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在中国，自然科学领域的国家最高奖，当属于国家自然科学奖的一等奖。能获得此奖的研究必须满足一系列苛刻的评选规则，用简单的说法，一等奖的获奖项目需要满足：研究超级牛，同行都认可，影响力极大，还得投票通过。
国家自然科学一等奖必须要获得评审委员会2/3 以上的选票，差一票就只能走好不送了。秉承这种“慎之又慎，宁缺毋滥”的高标准，一等奖自 2000 年以来的空缺次数就多达 9 次。在很长一段时间，经过重重选拨之后脱颖而出的一等奖获得者们，诸如钱学森、李四光、华罗庚、邓稼先、陈景润等，堪称中国自然科学领域研究者中的最强阵容。
首奖立标杆
1956 年 1 月 24 日，中华人民共和国成立后第一次（也是唯一一次）颁发“中国科学院科学奖”。当年的一等奖获得者有三位，分别是数学家华罗庚、数学家吴文俊和空气动力学家钱学森。
华罗庚高中因贫困退学，却自学成才，20 岁发表论文震惊学界，被清华请去工作，后赴美讲学并被聘为终身教授；吴文俊在代数拓扑领域发现了奠基性成果“吴公式”，他创立的“吴消元法”（Wu's method）则是定理机器证明领域举足轻重的方法；钱学森是“中国航天之父”，麻省理工学院和加州理工学院的教授，领导中国航天运载火箭的整体研制。这三人的分量之重，自是不必多说。
这三位众望所归的大师获奖后，中国科学院科学奖停办，一停就停了二十多年——直到 1982 年才再度颁发，而那时，奖项名称也被改成我们今天所熟知的“国家自然科学奖”。
华罗庚（左）、吴文俊（中）、钱学森（右）获得了第一届国家自然科学奖一等奖。图片来源：维基百科（左）、worldwu.com（中）、ifeng.com（右）
梅开二度
没奖发的这二十多年，科学家们也没闲着。恢复国家自然科学奖的 1982 年，一等奖一口气颁给了 7 个大项目，震惊学界的人工全合成牛胰岛素研究、陈景润的哥德巴赫猜想研究、李四光领衔的《大庆油田发现过程中的地球科学工作》都在其中。获奖者里面也不乏拿一次一等奖还不过瘾的大牛们：
剑桥博士邹承鲁学成归国后参与了人工全合成牛胰岛素的工作，1982 年以主要完成人的身份获得国家自然科学奖一等奖，5 年后，这位生物化学家又凭借在蛋白质功能基团的修饰及其生物活性之间的定量关系方面的研究再度夺魁。他曾说：“一个真正的科学家，即便由于种种原因不能戳穿假话，或者无法说出真话，或者可以选择不说话，但至少要做到不说假话，不主动用假话去邀功请赏，去谋财害命。这是科学道德的最低的一条底线。”多年以后，仍掷地有声。
1947 年，邹承鲁在前往英国的船上。图片来源：sina.com.cn
“中国量子化学之父”唐敖庆和物理化学家江元生二位，也同样在 1982 年和 1987 年两度获得国家自然科学奖一等奖，获奖项目分别是配位场理论研究和分子轨道图形理论方法及其应用。“读一本书要越读越薄，最后在脑子里只剩下几页”这句常出于唐敖庆口中的话语，现在也成为广大学生时常听说的教诲。
唐敖庆（左）和江元生（右）的合影。图片来源：163.com
植物学家王文采则凭借在《中国高等植物图鉴及中国高等植物科属检索表》和《中国植物志》两大项目分别获得 1987 和 2009 年度的国家自然科学一等奖。他将功劳归于全国研究者的通力合作。
此外，“两弹一星”功勋奖章获得者周光召也在 1964 和 1982 年两度获颁国家自然科学一等奖，不过这两次奖项的具体获奖名单和获奖项目并未公开。但分量之重，仍可见一斑。
外籍翘楚
国家自然科学奖通常只授予中国公民。但当贡献大到一定程度，外国人也值得受到表彰。1982 年，英国生物化学家李约瑟（Joseph Needham）等人编著的《中国科学技术史》获颁国家自然科学一等奖。李约瑟因此成为该奖设立以来唯一一名获得一等奖的外籍人士。
中科院外籍院士李约瑟。图片来源：nri.org.uk
1942 年起，皇家学会派李约瑟出任中英科学合作馆馆长，使他得以进一步了解中国科技史的众多相关资料。1948 年，他请求剑桥大学出版社出版《中国科学技术史》。这部原本打算一部写完的著作，现在已发展成七大卷，内容囊括中国的数学、物理、生物学、医学、农学、工程学、军事技术等方面，对中西文化交流产生了深远的影响。关于中国科技发展的著名论题“李约瑟难题”——为什么在古代有过璀璨文明的中国，到近代却被西方在科学和技术方面远超？这一论题引发了海内外学者的诸多讨论，至今不绝。
中学老师
国家自然科学一等奖的获奖者向来不乏院士级别的研究者。然而 1987 年，一名看似普通的中学老师也跻身了一等奖得主的行列。物理系出身的陆家羲是包头市第九中学的物理教师，他长期从事组合数学研究，1983 至 1984 年间在国际期刊《组合论杂志（A辑）》发表了 6 篇《论不相交斯坦纳三元系大集》论文，解决了多年来困扰组合设计领域学者的国际难题。然而，就在他告诉多伦多大学数学系教授埃里克·门德尔松（Eric Mendelsohn）即将完成更进一步的成果后不久，陆家羲突然在包头病逝，时年仅 48 岁，令人扼腕叹息。
英年早逝的陆家羲。图片来源：sciencenet.cn
一年 11 个一等奖
尽管学术巅峰不是轻易就能登上的，但在那人才济济的年代，国家自然科学奖的舞台上也曾挤满了大牛。1987 年，单单是一等奖就被颁给了 11 个不同的项目。
由刘东生、施雅风、孙鸿烈等人进行的《青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响的综合研究》项目，涉及 79 个相关单位，超过 400 名野外考察人员和 1500 名室内研究人员。这一项目奠定了中国对青藏高原综合科学研究的国际领先地位。39 位主要完成人中，不乏成为中国科学院和中国工程院院士的研究者。
此外，后来被写进教科书的人工全合成酵母丙氨酸 tRNA 的项目，也是当年的一等奖获奖项目。这项由生化学家王德宝等人负责的工作历时 13 年，完成于 1981 年末，是世界上首次合成一个完整的核酸分子。这样的成就，获奖自然当之无愧。
当年获一等奖的研究，还包括著名建筑家梁思成、林徽因夫妇领衔的《中国古代建筑理论及文物建筑保护的研究》，以及《五次对称及 Ti-Ni 准晶相的发现与研究》《中国层控矿床地球化学》等等，内容涵盖数学、物理、化学、生物、地质、建筑等多个领域。单是这一年国家自然科学一等奖的获奖数目，就比此后所有一等奖获奖项目加起来都多（1989-2014 总共才颁出 10 个国家自然科学一等奖）。
45 年磨一剑
与 1987 年的“群星闪耀”形成巨大反差的是，21 世纪以来，一等奖常常出现空缺现象。尽管 2003 年有重大项目《澄江动物群与寒武纪大爆发》夺奖，2006 年则颁出两项一等奖，但 2007 年到 2012 年共六年间，国家自然科学奖的一等奖却只颁出过一次。
这项能在连续空缺中夺奖的项目，堪称国家自然科学奖史上历时最长的得奖项目——2009 年国家自然科学一等奖被授予《中国植物志》。1959 年，中国近代植物学的主要奠基人钱崇澍先生等人组织成立《中国植物志》编辑委员会，开始了漫长的编研之旅。直到 2004 年，《中国植物志》才完成全册出版，前后历时 45 年。
《中国植物志》。图片来源：frps.eflora.cn
经过 312 位编研人员，164 位绘图人员跨越四代的不懈努力，才有了这部旷世巨著的诞生。该书篇幅长达 5000 多万字，图版 9000 多幅，所载植物超过 3 万种，是目前世界上最大型、种类最丰富的科学专著。此项目获奖后，国家自然科学一等奖空缺了整整三年，僵局直到 2013 年才被打破。
最新获奖项目引争议
2014 年，中国国家自然科学一等奖再次“不落空”。被授予中国工程院院士张尧学团队的“透明计算”。然而这达成“一等奖连续两年不空缺”成就的获奖项目，却伴随着强烈争议。有计算机科学研究者指张尧学的工作和国家自然科学一等奖的得奖标准相去甚远。一些人甚至直斥这个项目根本不配获奖。在历史上同获此奖的众多研究面前，“透明计算”项目是否会自惭形秽？
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