AlphaFold 人工智能 (AI) 系统背后的研究人员赢得了今年的 300 万美元突破奖之一，这是科学界最丰厚的奖项。伦敦 DeepMind 的 Demis Hassabis 和 John Jumper 因创建了预测地球上几乎所有已知蛋白质 3D 结构的工具而获得认可。
纽约市哥伦比亚大学的计算生物学家 Mohammed AlQuraishi 说：“很少有发现能如此戏剧性地改变一个领域，如此迅速地改变。”“它确实改变了结构生物学的实践，包括计算和实验方面。”
该奖项是 9 月 22 日宣布的五个突破奖之一，这些奖项旨在表彰在生命科学、物理学和数学领域的成就。
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屡获殊荣的 AI
AlphaFold 的种子源于 DeepMind 的 AlphaGo 的成功。这是 2016 年在首尔击败围棋大师李世石的 AI。“那是游戏 AI 的顶峰，但这绝不应该成为最终目的，”Hassabis 说。“我想构建 AI 来加速科学发现。”从首尔返回后的第二天，该团队就将注意力转向了蛋白质折叠。
该系统在 2020 年 11 月引起轰动，当时它赢得了两年一度的 CASP 竞赛（蛋白质结构预测关键评估），击败了大约 100 个其他软件程序。早期版本的 AlphaFold 在 2018 年也曾获胜，但说服力不足，迫使团队回到绘图板。“对于机器学习，关键在于在架构（已知的基础科学施加的约束）和数据之间找到适当的平衡，”Jumper 说。
自从 DeepMind 在 2021 年 7 月发布 AlphaFold 的开源版本以来，超过 50 万研究人员使用了该机器学习系统，产生了数千篇论文。今年 7 月，DeepMind 发布了根据氨基酸序列预测的 2 亿个蛋白质结构。到目前为止，这些数据已被用于解决从抗生素耐药性到作物抗逆性等各种问题。
伦敦大学学院的计算生物学家 Christine Orengo 说：“这是一项重大突破，不仅因为他们开发了算法，还因为他们使其可用并提供了所有这些结构。”她补充说，这项成就是在全球社区收集的大量蛋白质序列数据的基础上实现的。
Hassabis 说，得知自己获得了突破奖，他“惊呆了”，Jumper 说他“简直不敢相信这是真的”。Hassabis 计划将他的一部分奖金捐赠给旨在提高多样性的教育项目，以及支持尼泊尔农村学校的倡议。
睡眠科学和细胞系统
另一个生命科学突破奖共同授予了日本筑波大学的睡眠科学家 Masashi Yanagisawa 和加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学的 Emmanuel Mignot，以表彰他们独立发现嗜睡症是由大脑化学物质食欲素缺乏引起的。
哥本哈根大学的神经生理学家 Birgitte Rahbek Kornum 说，这两位研究人员都是“该领域的巨头”，他们使该疾病能够被明确诊断。“嗜睡症严重影响生活质量，这让患者确切地知道出了什么问题，而不是被告知‘控制住自己并保持清醒’，”她说。这些发现还促成了目前正在进行临床试验的药物疗法的开发。
Yanagisawa 说，他对获得该奖项感到“非常荣幸”，并计划用这笔钱设立捐赠基金，为研究提供资金。“在日本，为年轻科学家进行探索性工作提供稳定的支持是有问题的，”他说，并指出他自己的发现之所以成为可能，仅仅是因为他可以自由地“进行‘钓鱼式探险’，而不能保证成功”。
第三个生命科学奖由新泽西州普林斯顿大学的 Clifford Brangwynne 和德国德累斯顿马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的 Anthony Hyman 共同获得，以表彰他们发现了一种机制，细胞内容物可以通过分离成液滴来自组织。
量子先驱
今年的基础物理学突破奖由量子信息领域的四位创始人分享：剑桥市马萨诸塞理工学院的 Peter Shor；英国牛津大学的 David Deutsch；纽约州约克镇 IBM 的 Charles Bennett；以及魁北克省蒙特利尔大学的 Gilles Brassard。他们的研究为超安全通信和可能在某些任务上超越标准机器的计算机的发展奠定了基础。
Shor 说：“得知我获得了该奖项，我真的很惊讶。”“其他人做了很多工作。”在 1990 年代，Shor 开发了第一个可能实用的量子算法，该算法有一天可以让量子计算机快速将大数分解为质因数。这提高了破解用于保护当今大部分互联网流量的加密代码的可能性，这些代码基于大质数。“这一重大成果证明，量子计算机不仅仅是另一种学术好奇，”牛津大学的量子物理学家 Nikita Gourianov 说。
数学突破奖授予康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的数学家 Daniel Spielman。Spielman 因多项进步而获得认可，包括开发用于过滤高清晰度电视广播中噪声的纠错码。
突破奖由俄罗斯-以色列亿万富翁 Yuri Milner 于 2012 年创立。现在由 Milner 和其他互联网企业家赞助，包括 Meta（前身为 Facebook）的首席执行官马克·扎克伯格。
本文经许可转载，并于2022 年 9 月 22 日首次发布。