一段无人看好的漫长求索

1982 年，藤田诚从千叶大学硕士毕业，进入相模中央化学研究所，彼时他瞄准了一个在化学界几乎无人关注的方向：分子自组装。

所谓自组装，是分子单元依靠弱相互作用自发形成有序结构。生物学早已在蛋白质折叠、DNA 双螺旋中印证这一现象，但在当年，几乎没有化学家认为能依靠这套机制人工合成全新物质。

藤田诚发现，金属离子与有机分子之间的作用力强弱，恰好适配可控自组装。但传统化学体系并不接纳这条研究路径：在经典化学认知里，化学反应的核心是化学键的断裂与重组，依靠弱相互作用的自组装，只被视作广义层面的化学。

“这不算化学。” 这句质疑，藤田诚持续听了整整十年。

他没有争辩，只是沉下心埋头实验。从简单方形分子起步，逐步搭建复杂三维笼状结构，合成出一批以往传统化学手段难以制备的分子。他曾这样比喻科研与艺术的共性：“研究者和创作者一样，都在从零完成创造。比起转瞬即逝的热门成果，我们更追求能长久影响行业的传世之作，即便当下少有人理解，时间也会让它传遍世界。”

一块砂糖大小的化学 “魔法海绵”

2002 年，藤田诚开启一项在当时看来极具颠覆性的研究，制备由金属离子、有机分子自组装而成的三维笼状多孔网格材料，空腔可以捕获、容纳外来分子。同期虽有其他团队尝试同类方向，却均未能取得突破。

历经十年持续摸索，2013 年，藤田诚团队正式发布革命性的晶体海绵法。在此之前，X 射线分子结构分析存在百年瓶颈：待测化合物必须培育出完整单晶才能解析，大量天然产物、药物分子极难结晶，甚至有团队耗资巨大开展太空结晶实验，收效甚微。

而晶体海绵彻底打破这一限制：只需取一块砂糖大小的多孔晶体海绵，浸入待测物溶液，缓慢挥发溶剂后，目标分子会自动规整排布在海绵纳米孔洞内，无需自行结晶，直接通过 X 射线就能清晰解析完整分子结构。

“现象多年前就摆在我们眼前，我和全球同行花了十年才意识到它的应用价值。” 藤田诚坦言。相关论文投递《自然》后，三位审稿人均无修改意见，原文直接录用，这在期刊发表中极为罕见。

在海绵中直观看见化学反应

晶体海绵法落地后，藤田诚并未停下探索，他提出了更大胆的设想：将完整化学反应置入海绵空腔，借助 X 射线实时观测反应全过程。

“把化学物质吸附进海绵孔洞，再加入试剂触发反应，依靠 X 射线追踪分子结构的动态变化。” 在此之前，科学家只能依靠光谱数据间接推测反应中间态，如今藤田诚的方法得以直观捕捉反应全过程，实现 “化学反应可视化”。

这项可视化研究他持续推进近十年。2025 年 3 月，团队研发第二代晶体海绵，新型笼状多孔框架可稳定容纳分子量超 1000 的中分子化合物，大幅拓宽分子结构解析的适用范围；同年 5 月，团队依托肽与金属离子自组装，在全球首次人工构建十二面体球形分子壳。

从不被认可到改写化学研究范式

2018 年，藤田诚与加州大学伯克利分校奥马尔・亚基共同斩获沃尔夫化学奖，表彰二人在金属有机框架（MOF）、分子自组装领域的开创性贡献。

谈及自身研究的长远价值，藤田诚曾这样作类比：鲍勃·迪伦能够斩获诺贝尔文学奖，不在于创作了诸多传唱金曲，而是开创出诗歌与流行旋律相融的全新表达范式。同理，他与团队真正的价值，不止晶体海绵这一项技术突破，而是搭建起“金属离子导向自组装”这套全新分子构筑逻辑，重塑了全球超分子化学的研究思路。

“化学发展一两百年来，从未有过这套构建分子的体系，我们成功开创并拓展了全新的分子架构方法。”

一路求索

桑德奎斯特年少时便痴迷化学分子结构，先后在明尼苏达州圣保罗、华盛顿特区长大。本科阶段他于卡尔顿学院取得化学学士学位，后前往麻省理工学院攻读化学博士；博士毕业后远赴英国剑桥 MRC 分子生物学实验室开展博士后研究，也曾在威斯康星大学完成阶段性科研工作。

1992 年，桑德奎斯特正式入职犹他大学生物化学系，如今担任塞缪尔斯讲席杰出教授、生物化学系主任。凭借在病毒机制、细胞通路领域的突破性研究，他成功当选美国国家科学院、美国艺术与科学院院士，常年双线深耕HIV病毒组装机理与ESCRT细胞分选通路。

一份 “属于许多人” 的荣誉

顶科协颁奖台上，桑德奎斯特的获奖感言简短又真诚：“这份荣誉属于许多人。” 他感谢产业界对两套突破性研究成果及对应新药全球落地的助力，也向实验室全体同仁、领域内同行表达谢意。

这份谦逊并非客套。桑德奎斯特与埃默尔的研究从两条不同路径，破解了艾滋病防治的核心难题。桑德奎斯特深耕HIV病毒衣壳研究数十载，证实衣壳是病毒存活复制的关键结构：它既能包裹保护病毒基因组、推动逆转录过程，还能协助病毒侵入宿主细胞核。

他的团队解析出衣壳呈独特锥形，由六聚体、五聚体蛋白组装而成，部分结构稳定性薄弱、极易被干预。正是 “衣壳不可或缺却自带弱点” 这一重大发现，为吉利德研发长效 HIV 预防药物来那卡帕韦奠定核心理论基础。这款注射型暴露前预防药物，每半年注射一次，在高风险人群临床试验中防护效率接近 100%，大幅降低 HIV 感染概率。

“斯科特・埃默尔教授和韦斯・桑德奎斯特教授的成就，完美诠释了基础科学研究如何通过解析生命底层机制，最终转化为惠及全球的医疗方案，堪称科学造福人类的典范。”“生命科学或医学奖” 遴选委员会主席兰迪・谢克曼如此评价二人的工作。

值得一提的是，2024 年，桑德奎斯特与埃默尔共同斩获素有 “诺奖风向标” 之称的路易莎・格罗斯・霍维茨奖。该奖项由哥伦比亚大学设立，过往 113 位获奖者中，已有 51 人先后摘得诺贝尔奖。

“冰淇淋甜筒” 里的病毒科学密码

论坛开幕前夕的 10 月 23 日，桑德奎斯特走进上海高校报告厅，借助动画演示拆解分子微生物机制：绿色 ESCRT-III 蛋白形成穹顶结构，VPS4 蛋白缠绕并牵拉 ESCRT-III 尾部，多种分子协同完成 HIV 病毒出芽全过程。

作为全球 HIV 病毒研究领域权威，他受访时略带腼腆地笑着坦言：“我曾把 HIV 锥形衣壳比作冰淇淋甜筒，还被实验室伙伴打趣。”这个生动比喻背后，是团队数十年持续攻坚。“实验室里我们始终聚焦两大核心问题：一是探明病毒衣壳在病毒复制中的核心作用；二是厘清病毒如何依靠衣壳完成增殖传播。”桑德奎斯特团队发现，只要轻微改变衣壳结构，病毒就会丧失感染能力。

“没人预想过小小的衣壳能左右病毒的生死，这正是基础研究的魅力 —— 你永远无法预判最终答案。” 桑德奎斯特说。

好奇心，基础研究永不枯竭的原动力

在桑德奎斯特眼中，一切科研探索的起点，都是纯粹的好奇心。“好奇心驱使我们去拆解未知事物，这份驱动力和登山者挑战高峰别无二致，推着我们不断探寻分子机器的运转逻辑。”

他在获奖感言中着重强调：“本次获奖依托的研究，大多完成于 25 至 30 年前。当年我们投身病毒与细胞基础机制探索时，完全没有料到研究成果能衍生出改变流行病格局的药物，这足以证明基础研究是生物医药发展的根基。”

二十年前，桑德奎斯特团队着手研究病毒锥形衣壳的组装机制，最初只是出于对分子结构之美的好奇。但这份纯粹的基础探索，最终催生了长效 HIV 预防新药。当前全球每年仍有 130 万人新增 HIV 感染，来那卡帕韦的普及，有望大幅削减感染病例。

一个少年科学梦的起点

埃默尔在新泽西州李堡长大，那里紧邻乔治·华盛顿大桥，与纽约隔河相望。每年圣诞节，父母总会想方设法买下他想要的显微镜、化学实验套装、望远镜。20世纪60年代末，电视系列片《雅克·库斯托的海底世界》深深影响了他，他决定申请拥有强大海洋学专业的大学。1972年，他进入罗德岛大学攻读生物学。

在有机会搭乘研究船驶入大西洋后，他很快意识到，当时开展的海洋研究并没有电视里描绘得那样令人兴奋。大三那年，一门遗传学课程和微生物学实验课让他领略到了遗传学的强大力量。他申请了哈佛大学微生物学与分子遗传学系的研究生项目，那四年是他人生中最激动人心的岁月。“那是一个还没有互联网和个人电脑的时代，”他回忆道，“我沉醉于自己的研究，也着迷于那些令人振奋的发现。”

在“失败”中诞生的突破

1980年，埃默尔申请了加州大学伯克利分校兰迪·谢克曼实验室的博士后职位，研究领域从大肠杆菌扩展到了酵母。起初，他在谢克曼实验室开展的项目并不成功。“然而，我并未因此气馁，反而加倍努力，并重新回顾了攻读研究生期间所学。”短短几周内，他成功在酵母中开发出几种有用的基因融合方法。

一年后，加州理工学院向他伸出了橄榄枝。他设计了一种基于基因融合的遗传学策略，用来识别酵母中编码构建液泡所需细胞机器的基因。短短几年内，他们成功鉴定出33个基因的突变，命名为VPS（液泡蛋白分拣）。与此同时，俄勒冈大学汤姆·史蒂文斯的实验室也独立分离出类似的酵母突变体。两组研究共同鉴定出超过40个VPS基因。

“当时我们无法预判这些基因研究会走向何处，但团队持续解析VPS编码蛋白的生化功能。” 埃默尔介绍，相关研究持续支撑实验室近四十年，也为ESCRT复合体的发现奠定核心基础。

ESCRT：细胞的“守门人”

ESCRT全称内体蛋白分选转运复合体，发音近似 “escort”，这组蛋白复合物能够重塑细胞膜结构，促使局部膜结构向细胞质内侧凹陷，支撑细胞多项核心生理活动：分选转运生物分子、清除细胞代谢废物，同时调控细胞分裂、神经元重塑、免疫应答等关键过程。

一旦ESCRT功能异常，会引发细胞增殖失控，诱发肿瘤、癌症以及帕金森病、阿尔茨海默病等各类神经退行性疾病。包括HIV在内的多种病毒，还会劫持ESCRT机制完成宿主细胞逃逸。埃默尔团队在酵母中鉴定出十余种ESCRT蛋白，完整阐明其脂质磷酸化识别、货物分拣、膜重塑的作用机制。

埃默尔表示：“基于我们与全球同行的研究成果，目前已有多条新药研发管线，有望为部分癌症、神经退行性疾病提供全新治疗方案。”

四十年的学术足迹

埃默尔先后任教于加州理工学院、加州大学圣地亚哥分校，2007 年入职康奈尔大学，担任威尔细胞与分子生物学研究所首任所长，同时当选美国国家科学院、美国文理科学院、美国微生物学科学院院士。

埃默尔斩获多项国际权威学术奖项：

2021年，获邵逸夫生命科学与医学奖；

2022年，在美国生物化学与分子生物学学会ESCRT生物学会议上被授予终身成就奖，是业内公认的该领域奠基人；

2024 年，斩获路易莎・格罗斯・霍维茨奖。

细胞不是“汤”，是“丛林”

在布兰威恩的研究问世前，学界普遍认为细胞内部结构依靠生物膜划分边界，如同独立的肥皂泡。2009 年，他与海曼发表于《Science》的论文颠覆了这一认知：细胞内大量功能结构更像悬浮的雨滴，生物分子依靠相分离自发凝聚，形成无膜包裹的液态凝聚体。

相分离是生活中常见现象：油水互不相溶、水蒸气遇冷凝结成水珠，都属于这一物理过程，但从未有人将其与细胞运转机制关联。布兰威恩的突破性贡献，是证实蛋白质、RNA 等生物大分子能在胞内凝聚成独立液滴，和周边水环境自然区隔。

卡内基梅隆大学机械工程教授菲尔·勒杜克打了个比方：普通人可能把细胞想象成一碗汤，里面漂着几根面条，“但它实际上更像是一片丛林”。尽管细胞内部环境极其拥挤，细胞仍能通过相分离等机制高效运转。勒杜克评价，布兰威恩开辟了极具影响力的全新研究方向，以极高的创造力重塑了整个领域的思考框架。

一条“不按常理出牌”的路

布兰威恩的成长之路，本身就是一个关于“跨界的勇气”的故事。

他在波士顿地区一个工人阶层家庭长大，家人中有“水管工、油漆工、电工和护士”，他是家中第一代大学生。进入卡内基梅隆大学后，他最初对心理学、西班牙语和生物学都有些模糊的兴趣，并不知道自己最终会走向工程领域。大一时，他选修“材料导论”仅仅因为高中时与一位麻省理工学院材料专业的研究生有过一次有趣的谈话——结果很快被这个学科吸引。

即便主修材料科学与工程，他仍辅修物理学，并在大二时进入生物学实验室工作，随后又休学一年到哈佛大学实验室继续钻研细胞。起初，材料科学与工程的课程似乎与他所做的生物学研究毫无关联。但从许多方面来看，他的职业生涯始终致力于弥合这两个学科的鸿沟——而“这一切都始于卡内基梅隆大学”。

2007年，布兰威恩从哈佛大学获得应用物理学博士学位，随后进入马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所海曼的实验室做博士后。正是在那里，他和海曼做出了那个改变细胞生物学的发现。

2011年，他加入普林斯顿大学化学与生物工程系。彼时，那篇2009年的论文被引用次数还不到10次。但他和同事们持续产出研究成果，逐步扩展最初的发现。慢慢地，一个学术共同体开始注意到这个新领域并加入其中。如今学界证实，液 – 液相分离调控蛋白质组装、基因表达、免疫应答、细胞增殖，其异常失衡会诱发癌症等多种疾病。

从基础理论走向临床精准治疗

突破奖公告指出，布兰威恩的发现“未来有望应用于临床，包括治疗渐冻症等神经退行性疾病”。

学界将相分离紊乱与阿尔茨海默病、渐冻症挂钩；

相关机制被证实深度参与基因调控。

在顶科论坛主旨报告中，布兰威恩用生动比喻阐释自己的研究：细胞并非教科书里刻板的机械模型，而是一套持续动态、可自主组装的液态分子系统。蛋白质等大分子能在数秒内聚合成纳米至微米级液滴，完成生理功能后快速消散。

他展示了团队的多项创新工具——在指定基因组位点10秒内生成液滴；通过测量液滴收缩时产生的“毛细力”，首次在活细胞水平量化染色质弹性；利用深度学习分析核仁形态变化，仅用显微图像即可预测药物EC50。更重要的是，他的团队已基于这些平台发现可逆转核仁过度激活的小分子，并在动物模型中显示抑瘤效果，相关药物已进入临床前评价。他强调，未来5到10年，“相分离药物”有望成为精准治疗的新方向。

“跌宕起伏的人生”

2025世界顶尖科学家论坛期间，卡罗教授接受了《人民日报》等国内媒体专访，相关报道登上刊物周日版头版，短短数日阅读量突破 200 万。

是什么故事如此打动人心？

卡罗教授平静地讲述了自己的人生：德意志民主共和国（东德）解体后，他所在的德意志民主共和国科学院被关闭，他第一次失业。他尝试创办一家研发合成沸石吸附剂与催化剂的企业，试图从头再来，最终公司宣告破产。后来当地重建应用化学研究所，可研究所因资金难以为继再度关停，他第二次失去工作。后续组建的应用催化研究所扎根柏林后，受西德科研体系资源倾斜、经费竞争挤压等多重限制，难以持续运营，团队只得整体迁往罗斯托克……

最终，他在汉诺威莱布尼茨大学找到了一个新的、长达20年的永久科研归宿。

这段经历没有悲情，只有平静的叙述。但正是这份平静，让无数读者看到了科学家的另一种品质——不是天赋异禀，而是屡败屡战。

从纳米孔道到节能未来

2020届埃尼环境先进技术奖（2021年10月举办颁奖仪式），卡罗与他的博士导师Jörg Kärger共同斩获这项荣誉，奖金高达20万欧元。该奖项被誉为“能源与环境研究领域的诺贝尔奖”，表彰他们在“纳米多孔材料中的传质：面向先进环境解决方案的范式转变与技术开发利用”方面的开创性工作。

卡罗的研究聚焦于沸石分子筛、膜材料和催化剂。他开发的新型膜材料能够实现节能气体分离和催化膜反应器的工艺强化，对氢能、二氧化碳捕集和可持续化工具有重要意义。他累计发表数百篇学术论文，拥有数十项授权专利，h指数（h-index）长期保持在80以上。2013年，他获得国际沸石协会Breck奖；2016年当选萨克森科学院通讯院士，同时他也是德国科学院院士、曾任德国催化协会主席。

在2025 世界顶尖科学家论坛・物质科学大会致辞中，卡罗教授表示：“物质科学将推动发展高效、无害、可循环利用的新型材料，在满足日常生活与生产能源需求的同时，将有效遏制环境污染、避免生产资料无端浪费。”让科学知识走出实验室，服务于工业实践，是推动社会向生态可持续模式转型的强大动力。

从汉诺威到中国

卡罗与中国科学界的联系远比许多人想象的要深。2018年至2023年，他同时在德国汉诺威莱布尼茨大学和中国广州的华南理工大学担任全职教授。五年间，他培养了中国博士生，与中国团队合作发表多篇高水平论文，并多次往返于中德之间。

谈及在中国的工作体验，卡罗十分欣赏国内浓厚的科研氛围，他认为中国青年学者思维活跃，敢于提出问题，也乐于探索跨学科领域。在广州任教的几年里，当地的饮食与文化也深深吸引了他。即便常年往返中德两地，他依旧保持着一个习惯：每到周末便返回柏林陪伴家人。

2025 年的上海临港之行是他首次参加世界顶尖科学家论坛。他不仅作了主旨报告，还主动参加了多场青年科学家对话。当有中国博士生向他请教如何看待实验失败时，他结合自身数十年科研经历分享感悟：科研生涯本就伴随着一次次失败，重要的是跌倒后能够坦然重整状态，继续前行。

一个复杂而真实的科学家

2003年的一次访谈中，卡罗曾被问及“家人和朋友会如何评价你”。他的回答令人莞尔：“评价五花八门：有人说我‘随性’，有人说‘他很会倾听’；有人说‘有耐心’，也有人说‘冲动’；有人说‘诚实’，也有人说‘太客气’；有人说‘爱运动’，也有人说‘懒惰’。”这份自我剖析，展现了一个真实、立体、不拘一格的灵魂。

他喜欢在哥特式教堂的氛围中聆听巴赫，喜欢读侦探小说，喜欢探索废弃银矿。如果没成为科学家，他会想做一名医生，“因为这份职业完美融合了科学知识、人际交往和利他精神”。他最钦佩的科学家是莱布尼茨——“最后一批博学多才的通才学者之一”。

这份跨越学科的好奇心，也体现在他的科研哲学中。他说：“当我参加那些与我当前领域虽不完全相同、但又相去不远的学术会议时，最好的灵感便会在脑海中闪现。”

一位“材料设计师”的跨界之路

材料是人类文明的基石。小到手机、电动汽车，大到清洁能源、可持续制造产业，每一项新技术的突破，几乎都依托于材料性能的革新。而马修・罗塞因斯基，正是一位在原子尺度上 “设计” 新材料的顶尖科学家。

罗塞因斯基毕业于牛津大学，先后取得化学学士与博士学位，博士毕业后前往贝尔实验室开展博士后研究。1992 年，他重返牛津大学任教，1999 年正式受聘为利物浦大学无机化学教授，自此扎根材料化学领域，深耕二十余年。

一路走来，他收获了多项国际重磅荣誉：

不过，比起琳琅满目的头衔，罗塞因斯基最受人瞩目的成就，是用数字工具彻底改变了传统的材料发现模式。

“材料发现没有灵丹妙药”

如果你问马修·罗塞因斯基，什么是材料科学最迷人的地方，他会告诉你：控制原子和分子的排列，赋予材料全新的功能——这是人类科学最根本的挑战之一。

他认为，这个挑战不会有某个单一的“神奇解决方案”，因为它既涉及原子尺度上的本征性质，也涉及通过加工来改变这些性质。正因如此，他坚信整个研究界必须融合化学、物理和计算方法，逐步建立起一套“解决方案工具箱”。

这正是罗塞因斯基过去二十余年所致力于的方向。他的研究横跨基础化学与凝聚态物理，专注于理解并改进材料在能源储存与发电、通信、催化等领域的应用性能。他坦言：“新材料探索的核心挑战，在于预测哪些原子组合足够稳定，能够被分离出来并制备成材料。”而他和他的团队，正是用数字化工具一步步攻克这一难关。

从“典型的一天”到非典型的突破

在利物浦大学化学系，罗塞因斯基领导着一支多学科团队，成员包括博士后、研究生以及来自联合利华、庄信万丰、Ceres Power、NSG皮尔金顿等产业伙伴的合作者。当被问及实验室里“典型的一天”时，他幽默地描述道：“我不确定是否存在所谓的‘典型一天’。不过，组内成员围绕新数据进行深入讨论、与合作者保持交流，以及努力想办法修复那些总是在最不方便的时候出故障的关键设备，似乎都是经常出现的情景。”

正是这些日复一日的对话与故障修复，催生了一系列重大突破。他团队开发了新型计算技术，将其与实验工作相结合，从而加速识别具有增强性能的新材料。例如，他们成功设计出一种在室温下兼具铁磁性和电极化特性的材料——这不仅是基础科学的重大挑战，也对新型信息处理和存储技术的发展具有深远意义。

近年来，罗塞因斯基更进一步，将基于物理模型的计算方法与基于实验数据的机器学习相融合，开创了一种“数字化驱动的材料发现”新范式。这种方法能够通过计算预测稳定的化学组成，随后在实验室中完成合成验证。“我们能够在实验室中制造出超越现有任何先例的卓越材料。”他说道。

英国皇家学会皇家奖章

2025 年，罗塞因斯基的科研成果再度获得业界最高认可。他因 “在材料设计与发现领域做出开创性贡献，重新定义了合成创造功能材料的思路，并依托数字工具革新研发模式”，荣获英国皇家学会物理科学皇家奖章。该奖章于 1825 年设立，1826 年首次颁奖，历史上弗朗西斯・克里克、弗雷德里克・桑格等一众科学巨匠都曾获此殊荣。

在得知获奖消息时，罗塞因斯基表示：“该奖项体现了材料化学以及更广泛的凝聚态科学在我们日常生活中发挥的巨大作用。”他特别感谢过去二十五年来所有给予他支持的个人与机构，尤其是利物浦大学的多学科团队、各大产业合作伙伴，以及 EPSRC、利弗休姆信托基金等资助机构。这些支持对于利物浦大学材料创新工厂在人工智能驱动的材料设计与发现领域的发展至关重要。

能源材料的数字化未来

罗塞因斯基的研究始终紧扣时代命题：人口增长、气候变化、可持续能源发展。他坚信，依靠数字化手段设计、发掘新材料，是破解全球性难题的关键路径。

他的团队在能源材料领域硕果累累：依托数字化技术完成新型材料结构的实验制备；结合结构预测与机器学习，研发出综合性能优异的全新材料；合成含三种不同功能阴离子的固体材料，实现对热传导性能的精准调控。这些成果，不仅加深了人类对物质世界的认知，也为新一代电池、燃料电池、工业催化剂的研发开辟了新方向。

在 2025 世界顶尖科学家论坛青年科学家大会上，罗塞因斯基围绕数字工具赋能能源材料创新这一方向分享前沿研究成果。他强调，要善用各类技术手段，深挖材料化学与物理的内在规律，携手打造可持续发展的未来。真诚的分享赢得了全场阵阵掌声，也让世界各地的青年科研者感受到跨学科研究的魅力。

面对年轻后辈的请教，罗塞因斯基没有空泛的说教，而是结合实验室经历给出建议。他笑言，抢修故障设备的过程，往往比一帆风顺的实验更锻炼思维。材料探索本就没有一蹴而就的捷径，整个行业需要融合多领域知识，慢慢积累、搭建完整的研究体系。

“不要畏惧走出舒适区，也不要害怕失败。多交流、多合作，认真解决每一个眼前的难题，答案往往就藏在其中。”

从“沙漠的孩子”到突破奖得主

“从我有记忆起，我就想成为一名科学家。”回顾自己的科学生涯，唐·克利夫兰说道。2018年，他因“阐明一种遗传性肌萎缩侧索硬化症的分子发病机制，并在ALS与亨廷顿病动物模型中建立反义寡核苷酸疗法”而荣获生命科学突破奖，奖金达300万美元，该奖有“科学界的奥斯卡奖”之誉。

如今，他已是美国国家科学院、美国医学研究院、美国艺术与科学院、美国微生物科学院以及美国科学促进会的多院院士，发表论文超过550篇，被同行引用超过75,000次。然而在谈及科研之路的关键词时，克利夫兰给出的答案颇为“老派”。

“生物学和医学领域，聪明固然是好事，但它既不是成功的必要条件，也不是充分条件；擅长做实验也很好，但同样既非必要也非充分条件。”他对我们说，“成功唯一必需的特质，是毅力。”

这是一个从沙漠走出的科学家用一生验证的答案。正是这份坚持，让他后来在那个几乎无人看好的领域——用定制DNA药物治疗神经系统疾病——打开了局面。

ALS协会的“孤注一掷”

渐冻症，学名肌萎缩侧索硬化，英文缩写ALS。肌肉逐渐萎缩、无力，从健步如飞到无法张嘴说话，直至瘫痪，仿佛身体被逐渐冻住。十多年前的“冰桶挑战”让全球认识了这种可怕的疾病，它几乎与“绝症”划上了等号。

唐·克利夫兰，正是那个正一点点擦掉这个“等号”的人。

他将自己的研究之路形象地概括为：“确定哪些基因是致病因素或对疾病发展有推动作用，如果能降低其活性，就有可能找到治疗疾病的有效方法。”基于这一“底层逻辑”，他投身反义寡核苷酸疗法——把定制DNA药物广泛输送到人体神经系统中，抑制致病基因的活性。

然而，这项研究在起步时几乎无人看好。“当时业界普遍对此方法能否奏效持深度怀疑态度。”克利夫兰回忆道。是ALS协会在2004年率先提供了资助，“在几乎无人相信‘神经系统中的基因沉默技术’能够成功时，仍然给予了资金支持”。正是这笔“孤注一掷”的种子资金，让这项被断言“注定会失败”的研究得以落地。

如今，反义寡核苷酸疗法已经从ALS扩展到脊髓性肌萎缩症、亨廷顿病和阿尔茨海默病等疾病的临床试验，并已成功获批用于治疗儿童神经退行性疾病脊髓性肌萎缩症。这类患儿原本大多会在出生一两年内因致命性瘫痪离世，而接受该疗法治疗后，他们中年纪最大的已有七岁，且能够正常行走。

2%的突破，属于98%的希望

2023年4月，由克利夫兰团队参与研发的反义寡核苷酸药物“托夫生注射液”（Tofersen）获美国食品药品监管局批准上市，次年9月在中国获批。这是全球首个且唯一“对因治疗”的渐冻症药物，可从源头上减轻运动神经元损伤。

“攻克ALS的最大挑战，在于弄清问题究竟出在哪里。”尽管托夫生注射液目前仅适用于SOD1突变型ALS患者，该类患者占全球患者的2%。但这一阶段性突破，也为剩余98%的患者点亮了希望。

克利夫兰透露，现在已经有极具前景的靶点正在进行测试，“我们需要的只是时间。”

他特别提到，来上海参加2025世界顶尖科学家论坛之前，他刚去布达佩斯参加了一个ASO疗法研究的会议，约有1000人参加，还有约100家公司到场。“我相信，5年后再看现在的成果，就会觉得落后了，到时一定会有更好的疗法出现。”他充满信心地说。

“蔡磊这样的斗士激励了我”

克利夫兰不仅是一位杰出的科学家，也深为那些与疾病抗争的勇士所感动。当被问及“渐冻症斗士”蔡磊时，他眼中的敬意溢于言表：“我见过蔡磊两次，他非常了不起。”

2024年8月，蔡磊科研团队正式聘请克利夫兰担任科研顾问，希望借助国际合作推动ALS研究取得突破。在克利夫兰看来，尽管身体功能持续衰退，蔡磊仍以惊人的毅力带领团队坚持科研、拓展合作。“在绝症面前依旧保持勇敢、乐观与热情，这非常鼓舞人心，更是我们前进的动力。”

克利夫兰不仅见过蔡磊，还给他留下了一张便条，“我称赞他的勇气——即便身患重病，仍坚持开展相关活动；也赞赏他通过社交媒体讲述这些经历。”

不随浪潮，目光向东

在当前人工智能席卷一切的浪潮中，克利夫兰保持着一位传统科学家的清醒。“几乎所有人都在说AI会改变一切，但我对此持保留态度。药物测试必须给科研足够的时间。”

这位年逾古稀的科学家，至今仍活跃在实验室第一线。他数十年致力于为神经退行性疾病寻找有效疗法，毕生目标是从治愈一个人，到十个人，再到一万人。

谈及科学的未来，克利夫兰对中国科研力量给予高度评价：“未来科学发展的领导者很可能是中国。”他与蔡磊团队合作时，对中国同行的创造力印象深刻：“他们提出的改进思路，也许比我们最早开发的药物更出色。”

“我与几位中国科学家保持着长期合作，其中一位曾与我共事20年，如今已在西湖大学任职。”克利夫兰的话，折射出中美科学交流的韧性与活力。

“踢不好足球，才成了科学家”

尚卡尔爵士从不掩饰自己少年时代的真实梦想——成为利物浦队的职业球员。

“我在利物浦附近一个叫朗科恩的地方长大。小时候，只要不在家，我就在外面踢足球，后来还当过校队队长。直到大约17岁时，我才放弃了这个梦想。”膝盖的一次拉伤，让他的足球梦戛然而止。

但幸运的是，科学界多了一位改变世界的化学家。“我不认为我做的是工作，和大多数科学家一样，我做这件事，是因为好奇心以及探索的渴望在驱动着我。我一直想弄清楚事物是如何运作的——无论是机器、设备，还是周围的世界。”

从黑板到酒吧：一项改变世界的发明

尚卡尔爵士与大卫·克莱纳曼爵士共同发明的Solexa测序技术——也就是今天的Illumina新一代DNA测序技术（NGS），被公认为21世纪生命科学领域最重要的突破之一。

这项技术的威力有多惊人？

目前，已有超过一百万个人类基因组被测序，动物、植物、细菌、病毒的基因组测序也在同步推进。如果没有这项技术，人类对癌症、罕见遗传病、传染病的理解以及疫苗开发的速度，都会缓慢得多。

新冠疫情大流行期间，正是NGS技术让科学家迅速读取并共享了新冠病毒的遗传密码，实时监测变异株的传播。

而这一切的起点，听起来却颇有些非典型。

1997年8月，英国剑桥的潘顿酒吧。尚卡尔与克莱纳曼在实验中遇到难题，索性走出实验室，边喝啤酒边讨论DNA聚合酶实验。正是在那种放松而自由的氛围里，他们碰撞出了Solexa测序的思想火花。

“我觉得酒吧是放松和自由交流的地方，”尚卡尔爵士说，“科学家需要花大量时间思考实验和数据，但有时候短暂跳出来、换个角度看问题，反而能碰出灵感。”

失败是最好的老师

尚卡尔爵士至今保留着当年与克莱纳曼合作的那份研究提案。“从提案中无法预见最终成果，但它却催生了一种已实现商业化、并正在改变世界的方法。”

他经常告诉博士生和研究人员：你们在实验室尝试的许多事情都会“失败”。“但如果你从不失败，说明你还不够努力。成功的秘诀就是尽快失败，真正走上正确的道路，往往就是从失败开始。”

在他看来，科学研究本质上是不可预测的。研究者应该仔细选择一个重要且有趣的问题，然后深入挖掘。“通常，从一个想法发展到建立重要的知识体系和认知，往往需要很多年。具有变革性创新机遇往往出人意料，而短视的研究文化可能会让这些机遇付诸东流。”

他呼吁科研资助方以更长期的视角评估进展——他希望能将面向年轻研究者的项目资助延伸至十年期。

核酸化学的“三重奏”

尚卡尔爵士的研究远不止测序技术。他的整体贡献涵盖了基础化学及其在生物和医学科学中的应用。

他的研究领域围绕核酸的化学、结构与功能，主要分为三条主线：

“每一次探索都始于化学，并逐渐走向生物学和医学，”他在孟德尔讲座中这样总结。

“这个科学家不太冷”

厚实的眼镜片、花白寸头、磨得发亮的绿色双肩包，走路带风。但学生们对他的评价却是——“温暖”“有趣”“充满好奇心”。

尚卡尔爵士的人生充满了“跨界”色彩：出生在印度，一岁时随父母迁到英国；就读一所从未有人考入剑桥的普通公立学校，却以优异成绩考入剑桥；读大学时当过DJ，在酒吧专攻嘻哈音乐；申请博士前甚至考虑和朋友去美国开连锁酒吧；功成名就后迷上了收藏葡萄酒，自称“慢工出细活的厨师”；还喜欢长跑，跑过超级马拉松。“我想我永远不会停止做科学家，至少思考科学这件事不会，”他说，“每一瓶酒都有一个故事……”

这样一位“不太冷”的科学家，其荣誉簿同样令人惊叹：2017年因对科学和医学的贡献获女王授勋爵士头衔；2018年获英国皇家学会皇家奖章；2021年与大卫·克莱纳曼爵士共同获得千禧技术奖；2022年与克莱纳曼、帕斯卡尔·梅耶共同获得生命科学突破奖；2023年当选美国国家科学院国际院士；2024年获得有“诺贝尔风向标”之称的加拿大盖尔德纳国际奖。

然而对于这些顶尖荣誉，他保持着罕见的冷静：“奖项是荣誉，如果它来了，那是极大的荣幸。但科学奖项最大的意义，是让社会大众看见科学、看见基础科学、看见典型的科学成果。”他始终相信，从事科学研究并不是为了赢得奖项，“科学本身，就已经为每一位科研工作者准备了属于他们的‘奖赏’。如果有机会让我们的研究为社会带来哪怕一点点贡献，那将是我们最大的满足。”

数学圣殿的征途

拉福格1966年生于巴黎南郊。少年时代便展露天赋，连续两年在国际数学奥赛中摘得银牌。1986年进入巴黎高师，此后沿着法国最精英的数学路径一路向上。

2002年，35岁的拉福格登上了这个行业的最高领奖台——菲尔兹奖。他证明了函数域上一般线性群GLr的朗兰兹对应。用同行的话说：“德林费尔德的证明已经极其困难，而拉福格的证明更是一项壮举，长达数百页。”

朗兰兹纲领被称作“数学的大一统理论”，试图连接数论与调和分析。拉福格不仅完成了关键突破，还接续了德利涅、德林费尔德两位菲尔兹奖得主的工作——这顶桂冠，他当之无愧。

然而人们很快发现，这位年轻的菲尔兹奖得主，并不打算只待在象牙塔里。

一场孤独的“起义”

得奖后的拉福格做了一件让很多人意外的事：他开始激烈地批评法国的中小学教育。

起因是一份请愿书——希腊语和拉丁语正从课程中被大幅削减。“拉丁语和希腊语仅仅是冰山一角，法语教学本身也已岌岌可危。”他大量阅读教育著作，发现法国学校与自己童年时已完全不同。

2005年，法国总统希拉克提名他进入国家高等教育委员会。然而仅仅一天后，他就被迫辞职。原因是他写了一封措辞尖锐的质询信：委员会究竟是打算继续依赖那批已经把学校拖入灾难的“专家”，还是真正愿意挽救教育？

在他看来，学生是整个体系崩坏的首要受害者，而教师同样深受其害。他坚持认为，孩子必须真正理解四则运算，而不是依赖计算器。“学生习得的运算，会成为滋养心灵的养分；而被机器替代的运算，无法唤醒任何潜能。”

这番话在当时引发了巨大争议，但他毫不退缩。

被遗忘六十年的拓扑斯，华为接住了它

很少有人能预料到拉福格的下一步——他成了一名“拓扑斯理论”的热情布道者。

拓扑斯理论由20世纪最伟大的数学家之一格罗滕迪克在60年前创立，被格罗滕迪克本人寄予厚望，却在学术界长期遭受冷漠甚至敌意。拉福格在一次访谈中说：“格罗滕迪克用数百页解释拓扑斯的重要性，但学术界没有任何反应。这对我来说是一个完全令人震惊的故事。”

让他更意外的是，学术界的冷遇与业界的热情形成了鲜明对比。

“我在工程师群体中——具体来说是在华为公司法国分公司——找到了更加有利的倾听者。”2021年，拉福格正式加入华为巴黎研究所。工程师们认为，拓扑斯理论极有可能成为人工智能的数学基础——它能提供深度学习无法企及的可解释性和形式化逻辑。

在华为，他终于有了一个可以安心推动这项“60年前就已诞生、却无人敢深入触碰”的理论的环境。

跨越大半生的中国缘分

拉福格与中国有着不解之缘。2002年，正是在北京的国际数学家大会上，他接过菲尔兹奖。自此以后，他的身影频频出现在中国大地。

2025年10月，拉福格访问北京外国语大学，作题为“数学——一场国际主义的体验”学术讲座。

在南开大学举办“陈省身讲座”上，拉福格作题为 “点是什么？空间是什么？” 的报告。他提出一个新颖的视角：一个实数，其实可以看作一套关于“某个数是否落在某个区间内”的逻辑自洽的问答系统。

因对中国数学人才培养及科研事业的突出贡献，拉福格于2025年荣获中国政府友谊奖。