2023年邵逸夫獎公佈，丘成桐獲數學獎_風聞

5月30日，2023年度（第二十屆）邵逸夫獎公佈。天文學獎授予馬修·貝爾斯（Matthew Bailes）、鄧肯·洛裏默（Duncan Lorimer）和莫拉·邁克勞克林（Maura McLaughlin）以表彰他們發現快速射電暴。

生命科學與醫學獎授予帕特里克·克拉瑪（Patrick Cramer）和伊娃·諾加利斯（Eva Nogales），以表彰他們開創性的結構生物學研究，使負責基因轉錄的蛋白質機制能夠於單個原子尺度上視覺化。他們揭示了生命的基本過程之一的基因轉錄機制的每一個步驟，正常的基因轉錄如何促進健康，以及機能失調如何導致疾病。

數學科學獎授予弗拉基米爾·德林費爾德（Vladimir Drinfeld）和丘成桐（Shing-Tung Yau），以表彰他們對數學物理、算術幾何、微分幾何和凱勒幾何的貢獻。

天文學獎

馬修·貝爾斯（Matthew Bailes，1963-），澳洲研究委員會 (ARC) 引力波發現卓越中心主任。

鄧肯·洛裏默（Duncan Lorimer，1969）美國西弗吉尼亞大學物理和天文學系教授和臨時主任，及埃伯利文理學院研究副院長。

莫拉·邁克勞克林（Maura McLaughlin，1972），美國西弗吉尼亞大學物理及天文學埃伯利家族傑出講座教授。

2023年度邵逸夫天文學獎平均頒予馬修·貝爾斯（Matthew Bailes）、鄧肯·洛裏默（Duncan Lorimer）和莫拉·邁克勞克林（Maura McLaughlin），以表彰他們發現快速射電暴 (FRBs)。

快速射電爆是天文學中最極端、最神秘的現象之一：它們是一種強烈的射電爆發，在千分之幾秒之內釋放相當於太陽數天輻射的能量。它們的爆發源比地球還小，處於非常遙遠的星系中。貝爾斯、洛裏默、邁克勞克林 (與合作伙伴納爾凱維奇和克勞福德) 在2007年發表開創性研究論文，描述發現了首個快速射電暴，並推斷出其來源的多項特性，特別是它的極遠距離、極小尺寸和巨大能量，他們還在論文中估計了快速射電暴在宇宙中產生的速率，並強調它們可以用來探測宇宙的潛在功能。

雖然最初學界曾有懷疑，未能確定這一獨特現象是否真正源於天文物體，但貝爾斯、洛裏默和邁克勞克林的工作啓發其他人去探索這一難以捉摸的現象。到目前為止，已經發現接近一千個快速射電暴。科學家已利用新技術，着手設計和建造專門的望遠鏡，希望更有效地尋找快速射電暴，並識別它們的寄主星系。

儘管快速射電暴的本質仍是未知之數，但幾乎可以肯定它們與中子星有關，中子星是壓縮的恆星殘餘物，直徑只有幾十公里，其質量與太陽相當。快速射電暴有可能為極端條件下的物理規律和宇宙中的物質分佈提供一個獨特的探測手段。

馬修·貝爾斯於澳洲墨爾本的斯威本科技大學任教。鄧肯·洛裏默和莫拉·邁克勞克林於美國西弗吉尼亞大學物理與天文學系任教。此獎項亦表彰研究團隊的其他成員，以及收集有關原始數據作其他用途的研究人員。

生命科學與醫學獎

帕特里克·克拉瑪（Patrick Cramer，1969-），德國馬克斯普朗克多學科科學研究所分子生物學系主任、馬克斯普朗克學會候任主席。

伊娃·諾加利斯（Eva Nogales），美國加州大學伯克利分校分子與細胞生物學系生物化學、生物物理和結構生物學傑出教授。

2023年度邵逸夫生命科學與醫學獎平均頒予帕特里克·克拉瑪（Patrick Cramer）和伊娃·諾加利斯（Eva Nogales），以表彰他們開創性的結構生物學研究，使負責基因轉錄的蛋白質機制能夠於單個原子尺度上視覺化。他們揭示了生命的基本過程之一的基因轉錄機制的每一個步驟，正常的基因轉錄如何促進健康，以及機能失調如何導致疾病。

弗朗西斯·克里克於1958年提出的一套理論——中心法則——是生命的基本概念。當中涉及三個關鍵分子：脱氧核糖核酸（DNA）包含生物體的基因藍圖。DNA基因組包含生產生物體所有蛋白質所需的信息。蛋白質賦予細胞、組織和生物體以其形態和功能。特定的DNA指令，通過一個稱為基因轉錄的過程，被轉化為單獨的信使核糖核酸（mRNA）分子，產生特定的蛋白質。至關重要的是，特定基因的轉錄必須於正確時間和正確的細胞位置發生，這樣功能所需的蛋白質子集方會在所需時間和位置產生。基因轉錄過程有四個步驟：1. 啓動；2. 暫停/啓動子清除；3. 延伸；4. 終止。本屆邵逸夫獎得獎者伊娃·諾加利斯和帕特里克·克拉瑪開創了結構生物學研究，使負責基因轉錄的蛋白質機制能夠於單個原子尺度上視覺化。他們揭示了基因轉錄機制的每一個步驟，正常的基因轉錄如何促進健康，以及機能失調如何導致疾病。

在原子尺度上，視覺化生物學需要確定進行催化生命過程的蛋白質機器結構，這些結構既微小又異常複雜。要達到這個目的有兩種主要方法：X射線晶體學和冷凍電子顯微鏡技術。伊娃·諾加利斯將工作重點放在轉錄前起始複合體 (PIC) 上，開創冷凍電子顯微鏡技術，改變了我們對基因轉錄早期步驟的理解。這個微型機器的核心是由14種蛋白質和DNA組成，是啓動基因轉錄過程所必需的。值得注意的是，PIC複合體稀少、脆弱且極其靈活，諾加利斯能夠捕捉到它們的結構，確實是一項巨大的成就。諾加利斯揭示複合體中主要的參與者，一種被稱為RNA聚合酶II的蛋白質，如何接合DNA，如何打開DNA雙螺旋結構以暴露所需的PIC複合體結合位置，一旦結合，PIC複合體如何固定在DNA上，以及如何於不同狀態的PIC之間實現耦合以允許轉錄啓動。帕特里克·克拉瑪使用X射線晶體學和冷凍電子顯微鏡技術捕捉基因轉錄的連續步驟，從而確定許多歎為觀止的結構。克拉瑪所發現的一系列結構包括完整的PIC，它是一個擁有46個蛋白質的機器，當中包括被稱為介質和轉錄因子IIH（TFIIH）的關鍵參與者。此外，克拉瑪還揭示了在RNA聚合酶II啓動一個mRNA信使合成後的結構。這些結構包括暫停的延伸複合物、動態中的延伸複合物、與核小體一起的延伸複合物（核小體是被DNA包裹著的蛋白質，延伸複合物必須清除它們才能進行轉錄）、與核小體和重塑因子一起的延伸複合物，以及帶有mRNA前體剪接複合物的延伸複合物（剪接複合物在延伸後將mRNA拼接在一起）。綜合而言，克拉瑪所發現的非凡結構帶給我們世界上第一部基因轉錄的「電影」。

基因轉錄是生命最核心的過程之一。諾加利斯和克拉瑪劃時代的發現引發了我們對於基因轉錄理解模式的轉變。他們展示轉錄如何啓動和進行，以及如何調節轉錄令細胞分化，從而使生物體能夠正常發育和發揮作用。

數學科學獎

弗拉基米爾·德林費爾德（Vladimir Drinfeld，1954），美國芝加哥大學哈里·普拉特·賈德森傑出服務數學教授

丘成桐（Shing-Tung Yau，1949-），清華大學丘成桐數學科學中心主任。

2023年度邵逸夫數學科學獎平均頒予弗拉基米爾·德林費爾德（Vladimir Drinfeld）和丘成桐（Shing-Tung Yau），以表彰他們對數學物理、算術幾何、微分幾何和凱勒幾何的貢獻。

他們對數學物理有着共同的興趣。德林費爾德與貝林森（Beilinson）一起推動了幾何朗蘭茲綱領，引用威騰 (Witten) 的話，該綱領與量子場論某些方面有一些共同特徵，然而卻源於數論。而丘成桐則致力於解決廣義相對論和絃理論所引起的數學問題。

德林費爾德早年發明shtukas（源於德文 Stück，意指「物件」），其構造與物理學中的Korteweg–de Vries方程產生關聯。憑着這一發明，他解決了函數域上的算術朗蘭茲綱領的秩2情況，因此獲得1990年度菲爾茲獎。當時已經注意到，他的解法也同時證明了德利涅（Deligne）關於存在相容的ℓ 進系統猜想的秩2情況。令人矚目的是，隨着洛朗·拉福格（Laurent Lafforgue）於2002年按照德林費爾德的方法證明任意秩函數域上的朗蘭茲綱領，德林費爾德便可將相容的任意秩ℓ進系統的存在性，由函數域延伸到高維簇。德利涅猜想的完全解決具有多重影響，包括在復幾何方面。

正如舒爾茨（Peter Scholze）在2018年國際數學家大會（ICM 2018）全體報告中所提及，在現今的p進數霍奇理論，以及夢想中的數域上的朗蘭茲綱領，預期德林費爾德的shtukas會是一個關鍵概念。此外，德林費爾德關於巴特–舒爾茨稜柱上同調及其係數系統的觀點，亦引發了對該理論的新理解和應用。

德林費爾德的工作是算術幾何的支柱，也是該領域新發展的核心。

丘成桐在微分幾何中系統地發展了偏微分方程的方法。憑藉這些方法，他解決了卡拉比猜想，並因此於1982年獲得菲爾茲獎。他亦以此解決了埃爾米特 (或稱「厄米」) 楊–米爾斯聯絡的存在性【與烏倫貝克（Uhlenbeck）合作】，以及透過極小曲面理論解決正質量猜想【與舍恩（Schoen）合作】。他引入幾何方法去解決廣義相對論中的重要問題，譬如，舍恩–丘的黑洞存在定理和廣義相對論中擬局部質量的內在定義。

丘成桐對凱勒–愛因斯坦度量存在性的研究導致了卡拉比猜想的解決，並引進了卡拉比–丘流形的概念，它們是弦理論和復幾何的基石。而施特羅明格–丘–扎斯洛構造則對鏡對稱的研究產生了重大的影響。

他（與李偉光）在熱核估計和微分哈納克不等式方面的研究改變了流形上的幾何方程的分析方法。它還影響了最優運輸的發展和漢密爾頓關於裏奇流的工作。

丘成桐為幾何與分析的融合（即現在被稱為幾何分析的數學分支）作出了貢獻。他的工作對於數學和理論物理學都有着深遠而持久的影響。

本文整理自邵逸夫官網。

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