1843年11月17日,上海正式开埠,随后迅速发展成为颇具全球影响力的国际化大都市。人杰地灵的壮美上海已孕育出五位诺贝尔奖、泰勒奖和图灵奖得主,他们分别是李政道、埃德蒙 · 费希尔、高锟、张德慈、姚期智。熠熠生辉的科坛巨星们攀登上了科学巅峰,他们饱览了科学最高境界的至臻之美。

出生于上海的诺贝尔奖得主

声名显赫的诺贝尔奖(简称诺奖)是根据瑞典工业化学家、发明家、国际实业家和慈善家阿尔弗雷德 · 诺贝尔(Alfred Bernhard Nobel)1895年的最终版遗嘱捐赠3122.5万瑞典克朗的巨额遗产创设。诺奖每年颁奖一次,物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、文学奖、和平奖这5个奖项始颁于1901年。诺贝尔经济学奖是瑞典国家银行纪念阿尔弗雷德 · 诺贝尔经济学奖之俗称,1968年由瑞典国家银行(即瑞典中央银行)成立300周年时捐资增设,1969年首次颁奖。同一个奖项每届授奖人数不得超过3人。诺贝尔科学奖、菲尔兹奖和图灵奖号称全球影响力最大的三大学术奖项。

诺奖奖品包括一笔丰厚的现汇奖金(不固定)、一枚精致的金质奖章和一张精美的获奖证书(奖状)。

17.1

诺奖金质奖章(正面)

1957年诺贝尔物理学奖得主李政道

17.2

李政道

1926年11月25日,李政道出生于上海市一个中西合璧的殷富商人基督教家庭,时家住租界外的南市区华界,1937年底临时迁居英租界卡德路(今静安区石门二路)19号原马易尔住宅楼二层,1940年再迁至爱文义路(今静安区和黄浦区内北京西路的主体)621号。李政道的曾祖父、监理会牧师李子义(1844—1904)是苏州天赐庄李氏家族的始迁祖,据说李子义祖籍今上海市浦东新区,其祖居地清代时归属于江苏省松江府南汇县,当时的南汇县与后来的上海市南汇区的管辖地域相差较大。

珍珠港事件爆发数小时之后,上海全城被日军侵占,历时4年多的“孤岛”时期结束。为了躲避战乱,1941年12月22日,李政道和二哥李崇道(1923—2016)一起离沪南下开始逃难,辗转于大后方。

在国立西南联合大学(昆明)理学院物理学系刚修完大二课程(大一就读于当时内迁至贵州遵义县和湄潭县的国立浙江大学理学院)的李政道受民国政府研制原子弹“种子计划”的派遣,获国家奖学金资助,于1946年9月乘坐“梅格斯将军”号自由轮运兵船从上海到达旧金山,开始留美生涯。1950年6月以天体物理学方面的论文《白矮星中的氢含量和能量产生机制》获芝加哥大学理论物理学哲学博士学位。

1957年10月31日,瑞典皇家科学院宣布,哥伦比亚大学物理学系李政道教授(1963年1月21日入籍美国)和普林斯顿高等研究院数学学院杨振宁教授(1964年3月23日入籍美国,2015年4月1日恢复中国籍而放弃美国籍)荣膺当年诺贝尔物理学奖,颁奖理由是“他们对(弱相互作用中)宇称不守恒定律的深刻探索以及由此带来的基本粒子领域的许多重要发现”。二人因在1956年第104卷第1期美国《物理评论》杂志联袂发表经典论文《弱相互作用中的宇称守恒质疑》而得以获此殊荣。1964年,李政道获选美国国家科学院(NAS)院士。

中国旅美青年理论物理学家李政道和杨振宁交相辉映于世界物理学界,为祖国赢得无上荣光。李政道获诺奖时年龄尚不足31岁,至今依然是次年轻的诺贝尔科学奖得主。迄今最年轻的诺贝尔科学奖得主是英国物理学家威廉 · 劳伦斯 · 布拉格(1890—1971),他与父亲威廉 · 亨利 · 布拉格(1862—1942)分享1915年诺贝尔物理学奖时年仅25岁。

当地时间2024年8月4日凌晨2时33分,李政道在旧金山寓所的睡梦中离世,享年97岁。科坛巨星陨落,全球沉痛哀悼。

1992年诺贝尔生理学或医学奖得主埃德蒙 · 费希尔

17.3

埃德蒙·费希尔

1920年4月6日,瑞士和美国(双重国籍)生物化学家和分子生物学家埃德蒙 · 费希尔(Edmond Henri "Eddy" Fischer)出生于上海市法租界毕勋路(今徐汇区汾阳路)30号斐恒医院(Dr. Fearn's Hospital)一个父系犹太人殷富律师家庭,其出生地1958年划归上海音乐学院,后被辟为艺术家公寓。埃德蒙幼时家住法租界环龙路69号(今黄浦区南昌路65号)的一幢洋房。因父亲奥斯卡 · 费希尔持意大利护照,故埃德蒙 · 费希尔一出生便获得了意大利国籍。1939年埃德蒙为抗议法西斯政府而主动放弃意大利国籍,1947年成为瑞士公民,1958年12月15日在华盛顿州西雅图入籍美国并保留瑞士国籍。

1927年,埃德蒙 · 费希尔与两个哥哥一起被父母从上海送回日内瓦念书。1947年以论文《猪胰腺α-淀粉酶的纯化和分离》获日内瓦大学有机化学兼生物化学理学博士学位。

1992年10月12日,斯德哥尔摩卡罗琳医学院诺贝尔大会宣布,美国华盛顿大学(西雅图)两位教授埃德蒙 · 费希尔和埃德温 · 克雷布斯(Edwin Gerhard Krebs,1918—2009)荣获当年诺贝尔生理学或医学奖,颁奖理由是“他们发现作为一种生物调控机制的可逆蛋白质磷酸化”。二人因在1955年第216卷第1期美国《生物化学杂志》联袂发表两篇经典论文《骨肌提取物中的磷酸化酶》和《在肌肉提取物中磷酸化酶b到a的转换》而得以赢得此殊荣。1973年,埃德蒙 · 费希尔获选NAS院士。

费希尔家族和中国的渊源悠长而深厚,埃德蒙因生于上海而始终把中国视为“第二故乡”。2000年在阔别73年之后,埃德蒙 · 费希尔重返故里上海,2004年5月、2004年11月、2006年4月以及2008年10—11月又四度回到故乡中国访问讲学,与内地科学家开展多方位的学术交流与合作。

2021年8月27日,埃德蒙 · 费希尔因年事已高、心力衰竭,在美国华盛顿州西雅图寓所离世,享年101岁。

2009年诺贝尔物理学奖得主高锟

17.4

高锟

1933年11月4日,高锟出生于祖居地一个名门望族的殷实书香世家,高家祖宅闲闲山庄位于今上海市金山区(时属江苏省金山县)张堰镇秦望村10组,因年久失修,祖宅早已荒废。幼时高锟家住上海市法租界著名时尚商业街霞飞路(今徐汇区淮海中路)1670弄中南新村15号的一栋三层洋房。

1948年秋,高锟随家人乘船离沪南迁,先到台北稍作逗留,翌年举家移居香港。1953年夏,高中(含1年预科)毕业的高锟乘坐“广州”号邮轮离港负笈英伦留学。1965年以论文《毫米和亚毫米电磁波波导》(Waveguides for Millimetric and Submillimetric Electromagnetic Waves)获伦敦大学学院(UCL)电气工程学哲学博士学位。

2009年10月6日,瑞典皇家科学院宣布,英国标准电信实验室和香港中文大学高锟教授( 当时拥有英国和美国双重国籍,同时还拥有中国香港公民身份)等3人荣获当年诺贝尔物理学奖,表彰高锟在“光通信领域中有关光在纤维中传输的突破性成就”。高锟分享当年诺奖奖金的一半。高锟因与英国同事、电气工程师乔治 · 霍克姆(George Hockham,1938—2013)联名在1966年第113卷第7期《英国电气工程师学会学报》发表经典论文《光频率介质纤维表面波导》而得以荣膺诺奖。

2004年初,高锟确诊罹患早期的阿尔茨海默病,其后病情逐渐加重。2018年9月23日,高锟爵士最终因肺炎病逝于香港新界沙田区白普理宁养中心,享年85岁。

出生于上海的泰勒奖得主

泰勒奖(Tyler Prize)由美国商人、慈善家约翰 · 泰勒(John Cummings Tyler,1887—1973)和爱丽丝 · 泰勒(Alice Christine Tyler,1912—1993)夫妇于1973年捐资500万美元创设。该奖的创设彰显捐赠者对大自然的挚爱以及对推动与促进人类保护和改善自然环境的良好愿景。

泰勒奖旨在奖励全球在环境科学、环境卫生和能源领域对增进人类福祉作出突出贡献者。泰勒奖被公认是环境科学领域最具声望的国际性奖项,被学界尊崇为“环境科学界的诺贝尔奖”。1974年2月8日,适逢约翰 · 泰勒逝世1周年,泰勒生态奖(The John and Alice Tyler Ecology Award)首次颁奖,1981年更名为泰勒生态-能源奖(The John and Alice Tyler Ecology-Energy Prize),1983年定名为泰勒环境成就奖(简称泰勒奖,The John and Alice Tyler Prize for Environmental Achievement)后延续至今。泰勒奖最初由美国加州的佩珀代因大学负责颁奖,1982年起由南加利福尼亚大学(简称南加州大学)接手管理颁奖事务,每年颁奖一次(1979—1981年未颁奖,2021年因COVID-19疫情全球大流行亦未颁奖),每次颁奖对象不得超过3个个人和组织机构。泰勒奖当年揭晓并授奖,颁奖典礼和晚宴现通常每年4—5月在南加州大学所在地洛杉矶举行。

泰勒奖奖品包括奖金(最初是15万美元,1998年调高至20万美元,2023年升至25万美元)、金质奖章和获奖证书(奖状)。

17.5

泰勒奖金质奖章(正面)

1999年泰勒奖得主张德慈

17.6

张德慈

1927年4月3日,中国台湾农业和环境科学家、植物遗传学家张德慈出生于上海市一个殷实士绅书香世家。1949年获南京私立金陵大学农学院农艺系农学理学学士学位,同年任中美合作农村复兴联合委员会(简称农复会,1948年10月1日成立于南京)技佐(助理工程师)。1950年移居台湾,任农复会技士(副工程师)。1952年赴美深造,1954年获康奈尔大学植物遗传学理学硕士学位,1959年以论文《燕麦变种对冠柄锈菌抗性的特定基因调控分析》获明尼苏达大学植物遗传学哲学博士学位。同年返台出任农复会技正(工程师),1960年与华思美在台北喜结百年之好。

1961年,张德慈迁居菲律宾首都马尼拉,任职于设在马尼拉郊外的国际水稻研究所(IRRI,1960年4月4日成立)。1962—1991年任IRRI国际水稻种质资源中心(张德慈逝世当天便迅即更名为张德慈遗传资源中心,以资永久纪念)主管,主持水稻遗传资源计划,1992年荣休后返台。水稻遗传学大师张德慈长期担任IRRI首席遗传学家,系世界水稻遗传和保护领域国际权威,被赞誉为“世界水稻大王”。他毕生致力于植物遗传、水稻育种与原种以及作物进化(尤其是水稻进化演变史和中国稻作史)方面的科学研究和实践,通过提高水稻多样性为缓解世界粮食危机作出杰出贡献,功绩卓著。1966年11月28日,IRRI发布的“奇迹稻”半矮秆水稻IR8——以分蘖力强、不易倒伏、产量高和稻米优质而著称,其两亲本是来自台湾的半矮秆“低脚乌尖”(DGWG)和来自印尼的高茎秆“Peta”——便是张德慈研究团队选育出的最知名的高产耐肥优良新稻种,它为推动亚洲“绿色革命”和解决全球粮食安全问题作出重大贡献。1994年,张德慈获选NAS外籍院士。

美国农业科学家、植物病理学家和遗传育种专家诺曼 · 博洛格(Norman Borlaug)享有“绿色革命之父”的美誉,其主要成就是选育出大量矮秆、抗病、高产、适应性强的春小麦良种并把它推广到许多第三世界国家,为这些国家的粮食增产作出重大贡献。张德慈未能与博洛格分享1970年诺贝尔和平奖,令人扼腕叹息。

1999年3月5日,泰勒奖执行委员会宣布,中国台湾科学家张德慈研究员和美国数学生物学家、人口学家乔尔 · 科恩(Joel Ephraim Cohen,1970年获哈佛大学应用数学哲学博士学位)教授荣获当年泰勒奖,褒扬获奖者“在解决粮食生产和分配相关问题以及了解人口增长动态方面所作出的重大贡献”。同年4月16日,在洛杉矶举行颁奖典礼和晚宴,未见张德慈发表泰勒奖演讲。张德慈将其所得泰勒奖奖金10万美元悉数捐赠给母校明尼苏达大学。

2002年4月1日,当年泰勒奖被授予美国地球化学家华莱士 · 布勒克(Wallace Broecker,气候科学教父或鼻祖)教授和中国地球环境科学家刘东生(1980年获选中国科学院地学部学部委员/院士)研究员,获奖理由分别是“利用地质线索了解海洋在全球气候变化中作用的开创性发现”和“在认识和应用陆地沉积物来了解全球环境变化方面作出开创性贡献”。刘东生是继张德慈之后的第二位华裔泰勒奖得主。1954年起,刘东生便终生倾注于黄土研究,被赞誉为“中国黄土序列的古环境研究之父”(简称“中国黄土之父”),他还是2003年国家最高科学技术奖得主。极地冰芯、深海沉积物和中国黄土号称人类目前发现的三种最完整地反映地球环境气候变化的史书。

2006年3月24日,张德慈在台北县淡水镇(今新北市淡水区)进行登楼运动攀爬水塔边梯时,不慎从高处跌落受重伤,就近急送淡水马偕纪念医院抢救,不治身亡,溘然长逝,享年79岁。

出生于上海的图灵奖得主

图灵奖(A.?M.?Turing Award)由美国计算机协会(ACM,1947年9月15日成立于纽约)负责颁奖,是计算机科学领域最负盛名的年度国际大奖,以英国数学家、计算机科学家和逻辑学家艾伦 · 图灵(Alan Mathison Turing,1912—1954)的姓名命名,他享有“理论计算机科学之父”和“人工智能之父”的雅称。

图灵奖旨在奖励全球杰出的计算机科学家,获奖者必须是在计算机科学领域作出具有持久而重大的先进性技术贡献的人。颁奖实践表明,图灵奖侧重于奖励计算机科学原创理论和软件创新。图灵奖被公认是计算机科学领域的最高国际性奖项,素有“计算机界的诺贝尔奖”之美誉。历届图灵奖得主的获奖成果串联起计算机科学发展的历史脉络,基本上就是一部计算机科学发展的浓缩史。图灵奖始颁于1966年,现通常在每年2—4月揭晓上一个年度的获奖者名单,每届授奖人数不得超过3人。颁奖典礼和晚宴现通常每年6月在加州旧金山湾区举行,湾区南面不远处就是闻名遐迩的全球信息技术(IT)产业圣地“硅谷”(Silicon Valley)。

图灵奖奖品包括奖金、“奖杯”(银质图灵碗)和获奖证书(奖状)。图灵奖奖金通常由全球知名企业提供赞助(早期赞助商中还有著名实验室),奖金额的演变历史:早期(至少到1974年)只有由贝尔实验室赞助的区区1000美元,后逐渐提高到2万美元,1989年调高至2.5万美元(由AT&T或朗讯科技赞助),2002年增加至10万美元(由Intel赞助),2007年上涨至25万美元(由Intel和Google联袂赞助),2014年再次攀升至100万美元(由Google独家赞助),这时图灵奖奖金额在大部分年度内已略高于同期的单项诺奖奖金。图灵奖“奖杯”是一只银碗,称图灵碗,其地位相当于诺奖金质奖章。关于图灵碗独特造型的由来,主要流传着两种说法:一是相传在中世纪,战争胜利后会把装满金银财宝的碗送给战士,作为他们英勇善战的奖励;二是美国人将体育场修建成碗形的习俗由来已久,图灵碗的设计灵感可能与此有关,并与“竞赛”和“胜利”相呼应,同时还蕴含着将计算机科学的发展作为生活方式看待的理念。

17.7

图灵奖“奖杯”:银质图灵碗

2000年图灵奖得主姚期智

17.8

姚期智

1946年12月24日,姚期智(20世纪70年代中后期入籍美国,2015年与杨振宁一起恢复中国籍而放弃美国籍,系中国香港公民)出生于上海市一个殷实而温馨的中产阶级商人家庭,祖籍湖北省孝感市孝昌县。1950年前后,幼小的姚期智随父母先移居香港,两年后再迁居台湾。1967年获台湾大学物理学理学学士学位,接着服兵役1年后才赴美留学,1969年获哈佛大学物理学文学硕士学位,1972年以论文《内部对称性和正定性》(Internal Symmetries and Positivity)获哈佛大学理论物理学哲学博士学位,其博导是1979年诺贝尔物理学奖得主格拉肖(Sheldon Lee Glashow)教授。1971年,姚期智与来自台湾的华裔数学家和理论计算机科学家储枫(祖籍江苏如皋)在美国喜结良缘。1973年储枫以论文《关于选择问题的下界》获麻省理工学院(MIT)数学哲学博士学位。在爱妻的建议和支持下,姚期智在加州大学伯克利分校(UCB)进行为期1年的物理学博士后研究后果敢转行到方兴未艾的计算机科学领域。只用两年时间,1975年便以论文《确定性计算复杂度研究》再获伊利诺伊大学香槟分校计算机科学哲学博士学位,其博导是华裔计算机科学家刘炯朗(1934—2020)教授。姚、储夫妇志趣相投,经常联名发表学术论文,是一对令人羡慕的科学伉俪。1998年,姚期智获选NAS院士,2015年转为NAS外籍院士。

2001年2月1日,ACM评奖委员会宣布,普林斯顿大学计算机科学系讲席教授、美籍华裔计算机科学家和计算理论家姚期智荣获2000年图灵奖,褒奖他“对计算理论的诸多根本性贡献,其中包括基于复杂性的伪随机数生成理论、密码学与通信复杂性”,独享2.5万美元奖金。同年3月11日,在加州圣何塞市地标建筑费尔蒙特酒店举行颁奖典礼和晚宴。图灵奖官网显示,姚期智没有发表过图灵奖演讲。

获图灵奖后不久,姚期智曾自称,与储枫结为连理和自己获得图灵奖是他一生中已干成的最成功的两件大事。姚期智迄今仍是唯一的华裔图灵奖得主。因1976年图灵奖得主迈克尔 · 拉宾(Michael Oser Rabin)和1996年图灵奖得主阿米尔 · 伯努利(Amir Pnueli)都是以色列人,1994年图灵奖得主雷伊 · 雷蒂(Raj Reddy)是美国籍印度裔人,故中文媒体中广为流传的姚期智是“首位亚裔图灵奖得主”的说法失实。

姚期智教授是计算理论领域的卓越开拓者,以下几篇重要论文反映了他的主要学术贡献,构筑其斩获诺奖级科学大奖——图灵奖——的基础。一、《概率计算:走向统一的复杂性度量》(1977):将确定性算法的平均情况复杂性与随机化算法的最坏情况复杂性联系起来,建立起“姚氏极小极大原理”这一重要工具。二、《与分布式计算相关的一些复杂性问题》(1979):引入“通信复杂性”这一重要概念,引领计算复杂性理论的许多重大突破。三、《表应该被排序吗?》(1981):该文使得世人对信息应该如何有效存储在认识上发生了革命性的变化,对数据结构理论以及算法的分析与设计影响深远。四、《陷门函数的理论和应用》(1982):该文是姚期智伪随机数生成理论众多贡献的集中反映,首次定义“计算熵”(computational entropy)并将其引入到克劳德 · 香农(Claude Elwood Shannon)的通信量理论和通信安全理论中,提供了一种测试伪随机数生成的计算方法(学界称姚氏测试),推动了密码学和计算理论的发展。计算几何中还有以其姓氏命名的姚氏图。五、《安全计算协议》(1982):创建一个基于通信安全计算协议的完整数学模型,提出了创新性的安全计算方法并同时保护每个用户的信息隐私,为安全多方计算(SMPC或MPC)技术的发展作出重要贡献,这是信息安全领域的一个里程碑式成就。六、《公钥协议的安全性》(1983):与丹尼 · 多列夫(Danny Dolev)合著,该文提供的Dolev-Yao模型不久后便成为评估通信方法安全性的标准模型,为公钥密码学的发展作出突出贡献。七、《如何生成和交换秘密信息》(1986):针对著名的姚氏百万富翁问题解决方案而首先提出“混淆电路”(又译为乱码电路,即姚氏电路,garbled circuit)加密技术,其核心内容是将两方参与的安全计算函数编译成布尔电路形式,它奠定了现代密码学的基础。八、《量子电路复杂性》(1993):量子加密比传统加密要复杂得多,他率先提出量子通信复杂性的概念和原理,使得量子计算的性能评估得以量化,初步建立起量子计算机的理论基础。

姚期智辞任普林斯顿大学全职教授后,于2004年9月回国效力,全职出任清华大学高等研究中心(2009年4月起更名为清华大学高等研究院)教授。2005年获聘香港中文大学博文讲座教授。2010年12月30日(翌年1月15日举行揭牌仪式),清华大学交叉信息研究院(IIIS)成立,姚期智出任创始院长。姚期智以首席教授身份为清华大学本科生先后主导创办了3个拔尖创新人才培养项目。一、姚班:2005年与微软亚洲研究院(不久后退出)合作创办,初名“软件科学实验班”,2006年3月首届姚班招生,同年9月正式开班授课,2009年4月更名为“清华学堂计算机科学实验班”。二、智班:2019年9月,清华学堂人工智能班正式开班授课。三、量信班:2021年9月,清华学堂量子信息班正式开班授课。2022年8月19日,清华大学交叉信息研究院发布公告,将其属下的姚班、智班和量信班整合为计算机科学实验班(简称“姚班”),下设3个专业培养方向:计算机科学与技术、人工智能、量子信息。2024年4月27日,清华大学成立人工智能学院,聚焦“人工智能核心基础理论与架构”和“人工智能+X”两个重点方向,姚期智出任创始院长。

2021年6月18日,姚期智教授荣获当年京都奖(Kyoto Prize)先进技术奖,颁奖理由是“对计算和通信新理论及其安全性基础理论的开创性贡献”,同年11月10日因新冠疫情而改为线上颁奖。京都奖由日本京都稻盛(和夫)基金会创设,始颁于1985年,每年颁发3种奖项:先进技术奖、基础科学奖、艺术与哲学奖。1985年11月10日,稻盛基金会向诺贝尔基金会颁发京都奖特别奖奖金4500万日元,以示褒扬。京都奖被誉为“日本版诺贝尔奖”,现通常每年11月10日在日本京都举行颁奖典礼。

2024年7月14—26日,由北京市人民政府和科学技术部等主办的第二届国际基础科学大会在清华大学新清华学堂举行,在大会开幕式上首次颁发基础科学终身成就奖和基础科学前沿科学奖。安德鲁 · 怀尔斯(Andrew Wiles)、理查德 · 哈密顿(Richard Hamilton)、爱德华 · 威滕(Edward Witten)、阿列克谢 · 基塔耶夫(Alexei Kitaev)、姚期智和莱斯利 · 瓦利安特(Leslie Valiant)6位国际知名科学家荣膺基础科学终身成就奖。

谨以此文深切哀悼李政道先生仙逝,同时将此文献给姚期智先生全职回国服务20周年。

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本文作者朱安远是北京金自天正智能控制股份有限公司高级工程师,诺奖研究者