科技日報記者?張夢然

天體物理學、納米科學、神經科學，可以分別用極大、極小和極復雜來形容。在很多人理念中，這些基礎科學距離人們日常生活十分遙遠。

但是，被科學界傳為佳話的慈善家弗萊德·科維理有一個深深的信仰：基礎科學最終會為每個人更美好的生活指明方向。

科維理獎（The Kavli Prize）由美國科維理基金會、挪威科學與文學院和挪威國家教育與研究部共同設立，每隔兩年頒發一次，用來獎勵天體物理、納米科學、神經科學領域頂尖科學家。該獎項在全世界相關領域有重要影響，通常也被稱為“諾獎風向標”。

據科維理獎官網報道，6月12日，挪威科學與文學院宣布了2024年科維理獎獲獎者名單。8位科學家因發現和描述太陽系外行星及其大氣層、將合成納米材料整合用于生物醫學，以及對大腦中專門用于人臉識別區域進行定位等研究，拓寬了人類對極大、極小和極復雜事物的理解而獲獎，每個領域的獲獎者將分享100萬美元獎金。

挪威科學與文學院院長莉斯· 奧夫雷斯表示：“2024年科維理獎旨在表彰那些致力于推動世界進步的基礎科學研究的杰出研究人員。他們正在探索太陽系外的行星；他們將納米科學領域拓展到生物醫學領域；他們正在加深我們對人臉識別神經學基礎的理解。”

天體物理學：加速尋找地球以外生命

大衛·查博諾

薩拉·西格爾

天體物理學獎授予美國哈佛大學大衛·查博諾和麻省理工學院的薩拉·西格爾。他們開創了探測行星大氣中原子種類和測量其熱紅外輻射的方法，為尋找巨行星和巖石行星周圍大氣的分子指紋奠定了基礎。他們的貢獻是過去20年探索無數系外行星取得巨大進展的關鍵，拓寬了人們對“極大”尺度的認識。

大衛·查博諾帶領團隊利用凌日法發現了一顆巨型系外行星（HD 209458b）。他和團隊對巨型系外行星的大氣層進行首次研究，并利用過濾后的星光和行星本身的紅外輻射測量了分子光譜。

薩拉·西格爾是行星大氣理論研究的先驅，她預測凌日法可用于測量系外行星大氣中的原子和分子特征，這對于識別生物標記物（生命跡象）至關重要。

納米科學：促進納米生物醫學進步

羅伯特·S·蘭格

阿曼德·保羅·阿里維薩托斯

查德·A·米爾金

納米科學獎授予美國科赫綜合癌癥研究所的羅伯特·S·蘭格、芝加哥大學的阿曼德·保羅·阿里維薩托斯和西北大學的查德·A·米爾金。他們通過展示納米材料工程如何推動生物醫學研究和應用，徹底改變了納米醫學領域。他們的發現為治療學、疫苗、生物成像和診斷學的發展作出了基礎性貢獻，推動了人們對“極小”領域的理解。

羅伯特·S·蘭格是第一個開發納米工程材料的人，這種材料可控制藥物分子釋放或進行有規律地流動。這對一系列疾病的治療產生了巨大的影響，例如侵襲性腦癌、前列腺癌和精神分裂癥。他的工作還在mRNA疫苗開發中發揮了重要作用。

阿曼德·保羅·阿里維薩托斯證明了半導體納米晶體或量子點可用作生物成像中的多色探針。現在，半導體納米晶體已成為活細胞跟蹤、標記和體內成像領域中廣泛使用的工具。

查德·A·米爾金使用金納米粒子作為核心，以放射狀分布的DNA或RNA鏈云作為外殼，設計出球形核酸（SNA）。這一發現促成了快速、自動化的即時醫療診斷系統的開發。

神經科學：理解腦內面部識別系統

南希·坎維舍爾

溫里希·弗賴瓦爾德

曹穎

神經科學獎授予美國麻省理工學院的南希·坎維舍爾、洛克菲勒大學的溫里希·弗賴瓦爾德和加州大學伯克利分校的曹穎，以表彰他們發現了大腦內識別人臉的系統。他們的發現提供了神經組織的基本原理，為進一步研究視覺信息處理如何與認知功能結合奠定了基礎，促進了人們對“極復雜”學科的掌握。

南希·坎維舍爾是第一個證明人類大腦皮層中有一個專門用于識別人臉的區域的人，這個區域被稱為梭狀回面部區域。她利用功能性磁共振成像發現了該區域位置的個體差異，并設計了一種分析技術來有效定位。

溫里希·弗賴瓦爾德和曹穎進一步闡述了坎維舍爾的研究成果。他們以獼猴為研究對象，繪制了6個不同的大腦區域，即“臉部貼片系統”，還展示了這些區域的功能專長及其連接方式。

曹穎的研究表明，通過一種特殊的代碼，單個細胞能夠通過收集面部特征信息來識別面部。例如，一些細胞對頭發的存在作出反應，另一些細胞對眼睛之間的距離作出反應。

弗賴瓦爾德則發現，大腦中一個被稱為顳極的獨立區域，可加速人們對熟悉面孔的識別，而且一些細胞會對熟悉面孔作出選擇性反應。

本文圖片來源：科維理獎官網