美妙绝伦。 ” 这种精神境界是何等的高尚和值得可敬，与那些魂牵梦绕，无时无刻不再想如何快步直奔领奖台的唯利是图者相比较，可以说有天壤之别！科学研究的真谛是探索未知，而不是获得何种奖项。更多阿里斯的信息请浏览 （ NASprofile.pdf ）。 CRISPR 基因组编程技术是近两年兴起的一种新技术， 2013 年，两篇 Science 新闻开创了 CRISPR 基因组编辑技术的新时代，随后生命科学界刮起了 CRISPR 风暴，迄今为止 CRISPR 方法已迅速席卷了整个动物王国，成为 DNA 突变和编辑的一种重要技术。 CRISPR 全称为 clustered regularly interspersed short palindromic repeats ，是源于细菌及古细菌中的一种后天免疫系统，它可利用靶位点特异性的 RNA 指导 Cas 蛋白对靶位点序列进行修饰。直到今年，科学家们才开始利用这一系统在活体动物基因组中生成靶向突变，删除原有的基因或插入新基因。对于这一技术詹妮弗·杜德纳表示，“修改生物体基因特定部分的能力，对于增加我们对生物体的认知是必不可少的。这是该领域的一种巨大跨越，因为它意味着基本上任何人都能够使用这种基因编辑或者重新编写的技术带给哺乳动物基因变化。” 与过去数十年里进行基因工程的其它任何方法相比， CRISPR 技术的优点就在于它使用的是单一的酶。这种酶不需要改变你设定目标的每一个点，你只需要使用一个不同的 RNA 副本对它进行重新编辑，这很容易设计和实现。生命科学突破奖获得者中有几位科学家则分别是在遗传学， RNAi 等领域的突出贡献而获奖，如哈佛医学院遗传学教授加里·鲁夫昆 就是一位微小 RNA(miRNA) 研究领域的著名科学家，他曾发现了首例微小 RNA ： lin-4 通过与目标信使 RNA 不完全碱基配对，来调控这些目标的翻译的机制，并发现了第二个微小 RNA —— let-7 ，以及它在动物（包括人类）系统发育中如何保护的。 2008 年获 拉斯克基础医学奖 （ Albert Lasker Basic Medical Research Award ）。 miRNA 是一类非编码小 RNA ，其长度为 19 到 25 个核苷酸，在真核生物的多种发育和生理过程中发挥着重要的调节作用。加里·鲁夫昆等人就曾通过分析比较了 86 个不同真核基因组序列，分析了小 RNA 辅助因子的系统发生谱，并指出，在 RNA 剪接和小 RNA 介导的基因沉默之间存在密切关联。 The 2015 Breakthrough Prizes in Life Sciences The Breakthrough Prize in Life Sciences honors transformative advances toward understanding living systems and extending human life, with one prize dedicated to work that contributes to the understanding of Parkinson’s disease. Alim Louis Benabid , Joseph Fourier University, for the discovery and pioneering work on the development of high-frequency deep brain stimulation (DBS), which has revolutionized the treatment of Parkinson’s disease. C. David Allis , The Rockefeller University, for the discovery of covalent modifications of histone proteins and their critical roles in the regulation of gene expression and chromatin organization, advancing the understanding of diseases ranging from birth defects to cancer. Victor Ambros , University of Massachusetts Medical School, and Gary Ruvkun , Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, for the discovery of a new world of genetic regulation by microRNAs, a class of tiny RNA molecules that inhibit translation or destabilize complementary mRNA targets. Each received a $3 million award. Jennifer Doudna , University of California, Berkeley, Howard Hughes Medical Institute and Lawrence Berkeley National Laboratory, and Emmanuelle Charpentier , Helmholtz Center for Infection Research and Umeå University, for harnessing an ancient mechanism of bacterial immunity into a powerful and general technology for editing genomes, with wide-ranging implications across biology and medicine. Each received a $3 million award. 更多信息请浏览： https://breakthroughprize.org/?controller=Pageaction=newsnews_id=21
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