10月31日,2022达摩院青橙奖获奖名单正式揭晓。两位复旦青年科学家获奖,他们分别是复旦大学上海数学中心的周杨、复旦大学附属肿瘤医院的江一舟。
青年学者,奋发有为!他们将与来自全国各地的其他13位“青橙学者”一起,收获每人100万元奖金及阿里巴巴全方位的学术支持。祝贺他们!也让我们一起,走近他们的学术世界。
周杨
单位:复旦大学上海数学中心
职务:青年研究员
研究方向:代数几何,枚举几何
获奖理由
他通过构造“纠缠的有理尾巴”,得到了拟映射不变量穿墙公式统一的几何证明。
科研成就
周杨最主要研究成果是在最一般的情况下证明了GIT商空间拟映射不变量的穿墙公式。该结果对于研究来自超弦理论的镜对称原理有重要意义。周杨通过引入被其称为“纠缠的有理尾巴”的几何构造,对该公式给出一个统一的证明。其方法已被国外其他研究者推广到层的模空间上,从而给一些著名的结果找到几何解释。周杨的研究成果于2022年以其为独立作者发表在基础数学“四大顶刊”之一的Inventiones mathematicae上。
获奖感言
很荣幸获得阿里达摩院“青橙奖”。我能够在数学这座壮美的大山中不断攀登,并有幸做出一点属于自己的小结果,离不开恩师与同学、同事的帮助,以及家人朋友们的支持。这次所获“青橙奖”,既是对我的肯定,更是对我未来工作的一种期许。它会激励我继续志存高远、潜心钻研、上下求索,不辜负年轻的大好时光,做出更好的结果。同时我也希望能在课堂上将我对数学的热爱分享给学生,让祖国更多的年轻人感受到数学之美。
个人自述
我的研究领域是基础数学中的代数几何,具体的研究方向是枚举几何,特别是Gromov-Witten理论,也涉及更一般的模空间的问题。经典的枚举几何研究的是如何计算满足一定条件的几何对象的数目,这是数学中最古老的领域之一。古希腊几何学家阿波罗尼奥斯(Apollonius, 公元前240-190年)研究了平面上与给定的三个圆相切的圆的个数。这大概是最早的枚举几何问题。近几十年来,由于数学物理的发展,这个领域出人意料地重新焕发了生机,成为了非常热门的领域。物理学家利用一些难以在数学上严格证明的“原理”,成功地预言了许多经典的枚举几何难题的答案。不仅如此,理论物理的发展还预示着,不同的枚举几何问题的答案不仅仅是一些孤立的数字,而是组成了更复杂更深刻的结构。我的研究与数学物理,特别是超弦理论有一定的交叉。但我主要还是用代数几何的工具,从纯数学的角度来研究。
1.我的脑袋是实验室,大部分时间都在尝试失败。
2022年,我最主要的一篇文章正式发表在Inventiones mathematicae上,文章的标题是Quasimap wall-crossing for GIT quotients。在论文中,我证明了几何不变量商空间的拟映射不变量的穿墙公式。
简单地说,Gromov-Witten理论通过“数”从黎曼曲面到高维流形的映射数目来定义流形的不变量。拟映射不变量是Gromov-Witten不变量的推广。对很大一类流形,可以构造一族拟映射理论,被一个参数ϵ来代表。只有当ϵ越过一些特殊值时,理论才会发生变化,这被称为穿墙现象。当ϵ越过很多墙,最终趋于无穷时,就会回到Gromov-Witten理论。而随着ϵ越来越小,黎曼面的“有理尾巴”越来越少。所以穿墙公式表示出了“有理尾巴”对Gromov-Witten不变量的贡献。在可以具体计算的情形中,穿墙公式恰好等于超弦理论中镜对称原理里的镜映射。
在我的工作之前,穿墙公式只在一些特殊情形被证明。这些证明用到了具体流形的特殊的性质,例如特殊的对称性,或者其拟映射的不变量的特殊构造。而我希望找到统一的几何证明,这会给穿墙公式一个几何解释。我一开始就坚信这样的证明应该存在。
我的博士论文也是关于枚举几何中的穿墙现象的,但是要简单很多。我博士论文中的技术,已经可以用来处理仅有一个“有理尾巴”的情况了。但当“有理尾巴”的数目比较多的时候应该如何处理,却困扰了我很久。
在很长的时间里,我一直处于一种求之不得、辗转反侧的状态。我感觉到一定有那样一个我想要构造的东西存在,却抓不住它,看不清它的细节。我需要把正确的构造“猜”出来,所以我只能不断地在大脑中尝试各种可能性。不仅计算机帮不上什么忙,甚至拿起笔来,也很难作具体的计算。大部分时间我就只能全神贯注地苦思冥想,要么是在校园里踱步,要么是躺在办公室的沙发上,等待着灵感的到来。
我大部分时候都是在尝试失败。某次讨论班后聚餐,我边吃边想,突然感觉到自己找到了正确的构造。聚餐结束后,异常激动的我立即以最快的速度骑车飞奔到办公室,把刚刚得到的想法写下来,但很快便发现构造出的并不是我想要的空间。事实上,这和我最终的构造相去甚远。
终于,我在听师兄的一个报告时受到了启发,引入了一个关键构造,我将其称为“纠缠的有理尾巴”。它可以让多条有理尾巴“纠缠”起来,表现得像一条。得到灵感后,我快速检查了几个我需要的性质,发现都能够对得上,感觉整个世界一下子变得特别晴朗。虽然当时还没有仔细地检查证明的逻辑细节,但我很确信这就是我一直众里寻他千百度的那个构造。
2. 数学研究像是大自然出的一道题,没人限制你怎么解
数学最吸引我的地方在于,虽然它的研究对象看起来虚无飘渺,但总有那样一个个精巧的结构在那里等着人们去发现。对我来说,那一个个精巧的结构是真实存在的,而且毫无瑕疵,永恒不变。所以我有点强迫症,一个证明总要写很多遍。直到找到一个我认为最简约、最优美的证明,我才会满意。
比起其他学科,数学研究大概是更接近于“做题”的。但是这种“题”和那种人为凑出来的,用来考试的题目完全不同。数学研究里的题目没有出题人,相当于是大自然给我们出的题目,甚至题目本身都等着我们去发现。考试的题目往往有预定的标准答案和解题套路,需要解题人用限定的时间,在划定好的范围内,找到最省力的解法。而在数学研究中,我们需要解决的是前人从未解决过的问题,并没有人限制我们的方法和思路。我们可以有充分的时间来慢慢理解这个问题,发挥创造性,引入一些新概念、构造、甚至一套理论,来探索出一条新的道路。
我认为数学很有意思的地方在于,它并不是一堆死气沉沉的逻辑,而是有“反馈”的。实验学科通过实验,可以得到大自然的反馈。数学研究中的反馈要更微妙。在做那种人为设计的习题时,如果算出一个非常复杂的数,那我就知道自己大概是算错了,不过也有可能是出题人没有把数凑好。但是大自然出的题目,比起人为凑出的题目,要精妙无数倍,而且没有题目出错的可能性。
例如,当我找“纠缠的有理尾巴”的灵感之后,其实还有非常多的细节需要补充。这花了我一两年的时间,最终形成了80页的文章。但有意思的是,因为我找到了正确的构造,每遇到一个看上去非常不显然的小结论,我需要它成立的时候,都正好能够过得去。那种感觉真的非常奇妙。
3.从小就对数学感兴趣,数学契合我的思维模式
我从小就对数学比较感兴趣。小时候倒没有参加过什么重大比赛,但是我特别喜欢自己想一些问题,看一些课外的东西。比如我曾有一本小本子,专门记录自己的一些想法。我的中学的图书馆有一些大学数学教材,我对其非常感兴趣,便自己拿来看。虽然不得章法,但还是有幸遇到了几本好书,受益匪浅。
中学时我兴趣比较广泛,除了数学之外,还看了好多物理和计算机的书。刚上大学时,我对数学研究是什么样子的一无所知。选专业时,我也曾经考虑过学物理或者计算机。出于先打好数学基础的想法,我加入了浙大的丘成桐数学班。学了数学之后才发现,数学确实契合我的思维模式。回过头来看,我的思维模式一直是抽象的、形式化的、追求逻辑严密性的,我的真正兴趣所在一直是数学。
本科时,我有幸参加了黄兆镇老师组织的讨论班,也由此认识了一批同样有志于研究数学的同学。黄老师的奉献精神以及同学们对数学的热爱彻底点燃了我学习数学的激情。读研究生时,我的导师李骏手把手教会了我怎样一步步迎难而上地解决新问题,帮助我完成了从一个数学学习者到研究者的转变。后来我又有幸在丘先生那里做了三年博后,扩展了我的视野。我衷心地感谢他们。
4.那个我最想解决的代数几何问题,我想另辟蹊径
未来,我最想解决的问题是,希望对高亏格的不变量有更深的理解,最好是通过更加几何的方法可以将高亏格联系到低亏格。关于这个问题,物理学上有很多的猜测,例如费曼求和公式,Virasoro猜想等。前者目前在数学界已经有了相当多进展。一方面,我希望学习这些进展并添砖加瓦;另一方面,我内心深处还是梦想着能另辟蹊径,从别的角度给出几何解释。
此外,我希望自己能够做得更广泛一点。上海数学中心有很多各领域的年轻学者,充满活力。我希望能够跟他们多学一些东西,让自己的视野更宽广一些,扩展自己的研究领域。学东西的时候是比较轻松愉悦的。科研常常被卡住,而学东西是欣赏别人已经打磨了很久的优美杰作。学习是贯穿终身的,毕竟我自己做的东西比起那些大师们做的东西,还是有很大很大差距的。所以我希望能够学到他们的技术,理解他们的思想,这也是非常享受的一个过程。
江一舟
单位:复旦大学附属肿瘤医院乳腺外科
职务:副主任医师、研究员、博士生导师
研究方向:三阴性乳腺癌
获奖理由
他建立了三阴性乳腺癌的精准分型及个性化治疗方案,提升了难治性患者的治疗有效率。
科研成就
长期致力于“破解乳腺癌的难治之谜”,聚焦临床难题“三阴性乳腺癌”,系统性提出创新解决方案,建立首个指导三阴性乳腺癌个体化治疗的四分型系统——“复旦分型”,形成了基础成果向临床转化的“全链条式”研究体系,明显提高难治性患者的治疗有效率。“复旦分型”被《中国抗癌协会乳腺癌诊治指南与规范》等权威临床治疗指南收录,用于指导三阴性乳腺癌精准治疗的临床实践。
他入选了全国青年岗位能手、上海青年科技英才、上海市优秀学术带头人,曾获得上海市卫生系统青年人才最高荣誉——“银蛇奖”一等奖、上海市科技进步一等奖(第二完成人)、中国抗癌协会科技奖一等奖(第二完成人)。
评价:
他用心服务病人,在临床实践中敏锐捕捉科学研究的方向,奔忙于病房和实验室,真正做到临床科研两不误。
——邵志敏(复旦大学附属肿瘤医院大外科主任、乳腺外科主任)
他为人低调、谦和、稳重,对待科研有着不屈的韧劲、坚定的毅力和开阔的胸怀,对学术抱有极大的热情,对科学问题有自己独到的想法。
——樊春海(中国科学院院士)
获奖感言
做值得托付的好医生,做解决问题的好研究。
个人自述
我在乳腺癌的精准诊疗方面研究了10年,服务患者是我坚持科研最大的动力。我本身也是一位临床医生,同时承担了一些科研任务,目标是成为一名“临床科学家”。
1.攻坚“最毒乳腺癌”,将难治性患者的治疗有效率从不足10%提升到29%。
在我国,乳腺癌的发病率增速是全球第一。2021年中国共有约250万名乳腺癌患者,每年约12万人死于乳腺癌。乳腺癌中也可以分成不同的类型,而三阴性乳腺癌被称为“最毒乳腺癌”,是临床上治疗效果最不理想的一类乳腺癌。三阴性乳腺的人数跟所有白血病患者的人数相当,是一个非常严重的社会健康问题。
想要解决这个问题怎么做?就是要把三阴性乳腺进行进一步的精准分型,找到各个亚型对应的精准治疗手段,然后分类而治。我申报“青橙奖”的主要成果体系就是三阴性乳腺癌的分子分型和精准治疗的系列研究。
我们首先系统分析了为什么三阴性乳腺癌治疗效果不好,发现问题的症结主要在于缺乏精准治疗的手段。我们通常把三阴性乳腺癌放在一起,给予一刀切的化疗,但这并不代表所有患者对这样的方案都敏感。
我们提出的应对策略是,要认识三阴性乳腺的本质,把它分成不同的分型,针对不同分型找到各自敏感的方案,来进行精准治疗。
在这个思路的指引下,邵志敏教授指导我们首先构建了三阴性乳腺癌的分子分型体系,我们称之为“复旦分型”,把三阴性乳腺癌分成四个不同亚型,每个亚型对应有各自敏感的药物和特定的治疗方案。而后再逐步优化“复旦分型”,最终形成“复旦分型”指导的精准治疗体系。
我们进一步开展临床试验完成疗效的论证,发现这样一个“分型精准”的方案非常有效,特别是在三阴性乳腺癌晚期、几乎无药可用的这部分患者里面,可以把治疗有效率从过去不足10%提升到29%。这意味着,我们能够通过治疗多使20%左右的患者获得病情好转的机会。考虑到乳腺癌有这么大的患者基数,这是一个很有临床意义的成果。
在国际上,乳腺癌一直是研究的热点,西方对乳腺癌的临床和基础转化做了大量探索,三阴性乳腺癌也有过一些研究,但更多是基于整体人群去寻找一些新的治疗策略。像我们这样,系统性地把它进行四分型,找到各个分型对应的治疗手段,并且开展一系列的临床试验去验证疗效,把成果真正落地转化的,据我所知,西方还没有类似的系列工作。所以,这个工作还是有相当的创新性、先进性。现在,这个方案已经写入了一系列的乳腺癌诊治指南和共识,用于指导患者的临床治疗。
2.一位无法忘却的患者,坚定攻关医学难题的决心。
我平均每年主刀乳腺癌手术400例,门诊患者更多,一年将近3000名,但有一个患者让我至今印象非常深刻。那也是纪录片《人间世》中的一位三阴性乳腺癌患者,当时,我是她的主治医生。
那位患者很年轻,我们按照治疗规范给她进行了手术和化疗,我们以为这个肿瘤可以很快得到控制,但疾病的进展非常迅速,术后不久,她就出现了复发转移,我们又给她做了其他治疗,病情还是在发展。
有一天晚上,她突然给我发了一条微信,她说,江医生,经过这么长时间的治疗,我跟您也非常熟了,我非常感谢您在整个诊疗过程中对我所做的一切。其实,我自己并不惧怕死亡,但是我实在放不下我年幼的女儿,我还是要倾尽一切努力去尝试一下。
她那时就决定变卖房产,去美国一个全球最顶尖的肿瘤医学中心寻求更好的治疗机会。但即使花了很多的钱和时间,还是没能找到一个非常有效的治疗方案,过了一段时间,她去世了。
我非常清晰地记得她当时给我发的那条信息,至今还保存在我的手机里,我也时常还会想起来跟她交流的一些信息。
这个病例给了我很大的触动。一方面,你要做一个临床上技艺精湛、对患者很温暖的医生,这样患者会信任你;但是光有这些其实不够,手里的“武器”是非常有限的。即使现有的药物都能拿到,手术也做得很好,但还是没法控制病情。
这个时候怎么办?这就要求你要做一个临床科学家,聚焦这些困难的临床问题,去找寻背后的答案——肿瘤为什么容易复发,是不是我们针对其中某些关键节点去进行干预,就可以降低它的复发转移风险,彻底把它治愈?这些是我们需要去解决的一些问题。所以我就更加坚定要针对三阴性乳腺癌去进行攻关,去进行进一步的探索。
遇到这一名患者的时候,我们还没有“复旦分型”,没有精准治疗,更多的还是要靠化疗去治疗三阴性乳腺癌。如果当时我们有了这样的一个手段,我不能百分之百说能延长她的生命,但我至少有比较大的把握能再给她一个新的机会,看能不能对她的疾病进展有所延缓,或者有治愈的可能性。
3.很多困难是难以用几句话来描述的。
其实,整个研究过程中也遇到了不少坎儿。第一,我们要去收集建立将近500例三阴性乳腺癌的病例库,要一个个去获得高质量的样本,匹配临床病理信息,这花了很多时间;第二,这么多数据需要分析,形成我们的四分型,这也花了很大精力,碰到很多困难,还找了大数据团队合作。在临床试验方面,说服患者参加这样的临床试验,也做了大量工作。在这个过程中,邵志敏教授、王中华教授、余科达教授、马丁、金希、肖毅博士、刘引医生等都付出了大量的努力,所有的成果是大家通力合作共同取得的。
很多困难是难以用几句话来描述的,都是一步一步克服,一点点优化,再向临床去转化。后来,我们也看到复旦分型指导精准治疗取得了很好的效果,很多患者真真切切地从中获益,她们很高兴,我们也很欣慰。近些年,我们还开发了一系列的产品,帮助这样一个系统更方便、快捷地去落地转化,包括开发一些基层医院都能用的分型的试剂盒,包括使用人工智能帮我们快速分型预测靶点等。
4.医学研究不论成功或失败,只要有结果总归有意义。
大约从2012年读博开始,过去的十年里,我一直致力于三阴性乳腺癌“复旦分型”的提出、完善,然后一步步深化,再把它向临床应用进行推广。一开始是标本的收集、整理、检测,然后分析、分型,这是一个不断积累的过程,医学研究周期相对较长,短平快的研究很少,很多还是要靠积淀。
我也没有想过,这项研究最后会不会有一个好的结果。因为医学研究它有一个特点,即使得到了完全阴性的结果,也有意义,至少你跟其他人证明了,这条路是走不通的。很多时候我们不能简单地说成功和失败。只要你去做,用一种规范的思路、合理的设计去做,最后得到的结果总归会是有意义的。
从2019年开始,我们团队就有阶段性的成果出来了,之后每年陆陆续续都有一些重要的成果公布,这都跟前期的积累密不可分。医生这个职业也一样,为什么很多人不愿意去学医?因为前期的投入实在太大,成长周期、成长曲线非常长。但是我学医的初心还是能够让我不断地坚持,一直没想过放弃。
5. 正其谊而不谋其利,明其道而不计其功。
我是一个所谓的“self-motivated person”,很有自我的冲劲。能改变患者的治疗现状,能提升疗效,能真真切切做一些事情,一直支持着我能够热爱这个行业,并且不断地努力进取。“正其谊而不谋其利,明其道而不计其功”,这句话出自《汉书·董仲舒传》,也是复旦大学上海医学院院训。入行时,你的付出和回报是可能不成比例,你要工作很长时间,非常辛苦,收入比较少。但我还是蛮坚定的,因为你的付出是真正值得的,可以帮助到患者。
当找到一种新的方案,或者提出新的理论,能够真正地让患者获益,这个时候我能够领略到科研之美。特别是在一些之前治疗效果很差的患者中,用了我们的方法获得了很好的治疗效果,甚至治愈了,这时我能感觉到一种由衷的欣慰和喜悦。
6.成为临床科学家,更好地服务患者。
这个体系的发明和转化,需要临床医生和科学家的通力合作。前期样本的收集需要临床医生深度参与,而数据的分析、分型的提出以及策略的制定,需要科学家的科学思维。我希望做的是,能够成为一个临床科学家,有临床的思维,又有科研的素养,两者结合起来,更好地去服务患者。
但兼顾二者并不是一件容易的事情,你要付出比常人更多的心血和努力。一旦成功,你对患者所做的贡献也要远远超过一个普通的医生。因为要一边做临床一边做科研,我把每周的时间分成了两部分。周一、周二,以及周三、周四白天专注于临床工作,剩下的时间会用于科研。我的家人给我很多的帮助,家庭事务基本上由我爱人和父母亲人代劳。
导师邵志敏教授对我的影响非常大。他就是一个临床科学家的典范,也是我一直以来学习的榜样。他既能在临床上扎扎实实地服务好每一个患者,又能在科研上锐意进取,高屋建瓴地找到关键问题所在,带领整个团队去展开系统深入的研究。他给了我很多指导,也给了我很好的示范作用。
他每年的手术量、门诊量在我们整个科,甚至在全中国都是比较靠前的。他的门诊几乎不限号,因为他不想让任何一个慕名来找他的人失望。在科研上,他时刻瞄准临床上没有解决的难题,去展开系统的研究,不是为了去发表几篇文章,而是真正要解决这个问题。他能够真真切切的去为患者着想,为患者服务。
我也希望能够像我的导师,像一些非常优秀的前辈一样,成为优秀的临床科学家,能够“做值得托付的好医生,做解决问题的好研究”,这是我自己的一个终极目标。
青橙奖是什么?
青橙奖是阿里巴巴达摩院于2018年发起,为支持中国青年学者设立的公益性奖项,四年来,青橙奖资助了近40名青年学者。
今年,青橙奖关注领域全面覆盖科学技术广泛领域,在坚持严格评审标准的前提下,每位“青橙学者”可获100万元奖金及阿里巴巴全方位的学术支持。