Science | 从人眼奥秘到算法革命，2024WLA Prize获奖者的探索之路

世界顶尖科学家协会奖（WLA Prize，简称“顶科协奖”）已由世界顶尖科学家协会（WLA）连续颁发三年，以表彰在科学与技术领域取得杰出成就的科学家。顶科协奖的独特之处在于，专注于那些在各自领域取得基础性突破，但尚未获得充分认可的科学家。  

WLA由一批诺贝尔奖得主及著名科学家于 2017 年成立，致力于打造全球科学成果的交流平台。它为科学家提供了一个分享思想、促进合作的论坛，并探讨科学与技术如何应对重大社会问题。WLA 的使命是促进全球科学与技术的发展，以造福人类，并推动全球顶尖科学家的对话，不受地域限制。  

为了建立全球顶级的科学大奖，WLA 于 2021 年在中国上海设立顶科协奖，并由红杉中国独家、永久性提供资金支持。红杉中国是全球领先的风险投资和私募股权机构，专注于科技、医疗健康及消费领域的投资，致力于推动科学进步及产业发展，以造福中国和全人类。顶科协奖设两个单项奖：“智能科学或数学奖”及“ 生命科学或医学奖”。每个奖项奖金为人民币 1000 万元（约 140 万美元）。截至目前，该奖项已授予来自五个不同国家的九位科学家。今年的顶科协奖得主为乔恩·克莱恩伯格（Jon Kleinberg）和杰瑞米·内森斯（Jeremy Nathans）。  

上世纪 90 年代初，乔恩·克莱恩伯格投身计算机科学领域。当时，互联网已存在约 20 年，但在这一时期，它才真正进入公众视野。“人们开始迅速共享信息，建立联系，互联网成为了一个充满自我表达和创造力的丰富领域。”克莱恩伯格说道。他目前是康奈尔大学计算机科学和信息科学系教授。  

互联网从一种独立技术发展成触及数亿、乃至数十亿人的全球网络。计算机科学家们开始提出一系列全新的问题，其中之一便是如何解读网上的信息。过去，人们寻找信息的挑战在于稀缺，而在 90 年代中期，这一挑战变成了信息过载。“信息量突然变得庞大，问题变成了如何管理这些信息，如何引导人们关注最重要、最相关的内容。”克莱恩伯格说道。  

与此同时，人们开始在网上建立社交联系、创建个人档案，并进行交流。理解互联网社交结构及其发展成为克莱恩伯格及其同行研究的另一项核心课题。  

随着决定用户如何获取信息及社交互动的算法变得日益强大，计算机科学家们开始思考这些技术对社会的广泛影响。算法如今介入人们生活的诸多关键领域，包括获取新知识、查找医学信息、形成政治观点、寻找工作机会等。然而，作为信息中介，算法的设计也带来了深远的社会影响。克莱恩伯格指出，开发这些系统时所做的选择，对社会产生了深远的连锁反应。  

如何在设计算法时考虑其潜在影响，正是克莱恩伯格长期以来研究的核心议题，这一卓越贡献也使他获得了 2024 年顶科协奖“智能科学或数学奖”。  

“我一直对计算机科学中涉及人类社会的问题充满兴趣。”他说，“我的研究能够获得这一群体的认可，对我而言是极大的荣誉。但我认为，这个奖项不仅仅是对我个人的认可，也是在强调计算机科学领域的社会意义。我希望它能引起更多关注，让更多人意识到算法在当今社会中所扮演的关键角色。”  

2024 年顶科协奖“智能科学或数学奖”于10月25日的颁奖典礼上由顶科协奖管理委员会主席、WLA执行理事长吴向东（左一），遴选委员会主席Michael I.Jordan（左中），WLA副主席、2013年诺贝尔化学奖获得者Michael Levitt（右一）向获奖者Jon Kleinberg（右中）颁发。

杰瑞米·内森斯从年少时起便投身生物医学研究。然而，真正让他痴迷于视觉系统的，是他在斯坦福大学攻读博士期间听到的两场关于视觉的讲座。这激起了他强烈的兴趣。彼时正值 80 年代早期，尚无互联网，但这并未阻止他求知的脚步——他立刻跑到图书馆，翻阅所有关于视觉的书籍和期刊。“我读得越多，就觉得越有趣。”内森斯回忆道。  

当时，生物医学科学正处于蓬勃发展阶段，这为内森斯的研究创造了绝佳的环境。“我恰好身处合适的时间、合适的地点，站在基因技术革命的中心。”  

视觉系统，尤其是眼睛，其精妙之美几个世纪以来一直令科学家们着迷。1859 年，查尔斯·达尔文在《物种起源》中曾将眼睛描述为“极致完美的器官”。如今，内森斯已是约翰·霍普金斯大学医学院分子生物学与遗传学、神经科学及眼科学教授，他表示，自己也同样为视觉系统的精妙所折服。“视觉系统是极其美丽的。”  

过去 45 年里，内森斯一直在研究基因在视觉系统发育、功能及疾病中的作用。“这项研究能帮助我们更深入地理解视觉系统的运作机制，并为视觉障碍患者开发新的治疗方法。”他说，“无论问题出在角膜、视网膜、大脑，还是视觉通路的其他部位，许多患者正面临严重的视力问题，而目前我们仍缺乏有效的治疗手段。”  

作为博士生及后来的独立研究者，内森斯长期致力于分离和分析眼睛感光蛋白的基因。在他刚开始研究时，科学界已知不同蛋白质负责感知不同类型的光：视杆细胞中的蛋白负责感知微光，而视锥细胞中的三种蛋白分别感知红光、绿光和蓝光。利用当时革命性的基因工程技术，内森斯成功分离出这些蛋白的基因，并以重组 DNA 分子的形式加以分析。在 1986 年发表于《科学》（Science）的一篇里程碑式论文中，他首次揭示了色盲的分子基础，展现了基因技术的巨大潜力。  

这一突破引发了全球对视网膜疾病遗传机制的广泛研究，包括视网膜色素变性和黄斑变性。研究人员开始将基因变异与视觉差异进行匹配。内森斯指出，研究这些基因突变为科学家提供了关键的视网膜生理学见解。“每当我们发现一种会导致疾病的基因突变，它就为我们提供了关于视网膜如何运作的宝贵信息——因为它向我们展示了当某个环节出错时会发生什么。”  

内森斯的研究奠定了针对遗传性视网膜疾病的基因治疗基础，而全球首个此类基因疗法已于 2018 年获得美国 FDA 批准。由于这些开创性的贡献，内森斯荣获 2024 顶科协奖“生命科学或医学奖”。“这个奖项不仅是对我个人的肯定，也体现了眼科遗传学在推动该领域发展方面的重要作用。”他说，“虽然我们仍在努力寻找更有效的治疗方案，但基因学方法已经极大地促进了对视网膜疾病机制的理解，而这正是实现有效治疗的关键一步。”

2024 顶科协奖“生命科学或医学奖”于10月25日的颁奖典礼上由顶科协奖管理委员会主席、WLA执行理事长吴向东（左一），遴选委员会主席、2013年诺贝尔生理学或医学奖获得者Randy Schekman（左中），WLA副主席、2013年度诺贝尔化学奖获得者Michael Levitt（右一）颁发给获奖者Jeremy Nathans（右中）。