未来科学大奖 这7位科学家因何获得2018未来科学大奖？

未来科学大奖科学委员会9月8日在北京公布了2018年未来科学大奖获奖人名单。李家洋、袁隆平、张启发因系统性地研究水稻特定性状的分子机制和采用新技术选育高产优质水稻新品种中的开创性贡献摘得“生命科学奖”。马大为、冯小明、周其林在发明新催化剂和新反应方面的创造性贡献，为合成有机分子，特别是药物分子提供了新途径，因此获得“物质科学奖”。林本坚因开拓浸润式微影系统方法，持续扩展纳米级集成电路制造，将摩尔定律延伸多代取得的成就荣膺“数学与计算机科学奖”。

他们改进了水稻性状，实现了水稻的高产优质

水稻承担着养育中国乃至全世界半数以上人口的重任。水稻的产量和品质受到遗传和环境等多种复杂因素的综合影响，我们对这些性状的控制能力仍然十分有限。同时，中国南北地域的多方差异对水稻优质品种的选育提出更高的要求。因此，持续改进水稻的性状、实现水稻的高产优质是当代科学家们不懈追求的目标。

袁隆平开创性地培育出第一个水稻雄性不育系，使杂交水稻成为可能，并得以广泛应用于农业生产中，极为显著地提升了水稻的产量。不同亲本杂交所产生的后代其性状会优于亲本，这种现象称为杂种优势。水稻是自花授粉植物，自然情况下难以存在不同亲本水稻的杂交后代，杂种优势亦不能得以体现。但是水稻雄性不育系的培育、杂交水稻育种体系的成功，证明杂种优势同样可适用于水稻，由此奠定了利用杂种优势有效地选育高产高抗水稻品种的理论基础。

继袁隆平在杂交水稻领域的突破性工作后，张启发和李家洋开拓性地将现代分子遗传学和基因组学技术应用于水稻育种中。张启发创造性地构建了水稻“永久F2群体”，阐释了杂种优势的遗传学基础，并首次发现了控制水稻穗粒大小的基因。他的研究成果显著地降低了杂交育种的随机性，极大地拓展了杂种优势在水稻育种中的应用。

与张启发在杂种优势的工作相辅相成，李家洋致力于研究水稻株型对其产量的影响，发现水稻分蘖数和穗型是产量的决定性因素。他提出通过株型间的特定组合寻找在光合作用效率与土地利用率等各方面的理想株型来设计选育高产优质超级稻的新思路，以此思路为指导，李家洋培育出20个水稻新品种。自2016年起，这些水稻新品种的种植面积已达3千5百万亩。

李家洋、袁隆平和张启发在推动水稻产量可持续增长的“命题”下相得益彰，获得了重大成就。他们的原创性工作对中国在基础科学领域以及国计民生的巨大影响博得国际科学界的公认。大奖奖金共100万美元（约合人民币688万元），每人获三分之一奖金。

他们促进或改变了几类重要有机化学反应的发展

发展新的化学反应及合成策略是现代化学和分子科学的基石之一。化学工作者在创造新物质的过程中，催生、带动和促进了诸多相关学科领域的发展，包括新药研发、香料工业、材料科学、基因测序等领域。同时，合成化学为人类在分子水平认知物质世界和生命，提供了重要方法和基础。在过去的100多年里，合成化学取得了巨大的发展，为原子之间成键和断键提供了多种模式。然而，实现键的断裂和形成的精准性和高效性高度依赖于可以有效促进反应并控制区域和立体选择性的催化剂。

基于理性的分子设计和创新的思路，马大为、冯小明和周其林分别发展了各具特色的催化剂，极大地促进或改变了几类重要有机化学反应的发展。马大为以氨基酸铜的络合物为催化剂实现了碳–氮键的高效构筑，为含苯胺片段的药物及材料的合成提供了一种简便、实用的方法。周其林基于螺双二氢茚优势配体骨架设计和发展了多种新型手性螺环配体及催化剂。其中，超高效不对称催化氢化的手性螺环铱、铑催化剂提供了高效合成手性药物和关键中间体的新方法、新技术。冯小明设计合成了系列手性双氮氧配体及催化剂，以优秀的对映选择性实现了多种手性Lewis酸催化的碳–碳成键新反应，为一些重要生理活性手性化合物的合成提供了有效方法。

马大为的马氏胺化反应，周其林的周氏手性螺环配体及催化剂，冯小明的冯氏手性双氮氧配体及催化剂在国际上学术界和工业界得到了广泛的认可和应用。大奖奖金共100万美元（约合人民币688万元），马大为获得50%奖金，冯小明和周其林平分另外50%奖金。

他使半导体芯片尺寸持续缩减为细微纳米量级

林本坚一系列突破性的创新所开拓的浸润式微影（也称光刻）方法，革新了集成电路的制程，使先进半导体芯片的特征尺寸能持续缩减为细微纳米量级，在过去十五年以及可预见的未来，为建造最强大的计算和通信系统做出了关键贡献。

传统的“干式”微影自1959年半导体工业界发明平面积成电路以来被持续使用了四十年，然而受限于基本光学衍射，在90年代后期，用该方法制造特征尺寸小于65纳米的芯片面临无法逾越的瓶颈。林本坚预见昂贵的“干式”微影技术将进入死角，建议使用浸润式或“湿式”微影，该方法是一种新的微影工序，透过液体介质置换透镜和晶圆表面之间的气隙以提高光学解析精度。

虽然原始的浸润式概念在80年代曾提出过，但距离可实现的方法很远。为使得全面表征及优化浸润式微影系统，林本坚定义了并导出了关键性能指标和缩放公式，为极高解析度的三维浸润式微影光学系统规范了必须遵行的缩放定律。他还研发出克服液体中微气泡形成的方法，开拓了在热力学极限下，经由水而衍射的微影工序。他的一系列发明在科学和工程上证实了“湿式”微影方法可用于最先进的集成电路制程，他的突破性发明和持久的技术引领促使全球半导体工业界改用“湿式”微影方法。在过去的十五年中浸润式微影方法用最有成本效益的193nm ArF为激光源显影，将集成电路技术节点从65纳米循产业路线图持续降至7纳米，使得摩尔定律得以持续延伸了七代。根据IEEE近期的数据统计，浸润式微影技术制造了至少世界上80％的晶体管。

自六十年前发明集成电路以来，半导体技术推动了人类历史上最大的工业及社会化革命。在集成电路诞生六十周年之际，将未来科学大奖的数学和计算机科学奖，授予这位极具成就的科学家和发明家，半导体工业界的英雄，“浸润式微影之父”不仅恰当且意义深远。他将获得大奖奖金100万美元（约合人民币688万元）。