AlphaFold 人工智慧 (AI) 系統背後的研究人員贏得了今年的 300 萬美元突破獎之一，這是科學界最豐厚的獎項。倫敦 DeepMind 的 Demis Hassabis 和 John Jumper 因建立了預測地球上幾乎所有已知蛋白質 3D 結構的工具而獲得認可。
紐約市哥倫比亞大學的計算生物學家 Mohammed AlQuraishi 說：“很少有發現能如此戲劇性地改變一個領域，如此迅速地改變。”“它確實改變了結構生物學的實踐，包括計算和實驗方面。”
該獎項是 9 月 22 日宣佈的五個突破獎之一，這些獎項旨在表彰在生命科學、物理學和數學領域的成就。
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屢獲殊榮的 AI
AlphaFold 的種子源於 DeepMind 的 AlphaGo 的成功。這是 2016 年在首爾擊敗圍棋大師李世石的 AI。“那是遊戲 AI 的頂峰，但這絕不應該成為最終目的，”Hassabis 說。“我想構建 AI 來加速科學發現。”從首爾返回後的第二天，該團隊就將注意力轉向了蛋白質摺疊。
該系統在 2020 年 11 月引起轟動，當時它贏得了兩年一度的 CASP 競賽（蛋白質結構預測關鍵評估），擊敗了大約 100 個其他軟體程式。早期版本的 AlphaFold 在 2018 年也曾獲勝，但說服力不足，迫使團隊回到繪圖板。“對於機器學習，關鍵在於在架構（已知的基礎科學施加的約束）和資料之間找到適當的平衡，”Jumper 說。
自從 DeepMind 在 2021 年 7 月釋出 AlphaFold 的開源版本以來，超過 50 萬研究人員使用了該機器學習系統，產生了數千篇論文。今年 7 月，DeepMind 釋出了根據氨基酸序列預測的 2 億個蛋白質結構。到目前為止，這些資料已被用於解決從抗生素耐藥性到作物抗逆性等各種問題。
倫敦大學學院的計算生物學家 Christine Orengo 說：“這是一項重大突破，不僅因為他們開發了演算法，還因為他們使其可用並提供了所有這些結構。”她補充說，這項成就是在全球社群收集的大量蛋白質序列資料的基礎上實現的。
Hassabis 說，得知自己獲得了突破獎，他“驚呆了”，Jumper 說他“簡直不敢相信這是真的”。Hassabis 計劃將他的一部分獎金捐贈給旨在提高多樣性的教育專案，以及支援尼泊爾農村學校的倡議。
睡眠科學和細胞系統
另一個生命科學突破獎共同授予了日本筑波大學的睡眠科學家 Masashi Yanagisawa 和加利福尼亞州帕洛阿爾託市斯坦福大學的 Emmanuel Mignot，以表彰他們獨立發現嗜睡症是由大腦化學物質食慾素缺乏引起的。
哥本哈根大學的神經生理學家 Birgitte Rahbek Kornum 說，這兩位研究人員都是“該領域的巨頭”，他們使該疾病能夠被明確診斷。“嗜睡症嚴重影響生活質量，這讓患者確切地知道出了什麼問題，而不是被告知‘控制住自己並保持清醒’，”她說。這些發現還促成了目前正在進行臨床試驗的藥物療法的開發。
Yanagisawa 說，他對獲得該獎項感到“非常榮幸”，並計劃用這筆錢設立捐贈基金，為研究提供資金。“在日本，為年輕科學家進行探索性工作提供穩定的支援是有問題的，”他說，並指出他自己的發現之所以成為可能，僅僅是因為他可以自由地“進行‘釣魚式探險’，而不能保證成功”。
第三個生命科學獎由新澤西州普林斯頓大學的 Clifford Brangwynne 和德國德累斯頓馬克斯·普朗克分子細胞生物學和遺傳學研究所的 Anthony Hyman 共同獲得，以表彰他們發現了一種機制，細胞內容物可以透過分離成液滴來自組織。
量子先驅
今年的基礎物理學突破獎由量子資訊領域的四位創始人分享：劍橋市馬薩諸塞理工學院的 Peter Shor；英國牛津大學的 David Deutsch；紐約州約克鎮 IBM 的 Charles Bennett；以及魁北克省蒙特利爾大學的 Gilles Brassard。他們的研究為超安全通訊和可能在某些任務上超越標準機器的計算機的發展奠定了基礎。
Shor 說：“得知我獲得了該獎項，我真的很驚訝。”“其他人做了很多工作。”在 1990 年代，Shor 開發了第一個可能實用的量子演算法，該演算法有一天可以讓量子計算機快速將大數分解為質因數。這提高了破解用於保護當今大部分網際網路流量的加密程式碼的可能性，這些程式碼基於大質數。“這一重大成果證明，量子計算機不僅僅是另一種學術好奇，”牛津大學的量子物理學家 Nikita Gourianov 說。
數學突破獎授予康涅狄格州紐黑文市耶魯大學的數學家 Daniel Spielman。Spielman 因多項進步而獲得認可，包括開發用於過濾高畫質晰度電視廣播中噪聲的糾錯碼。
突破獎由俄羅斯-以色列億萬富翁 Yuri Milner 於 2012 年創立。現在由 Milner 和其他網際網路企業家贊助，包括 Meta（前身為 Facebook）的執行長馬克·扎克伯格。
本文經許可轉載，並於2022 年 9 月 22 日首次釋出。