2025年度邵逸夫奖揭晓：宇宙微波背景辐射涨落研究获奖！

北京时间5月27日，2025年度邵逸夫奖揭晓，其中天文学奖授予了约翰·理查德·邦德 (John Richard Bond) 和乔治·埃夫斯塔蒂奥 (George Efstathiou)，以表彰他们在宇宙学方面的开创性工作，尤其是他们对宇宙微波背景辐射涨落的研究。

邵逸夫奖于2002年由邵逸夫先生在夫人邵方逸华女士的全力支持和协助下成立，现由邵逸夫奖基金会管理及执行。自2004年开始，邵逸夫奖每年颁奖一次，以表彰在天文学、生命科学与医学、和数学科学三个科学领域作出卓越贡献的科学家。每个奖项包括证书，金牌及一百二十万美元奖金。

天文学奖

约翰・理察・邦德 (John Richard Bond)

加拿大理论天体物理研究所教授暨多伦多大学教授

乔治・艾夫斯塔希欧 (George Efstathiou)

英国剑桥大学天体物理学教授

2025 年邵逸夫天文学奖将平均授予约翰·理查德·邦德 (John Richard Bond) 和乔治·埃夫斯塔蒂奥 (George Efstathiou)，以表彰他们在宇宙学方面的开创性工作，尤其是他们对宇宙微波 背景辐射涨落的研究。他们的预测已得到了大量地面、气球和太空观测仪器的验证，从而精确测定出宇宙的年龄、几何结构和质能含量。

宇宙学在过去二十年间经历了一场革命，主要得益于对宇宙微波背景辐射（早期宇宙的遗迹）温度和偏振场涨落的角功率谱日益精确的测量，尤其是美国国家航空航天局的威尔琴森微波各向异性探测器（2001–2010）和欧洲太空总署的普朗克航天器（2009–2013）所作的贡献。这些涨落很小—背景辐射的强度在所有方向上大致相同，差异不超过0.01%，并且仅有轻微的偏振—但足以容许我们一窥宇宙极其年轻时的面貌，对许多基础物理学方面的属性进行检验，揭示暗物质和暗能量的本质，并测量了许多基本宇宙学参数，其精确度是几十年前的宇宙学家无法想像的。邦德和艾夫斯塔希欧与实验学家紧密合作。随着仪器日益精密，测量日益准确，将理论预测付诸检验，获取了对宇宙的深入了解。

为了描述宇宙微波背景辐射的微细结构，需要先建立一套理论架构，不少科学家对此作出了贡献，邦德和艾夫斯塔希欧强调了宇宙微波背景辐射作为宇宙学探测工具的重要性，并迈出了至关重要的一步，对特定模型中宇宙的历史及其质量和能量之组成所能揭示的属性进行了精确的预测。现代用于解释实验结果的数值程序几乎完全是基于邦德和艾夫斯塔希欧的物理学理论。后续的实验研究精准地验证了清晰而强有力的理论推测，这是天体物理学中罕见的案例。透过邦德和艾夫斯塔希欧的理论模型对这些实验的解析，揭示可观测宇宙的空间几何结构近乎平坦，并可以得出宇宙的年龄（精确度达到0.15%）、宇宙膨胀速率（精确度达到0.5%）、暗能量贡献宇宙临界密度的比例（精确度优于1%），等等。此外，这些测量结果还有力地制约了关于早期宇宙的理论，这些理论可能提供了所有我们今天所见宇宙结构最初的“种子”，同时也制约了主导宇宙质能含量的暗物质和暗能量的性质。

生命科学与医学奖

沃尔夫冈・鲍迈斯特 (Wolfgang Baumeister)

德国马克斯普朗克生物化学研究所荣休所长暨科学会员

2025 年邵逸夫生命科学与医学奖授予沃尔夫冈·鲍梅斯特（Wolfgang Baumeister），以表彰他对于冷冻电子断层成像技术 (cryo-ET) 的开创性研发和应用，该三维可视化成像技术使蛋白质、大分子复合物和细胞间隙等生物样本在自然细胞环境中的存在状态得以呈现。人体细胞拥有数十亿种蛋白质和其他生物成分，这些成分负责维持细胞乃至生物体的生命活动。蛋白质有时单独运作，有时与几个其他蛋白质伙伴协作，有时则在大型多蛋白质复合物中工作，而这些复合物更时常会与其他类型的生物分子（包括脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和脂质膜等）相互作用。科学家们已经列出了细胞中各个成分的详细清单。通常，这些生物实体的结构中每个原子及其在蛋白质或多蛋白质复合物中的位置，都是精确已知的。然而，对于绝大多数极具研究价值的重要生物实体，我们的认知完全来自于对其“孤立状态”的研究：这些蛋白质或多蛋白质复合物被纯化后，与其他细胞成分完全分离。但是，这些成分在细胞中既不能也不会单独发挥作用。生命的存在，须依赖生物成分之间恰当的相互作用与集体协同。此外，这些相互作用必须在充满数十亿其他生物成分的密集细胞环境中进行。鲍迈斯特的突破性成果是冷冻电子断层成像技术（cryo-ET），这是一种可以在自然完整细胞环境中研究蛋白质和分子机器的技术。在该成像技术中，生物样本在极低温度下被快速冷冻，以确保细胞或组织结构得以保存。接下来，在样本被缓慢旋转（倾斜）的过程中对样本进行连续拍摄，以获取编制三维结构所需的多个视角。这一革命性的成像技术突破非常重要，因为掌握细胞内大分子复合物的结构和位置对于理解它们在健康和疾病中的功能至关重要。鲍迈斯特凭着坚韧不拔的毅力和远见卓识克服了主要障碍。例如，冷冻电子断层成像要求从获取的大量数据中确定大分子最可能的身份和方向。这个过程非常耗时，并且需要有根据地进行猜测。为了解决这一难题，鲍迈斯特开发了模板比对技术，这是一种计算方法，能让研究人员在密集的细胞环境中定位并识别大分子复合物的位置和方向。模板比对的工作原理是将已知的结构模板与来自冷冻电子断层成像技术分析的数据进行比较。

模板比对技术的进步提高了冷冻电子断层成像的精确度和自动化程度。另一个主要局限是冷冻电子断层成像只能应用于极细小且超薄的样本，例如病毒、细菌和酵母菌。这一限制意味着，有关于在高等生物细胞和组织中自然发生的原生生物学所有重要且引人入胜的问题，都无法通过冷冻电子断层成像技术进行研究。在一项艰钜的壮举中，鲍迈斯特和他的团队成功完善了聚焦离子束铣削技术（FIB milling）的使用，此技术原属制造业术语。工厂使用被称为铣刀的旋转切削工具，对金属、塑料、木材和复合材料等各种材料进行塑造。当聚焦离子束铣削应用于冷冻电子断层成像时，便能把厚样本外侧的生物材料切掉，使剩余部分薄至可以进行冷冻电子断层成像分析。聚焦离子束铣削的发展彻底改变了这一领域，使原本无法触及的生物学现象变得易于研究。

数学奖

深谷贤治 (Kenji Fukaya)

中国北京雁栖湖应用数学研究院及清华大学丘成桐数学科学中心教授

2025年度邵逸夫数学科学奖授予深谷贤治 (Kenji Fukaya)，以表彰他在辛几何学领域的开创性工作，特别是预见到如今被称为深谷范畴的存在，该范畴由辛流形上的拉格朗日子流形组成。同时，他也领导了构建这一范畴的艰钜任务，并随后在辛拓扑、镜像对称和规范场论方面作出了突破性且影响深远的贡献。

在经典力学中，物理系统的时间演化被描述为由哈密顿函数所决定的相空间中的流。在1960年代，阿诺德提出了一系列猜想，旨在研究当哈密顿量具有时间週期性时，该流的週期解数量的下界。在现代数学中，相空间被推广为辛流形。一个精细的猜想则涉及辛流形上两个拉格朗日子流形的交点数量之下界。

在1980年代，基于无限维莫尔斯理论的思想，弗洛尔开创了拉格朗日弗洛尔理论，作为攻克阿诺德猜想的路径。在对辛流形和拉格朗日子流形作出某些假设的情况下，弗洛尔从一个非线性偏微分方程的解空间 (称为模空间) 中构建出弗洛尔同调，并将其应用于解决几个特殊情况下的阿诺德猜想。然而，若没有这些假设条件，模空间可能极为复杂且奇异，导致证明一般情况下的阿诺德猜想仍举步维艰。

深谷和他的合作伙伴吴、太田和小野一起建立并大大扩展了拉格朗日弗洛尔理论，这是他的主要成就之一。

大约在1993年，基于莫尔斯同伦的思想，深谷在复杂的模空间中发现了一种更高阶的代数结构，并提出一项宏伟构想：为任何辛流形赋予一个A-无穷范畴 — 如今被称为深谷范畴。

当时，要实现他的构想，仍欠缺大多数必要工具。主要困难之一在于如何处理模空间的奇异性。深谷引入并发展了仓西结构理论，先与小野合作，后与吴、太田和小野共同推进，建立了一种方法，将虚拟基本链附加到配备仓西结构的奇异空间上，并构建这些链的相交理论。他们又逐一克服了无数艰难挑战，此项成就堪称壮举。

深谷范畴除了具有内在美之外，还是辛拓朴中一种非常高效的工具。事实上，深谷和他的合作者们在特定拉格朗日子流形的不可移置性上取得崭新成果，并在某些辛流形的哈密顿微分同胚群上构造了新的拟同构。

深谷范畴之所以吸引众多不同领域杰出数学家的关注，其中一个重要原因在于康采维奇所提出的同调镜像对称猜想，该猜想被表述为卡拉比–丘流形的深谷范畴与其镜像流形上相关凝聚层的导出范畴之间的等价关係。深谷为镜像对称的发展作出了变革性的贡献，尤其是以提出了族弗洛尔同调最为卓着。

参考文献：

https://www.shawprize.org/