陳軼翔/編譯

《自然》：2016年度十大科學(xué)人物

陳軼翔/編譯

引力偵探：加布里娜·岡薩雷斯

作為一名物理學(xué)家，她幫助首次捕捉到了人類尋找多時(shí)的引力波的直接信號

一年多以前，加布里娜·岡薩雷斯（Gabriela Gonzalez）正努力保守著自己人生中最大的秘密，在美國的兩個(gè)巨大探測器捕捉到了引力波的信號。引力波即愛因斯坦想象的存在于時(shí)空中的時(shí)空漣漪，但此前從未被直接探測到。在將該發(fā)現(xiàn)公之于眾之前，岡薩雷斯的工作就是帶領(lǐng)1 000多名科學(xué)家盡力仔細(xì)驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)。

通常這樣的消息是無法長期保密的，但鑒于該發(fā)現(xiàn)意義重大，研究小組用了近5個(gè)月的時(shí)間分析位于美國華盛頓州和路易斯安那州的激光干涉引力波天文臺（LIGO）探測器收到的數(shù)據(jù)。作為LIGO科學(xué)合作組織的發(fā)言人，岡薩雷斯是協(xié)調(diào)分散于世界各地機(jī)構(gòu)研究工作的關(guān)鍵負(fù)責(zé)人之一。例如，位于意大利比薩附近的Virgo干涉儀的研究者們與LIGO共享分析數(shù)據(jù)。

要指導(dǎo)如此意義重大的研究，岡薩雷斯的過人之處在于其多方面的才能。大多數(shù)物理學(xué)家在從業(yè)初期就已確定自己究竟要成為理論家還是實(shí)驗(yàn)家。岡薩雷斯在攻讀研究生時(shí)是一名理論物理學(xué)者，后來則轉(zhuǎn)向了實(shí)驗(yàn)研究工作，而且展現(xiàn)出非凡的能力。麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家，同時(shí)也是LIGO的創(chuàng)始人之一的雷納·韋斯(Rainer Weiss)說：“多方面的非凡能力使岡薩雷斯成為一名一流的科學(xué)家?！?/p>

岡薩雷斯認(rèn)為，LIGO中的每件事情自己都或多或少有所參與。有段時(shí)間，她擔(dān)負(fù)起了一項(xiàng)關(guān)鍵性任務(wù)：診斷干涉儀的性能，以確保其達(dá)到無與倫比的靈敏度，足以檢測出長達(dá)4 000米的干涉儀臂桿的1/1021的長度變化，大致相當(dāng)于DNA寬度比土星軌道長度。她領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并推動引力波研究人員和幾十名傳統(tǒng)天文學(xué)研究人員共同簽署了合作協(xié)議。他們將一道尋找能同時(shí)產(chǎn)生引力波和電磁波的現(xiàn)象，迎接即將到來的多信使天文學(xué)時(shí)代。

在宣布LIGO重大發(fā)現(xiàn)之前的幾個(gè)月里，岡薩雷斯和同事們異常忙碌，努力確保自己拿到無懈可擊的證據(jù)，因?yàn)樗麄兒芮宄瑲v史并未善待那些先前報(bào)道過引力波的研究者。最近一次是在2015年初，一家國際合作組織不得不撤銷了之前的聲明——置于南極的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了人類搜尋已久的引力波的間接信號。

在捕捉到引力波信號的一周之內(nèi)，相關(guān)傳言就開始泄露，記者們開始打電話求證，以此向LIGO施加壓力。岡薩雷斯透露，在長期的分析工作中，自己每做出一個(gè)重大決定之前都要先詢問同事們的意見。她的領(lǐng)導(dǎo)能力也受到了同事們的一致稱頌。韋斯說：“是她設(shè)法使我們完成了這漫長的分析工作?！?/p>

岡薩雷斯工作的大部分時(shí)間在巴吞魯日的路易斯安那州立大學(xué)，就在利文斯頓的LIGO干涉儀附近。她于2008年成為所在部門的第一位女性正教授。她說：“我在職業(yè)生涯中從未遭受過直接的性騷擾或性別歧視，但與其他人相比，我也許不得不更加努力地證明自己?！?/p>

岡薩雷斯透露，她作為LIGO發(fā)言人的本屆任期將于2017年3月結(jié)束，此后她將不再連任，而是繼續(xù)從事全職研究工作。她幫助建立的科學(xué)領(lǐng)域——引力波天文學(xué)剛剛迎來了曙光。她說：“一直以來，研究工作對我而言都是一場很有趣的旅程，而現(xiàn)在更加美好了。”

智能締造者：戴密斯·哈薩比斯

人工智能開發(fā)者，其設(shè)計(jì)的阿爾法圍棋程序戰(zhàn)勝了世界圍棋冠軍李世石

對于資深游戲玩家戴密斯·哈薩比斯(Demis Hassabis)來說，2016年3月份帶來的是人生最艱辛的一場比賽，雖然實(shí)際上他本人并未直接參與。當(dāng)他的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的電腦程序阿爾法圍棋與世界圍棋冠軍李世石進(jìn)行對決時(shí)，哈薩比斯站在一旁觀戰(zhàn)。阿爾法圍棋程序的勝出，標(biāo)志著人工智能領(lǐng)域的一個(gè)巨大勝利，同時(shí)也是哈薩比斯事業(yè)中又一項(xiàng)輝煌成就。

總部設(shè)在倫敦的DeepMind公司開發(fā)設(shè)計(jì)了阿爾法圍棋程序，作為該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人，哈薩比斯在激動興奮的同時(shí)，也松了一口氣。他說：“感覺就像是我們的探險(xiǎn)計(jì)劃成功了?！?/p>

這不僅僅是阿爾法圍棋程序的勝利。哈薩比斯要向世界展示機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的力量，希望有一天該技術(shù)應(yīng)用在能解決全球性問題的、擬人類的通用人工智能方面。

作為一個(gè)早慧的天才，青年時(shí)代的哈薩比斯就已勾畫出這一愿景。他是一個(gè)象棋神童，十幾歲時(shí)就開始設(shè)計(jì)出銷量數(shù)百萬的電子游戲，20歲出頭就開創(chuàng)了自己的公司。在拿到認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)博士學(xué)位后，他于2010年創(chuàng)立了DeepMind公司。4年后，該公司被谷歌據(jù)稱以4億英鎊（當(dāng)時(shí)約合6.5億美元）收購。

該公司的研究人員將神經(jīng)科學(xué)的靈感應(yīng)用于引人注目的人工智能任務(wù)，從語音合成到倫敦地鐵導(dǎo)航，應(yīng)用涉及各個(gè)方面。哈薩比斯說，每一個(gè)算法的復(fù)雜性都是以之前的算法為基礎(chǔ)的，并融入此前人工智能中各自獨(dú)立開發(fā)出來的功能。DeepMind公司的人工智能技術(shù)已經(jīng)從學(xué)習(xí)如何觀察并為實(shí)現(xiàn)愿景而采取行動，發(fā)展成為應(yīng)用人工智能來計(jì)劃和推理。在解決實(shí)際問題方面，研究團(tuán)隊(duì)利用機(jī)器學(xué)習(xí)將谷歌數(shù)據(jù)中心的用電量減少了15%，哈薩比斯希望該技術(shù)能夠得到更廣泛的應(yīng)用。

盡管DeepMind公司的研究人員會發(fā)布研究成果，但他們研究工作中的“半成品”一直是處于保密狀態(tài)，這使一些學(xué)者頗為惱怒。同時(shí)，一些數(shù)據(jù)隱私擁護(hù)者對于谷歌DeepMind公司計(jì)劃與英國國家衛(wèi)生署合作的事宜表示擔(dān)心。然而，科學(xué)家們?nèi)源罅坑肯蛟摴竟ぷ鳌?/p>

哈薩比斯為人謙遜而熱情。他在倫敦大學(xué)學(xué)院時(shí)候的博士生導(dǎo)師埃莉諾·馬圭爾(Eleanor Maguire)說：“哈薩比斯善于調(diào)動氣氛，只要一談到他感興趣的事情，氣氛就會熱烈起來?！痹诠芾砉镜耐瑫r(shí)要從事科學(xué)研究，意味著只能擠出凌晨幾小時(shí)的時(shí)間作科研，對此哈薩比斯毫不介意。他說：“我們從事的科研工作意義重大，我覺得為此做出一點(diǎn)犧牲是值得的?！?/p>

珊瑚礁哨兵：特里·休斯

一位珊瑚礁研究者為我們敲響了警鐘：位于澳大利亞大堡礁的珊瑚礁已大面積褪色變白

2016年3月份，當(dāng)飛臨澳大利亞大堡礁上空時(shí)，看到海面下一片片蒼白的斑塊，表明那里的大量珊瑚已經(jīng)死亡或?yàn)l臨死亡，特里·休斯（Terry Hughes）的心情異常沉重。

澳大利亞研究理事會珊瑚礁卓越研究中心主任休斯說，看到珊瑚礁白化的航空調(diào)查結(jié)果后，自己和學(xué)生們都忍不住悲泣。白化幾乎侵襲了整個(gè)大堡礁，初步調(diào)查顯示，北部81%的地區(qū)受損極為嚴(yán)重。這是大堡礁有記錄以來最具破壞性的珊瑚礁白化，而這只是整個(gè)太平洋區(qū)域珊瑚礁嚴(yán)重受損的一個(gè)縮影。

引發(fā)太平洋地區(qū)珊瑚礁嚴(yán)重破壞的是太平洋熱帶區(qū)域的一種強(qiáng)烈厄爾尼諾氣候變暖模式。異常高的水溫促使珊瑚排斥驅(qū)逐共生的蟲黃藻，而后者為珊瑚提供了大部分食物和鮮亮的顏色。白化之后，一些珊瑚可以恢復(fù)原樣，但其余的都會死亡。2016年10月和11月的后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，大堡礁北部700公里以內(nèi)，67%的潛水珊瑚已經(jīng)死亡。

當(dāng)強(qiáng)勢的厄爾尼諾在2015年突襲太平洋的時(shí)候，澳大利亞的研究人員就擔(dān)心會威脅到珊瑚的生存。因此，世界級資深珊瑚研究員休斯組建了研究團(tuán)隊(duì)，準(zhǔn)備一旦發(fā)生白化就去大堡礁進(jìn)行調(diào)查分析。團(tuán)隊(duì)規(guī)模不斷擴(kuò)大，最終擁有300名科學(xué)家。休斯說：“心里期盼著不要發(fā)生白化，但我們還是共同設(shè)定了一個(gè)非常詳細(xì)的研究計(jì)劃?！?/p>

白化發(fā)生時(shí)，休斯本人正致力于調(diào)查大堡礁的中央?yún)^(qū)域。在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了最初的調(diào)研之后，休斯事實(shí)上已經(jīng)成為這場珊瑚礁白化災(zāi)難的發(fā)言人。在白化引發(fā)媒體高度關(guān)注的那段時(shí)間里，休斯曾在1天之內(nèi)接受了35場采訪。

澳大利亞研究理事會研究人員鮑勃·普萊西（Bob Pressey）說：“在澳大利亞，甚至那些從未去過大堡礁或是也許永遠(yuǎn)都不會去那里的人都把大堡礁看作是一個(gè)國家標(biāo)志?！?/p>

此次的珊瑚危機(jī)與以往慣例有所不同。休斯說，對于白化事件的傳統(tǒng)慣性思維是，在蟲黃藻離開后，珊瑚慢慢地因饑餓而死亡。但2016年的水溫如此之高，導(dǎo)致很多珊瑚并未挨餓就已死亡，實(shí)際上它們是被熱死的。

在過去幾年中，隨著全球氣溫不斷創(chuàng)下新高，世界范圍的珊瑚都面臨著生存的困境。夏威夷、巴布亞新幾內(nèi)亞和馬爾代夫的珊瑚礁都已開始發(fā)生白化。2015年10月，美國國家海洋和大氣管理局宣布，全球范圍的珊瑚礁白化正在發(fā)生。

2016年，珊瑚礁白化擴(kuò)散到了澳大利亞、日本和太平洋其他地區(qū)。研究人員認(rèn)為，氣候變化促使基準(zhǔn)溫度的攀升，那么白化將更加頻繁地侵襲珊瑚礁。在某些情況下，過于頻繁的白化事件可能會導(dǎo)致大多數(shù)珊瑚再也無法存活。

休斯現(xiàn)在還不準(zhǔn)備放棄大堡礁。但近期的白化事件使得珊瑚處于一種很虛弱的狀態(tài)，容易遭到病原體和捕食者的攻擊。在不久的將來，會發(fā)生另一次白化事件，將對珊瑚造成更進(jìn)一步的傷害。休斯說：“我們想告訴大家的是，留給人類應(yīng)對氣候變化的時(shí)間已經(jīng)不多了?！?/p>

降溫者：古斯·維德斯

一位大氣化學(xué)家，為國際氣候協(xié)議的達(dá)成奠定了基礎(chǔ)

大氣化學(xué)家?guī)椭仁澜绲那闆r并不常見，而古斯·維德斯（Guus Velders）在2016年10月份就得到了這樣一個(gè)機(jī)會。當(dāng)時(shí)他正參加在盧旺達(dá)首都基加利舉行的國際會議，會議主題是爭取逐步淘汰氫氟烴（HFC）的生產(chǎn)和使用，HFC是一種極強(qiáng)的溫室氣體，被廣泛用于空調(diào)中。

安排開始消除HFC的時(shí)間表頗為緊迫，對此大多數(shù)國家都表示同意，而印度和其他幾個(gè)國家則想要寬限4年的時(shí)間。維德斯將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入了自己筆記本電腦中的一個(gè)模型里，之后告訴與會代表，這個(gè)時(shí)間上的讓步對地球幾乎沒有什么影響。

這個(gè)結(jié)論加上他之前的研究成果，為一份廣受贊譽(yù)的全球協(xié)議的達(dá)成鋪平了道路，最終該協(xié)議于2016年10月15日簽署。維德斯是一位溫文爾雅的研究員，供職于荷蘭比爾特霍芬的國家公共衛(wèi)生及環(huán)境研究院。他對于自己在會議中發(fā)揮的作用感到很自豪，他說：“這是我第一次直接促成全球氣候協(xié)議的達(dá)成。”

然而，這絕非巧合。同事們說，在HFC排放方面，維德斯已成為世界級專家，在基加利舉行的會議上，不可能找出第二個(gè)可以做出如此快速分析的人。維德斯與其他科學(xué)家一道幫助修正《蒙特利爾議定書》，使其由一個(gè)旨在保護(hù)平流層中臭氧層的國際協(xié)議，變成一個(gè)對抗全球變暖的工具。

屬于議定書管轄范圍的制冷劑，也是極強(qiáng)的溫室氣體。維德斯研究團(tuán)隊(duì)表示，在控制全球氣溫方面，《蒙特利爾議定書》比《京都議定書》實(shí)際上更為有力。最近，該團(tuán)隊(duì)推算出了21世紀(jì)可能由HFC造成的全球變暖程度，為有關(guān)HFC協(xié)議（作為《蒙特利爾議定書》的修正案）的達(dá)成奠定了基礎(chǔ)。

治理與可持續(xù)發(fā)展研究所是位于美國華盛頓的一家倡導(dǎo)團(tuán)體，該機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人杜伍德·茲萊克（Durwood Zaelke）說：“維德斯團(tuán)隊(duì)總是能夠在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間給出恰當(dāng)?shù)拇鸢浮？梢钥隙ǖ卣f，沒有他們，協(xié)議是無法達(dá)成的?！?/p>

現(xiàn)在對于維德斯團(tuán)隊(duì)而言，又重新回到了原點(diǎn)。由于新達(dá)成的協(xié)議規(guī)定要逐步淘汰HFC的生產(chǎn)和使用，因此維德斯團(tuán)隊(duì)之前提出的對HFC排放量未來會如何增長的設(shè)想也就宣告廢棄無效了。對這種“挫敗”，維德斯當(dāng)然是很樂意接受的。

寨卡病毒偵探：賽莉娜·杜爾基

一位與時(shí)間賽跑的內(nèi)科醫(yī)師，試圖解開巴西東北部的醫(yī)學(xué)謎團(tuán)

2016年對于寨卡病毒的恐懼遍及了全世界，焦點(diǎn)則集中在巴西這個(gè)美洲大陸上第一個(gè)出現(xiàn)寨卡疫情的國家。一些研究人員甚至呼吁應(yīng)推遲原定于8月在里約熱內(nèi)盧舉辦的奧運(yùn)會。賽莉娜·杜爾基（Celina M.Turchi）則選擇遠(yuǎn)離喧囂的媒體，奮戰(zhàn)于巴西東北部寨卡疫情第一線，試圖解開這個(gè)醫(yī)學(xué)謎團(tuán)。

杜爾基是一位內(nèi)科醫(yī)師，同時(shí)也是傳染病專家，自2015年9月起，她的生活就被寨卡病毒徹底打亂了。當(dāng)時(shí)，衛(wèi)生部要求她去調(diào)查她的家鄉(xiāng)伯南布哥州新生兒小頭畸形（頭和腦部異常?。┎±眲∩仙那闆r。她很快確信這個(gè)國家已進(jìn)入了公共衛(wèi)生緊急狀態(tài)。她說：“作為一名流行病學(xué)家，我無論如何也想象不到小頭畸形會成為新生兒流行病。”

在累西腓阿熱烏·麥哲倫醫(yī)療研究中心工作的杜爾基，立即聯(lián)系世界各地的科學(xué)家尋求幫助。她成立了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)工作任務(wù)組，成員包括流行病學(xué)家、傳染病學(xué)家、兒科醫(yī)生、神經(jīng)學(xué)家和生殖生物學(xué)家。杜爾基說，當(dāng)時(shí)面臨著巨大的挑戰(zhàn)：對于寨卡病毒沒有可靠的實(shí)驗(yàn)室測試，而對于小頭畸形的病例定義也尚未達(dá)成共識。但網(wǎng)絡(luò)工作組的努力終于有了回報(bào)，杜爾基和同事們最終找到了足夠的證據(jù)證明孕期前3個(gè)月寨卡病毒的感染與新生兒小頭畸形之間存在聯(lián)系。

然而杜爾基認(rèn)為，醫(yī)學(xué)謎團(tuán)還遠(yuǎn)未解開。盡管寨卡病毒已經(jīng)蔓延整個(gè)美洲，但之前預(yù)計(jì)巴西東北部以外地區(qū)小頭畸形病例將激增的情況并未發(fā)生。對此，杜爾基和她的任務(wù)組正在試圖找原因。杜爾基表示，當(dāng)自己開始進(jìn)入累西腓的各個(gè)醫(yī)院調(diào)查疫情的時(shí)候，不得不大膽創(chuàng)新，沒有現(xiàn)成的書本可以參考，而現(xiàn)在她和同事們正在自己撰寫。

論文俠盜：亞歷山德拉·埃爾巴克彥

付費(fèi)論文盜竊網(wǎng)站的創(chuàng)始人，受到贊譽(yù)的同時(shí)卻也面臨訴訟

僅僅幾年時(shí)間，亞歷山德拉·埃爾巴克彥（Alexandra Elbakyan）就從一名信息技術(shù)專業(yè)的學(xué)生一下變成了知名逃犯。

2009年，埃爾巴克彥還是一名在校研究生，在哈薩克斯坦的阿拉木圖進(jìn)行畢業(yè)項(xiàng)目研究，因?yàn)橹Ц恫黄鹳M(fèi)用而無法閱讀很多學(xué)術(shù)論文，使她頗為沮喪。在這種情況下，她學(xué)會了如何規(guī)避出版商的付費(fèi)墻。

她的技術(shù)很快廣受歡迎。當(dāng)埃爾巴克彥看到科學(xué)家們請求在網(wǎng)絡(luò)論壇上獲取無法訪問的論文時(shí)，她都很樂意提供幫助。她說：“我發(fā)送了很多原本需要付費(fèi)的論文，收到了無數(shù)致謝。”2011年，她決定將過程自動化，創(chuàng)立了Sci-Hub，一個(gè)盜竊網(wǎng)站，通過規(guī)避付費(fèi)墻而免費(fèi)獲得研究論文的副本，可以向任何發(fā)出請求的人提供服務(wù)。2016年，由于主流媒體的關(guān)注，越來越多的人開始對Sci-Hub感興趣，Sci-Hub的使用率也隨之飆升。根據(jù)埃爾巴克彥提供的數(shù)據(jù)，該網(wǎng)站目前擁有大約6 000萬篇論文，去年下載量為4 200萬次，2016年則有望突破7 500萬次，據(jù)估計(jì)，占全球科技出版商總下載量的3%左右。

這是在大規(guī)模地破壞版權(quán)，埃爾巴克彥面臨的有贊揚(yáng)、有批評，甚至還有一場訴訟。很少有人支持她的違法行為，但很多人認(rèn)為Sci-Hub推動了開放獲取運(yùn)動的發(fā)展，倡導(dǎo)論文應(yīng)該被合法地免費(fèi)閱讀并重復(fù)使用。美國加州大學(xué)伯克利分校生物學(xué)家邁克爾·艾森（Michael Eisen）是開放獲取運(yùn)動的支持者，他說：“她的做法令人敬佩。難以獲取科學(xué)文獻(xiàn)對很多人而言是巨大的不公，而她一下子就解決了這個(gè)問題。”

在網(wǎng)站運(yùn)行的最初幾年里，一切風(fēng)平浪靜。但最終它的發(fā)展規(guī)模之大，使得訂閱出版商無法熟視無睹。2015年，荷蘭的愛思唯爾公司在出版行業(yè)的廣泛支持下，以侵犯版權(quán)和黑客入侵為由在美國向埃爾巴克彥提起訴訟。如果敗訴，埃爾巴克彥將不得不支付數(shù)百萬美金作為賠償，而且有可能被判入獄。（也正是因此，埃爾巴克彥并未透露自己所在位置，而且她是以加密的電子郵件和短信的方式接受采訪的。）2015年，美國的一位法官下令將Sci-Hub關(guān)閉，但這個(gè)網(wǎng)站很快以另外的域名再次運(yùn)行。埃爾巴克彥說，Sci-Hub在中國、印度和伊朗最受歡迎，但用戶中大約有5%來自美國。

埃爾巴克彥發(fā)現(xiàn)自己的名字被刊登在報(bào)紙的顯著位置，她說自己通常每周會收到上百條表示支持的信息，還有人捐款。她感覺自己負(fù)有道德上的責(zé)任來保住自己的網(wǎng)站，因?yàn)橛脩粜枰@個(gè)網(wǎng)站來繼續(xù)他們的工作。她說：“運(yùn)行Sci-Hub這樣一個(gè)論文獲取網(wǎng)站有什么不對的嗎？或者很丟臉嗎？我覺得沒有，因而我可以坦然面對自己的行為。”

反對者和支持者都一致認(rèn)為，即使某一天Sci-Hub不再運(yùn)行，它也將會產(chǎn)生持久的影響。位于美國北卡羅來納州卡勃羅的一家非營利性公司Impactstory，旨在幫助科學(xué)家追蹤其在線輸出的影響，該公司的創(chuàng)始人之一希瑟·皮沃瓦（Heather Piwowar）說：“未來發(fā)展趨勢是普遍的開放獲取。我們覺得，Sci-Hub讓收費(fèi)獲取的出版商們感到惶恐不安。這也正是我們期待看到的，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候，只有恐懼才能讓這些出版商們做出正確的事情，轉(zhuǎn)向開放獲取的模式?！?/p>

無論這一說法正確與否，埃爾巴克彥都將繼續(xù)建設(shè)Sci-Hub，尤其要擴(kuò)充年代久遠(yuǎn)的文獻(xiàn)資料庫，同時(shí)她還在攻讀科學(xué)史的碩士學(xué)位。她說：“網(wǎng)站是我自己在維護(hù)建設(shè)，但如果將來有一天我被阻止了，將會有其他人接手?！?/p>

生殖醫(yī)學(xué)倫理挑戰(zhàn)者：張進(jìn)

一位內(nèi)科醫(yī)師，成功執(zhí)行了一項(xiàng)頗具爭議的體外受精技術(shù)

2016年9月，生殖醫(yī)學(xué)專家張進(jìn)宣布已利用頗具爭議的“三親共育技術(shù)”使一名健康男嬰出生，在科學(xué)界引起了各種褒貶不一的激烈反應(yīng)：震驚、憤怒、質(zhì)疑和祝賀。

“三親共育技術(shù)”是為了防止嬰兒遺傳與線粒體有關(guān)的疾病。但出于倫理和安全方面的考慮，美國禁止在未經(jīng)許可的條件下進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)操作?，F(xiàn)就職于紐約市新希望輔助生殖中心的張進(jìn)，在該中心位于墨西哥的一家診所里執(zhí)行了該項(xiàng)技術(shù)。

批評者認(rèn)為這樣做是試圖逃避監(jiān)管，并指責(zé)他未能以論文形式發(fā)布成果，而僅是在會議上宣布。對此，張進(jìn)不予理會。他說：“最重要的不是向全世界宣告成果，而是要有一個(gè)健康的嬰兒。”

一直以來，張進(jìn)都在不斷挑戰(zhàn)科學(xué)與道德的界限。20世紀(jì)90年代，他曾與紐約大學(xué)蘭貢醫(yī)學(xué)中心生殖內(nèi)分泌學(xué)家杰米·格里福（Jamie Grifo）合作開發(fā)一項(xiàng)技術(shù)，用年輕卵子中的線粒體來替代衰老的線粒體，旨在幫助高齡婦女懷孕。這項(xiàng)技術(shù)相當(dāng)于2016年張進(jìn)使用技術(shù)的另一個(gè)版本，但并未成功。

2001年當(dāng)美國監(jiān)管機(jī)構(gòu)開始限制這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，張進(jìn)和他在中國的合作者們接手了這份工作。2003年，張進(jìn)的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了多個(gè)胚胎，并將其移植到一個(gè)女性體內(nèi)。結(jié)果所有的胎兒都流產(chǎn)了，隨后中國也禁止了此項(xiàng)技術(shù)。

格里福和其他一些人對張進(jìn)的最新成果表示贊賞。格里福說：“這項(xiàng)技術(shù)終于成功了，這是很了不起的事情?！钡簧偃藢π孪Ｍ麍F(tuán)隊(duì)進(jìn)行指責(zé)。位于波特蘭的俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)的干細(xì)胞科學(xué)家舒克拉特·米塔利波夫（Shoukhrat Mitalipov）說：“他們所做的很多事情根本就是不安全的，例如，向供體卵子內(nèi)注入的那種藥物可能會導(dǎo)致染色體異常。”

張進(jìn)并未受到這些指責(zé)的影響。他透露，很多存在線粒體疾病風(fēng)險(xiǎn)的家庭都表示對他的技術(shù)感興趣，而他也希望能夠在其他國家執(zhí)行這項(xiàng)技術(shù)。他說：“未來5到10年，人們也許會說，‘當(dāng)初我們太傻了，干嘛要反對呢？’我覺得你必須讓大家看到這項(xiàng)技術(shù)為人類帶來的好處?！?/p>

CRISPR警示者：凱文·艾維特

一位年輕有為的生物學(xué)家，認(rèn)為基因驅(qū)動的倫理比實(shí)驗(yàn)更重要

十歲那年的加拉帕戈斯群島之旅使凱文·艾維特（Kevin Esvelt）第一次對生物的進(jìn)化萌發(fā)了興趣。他站在那里，為眼前的景象驚嘆不已：鬣蜥、鳥類、物種的多樣化，這是曾讓查爾斯·達(dá)爾文激發(fā)靈感的地方。艾維特發(fā)誓要理解進(jìn)化論，并且要對它做出改進(jìn)。他說：“關(guān)于這些生物是怎樣形成的，我想要了解更多。而且坦白說，我想要有自己的理解。”

如今，艾維特已經(jīng)成為一位年輕有為的生物學(xué)家。他在麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)立了自己的實(shí)驗(yàn)室，之后不到一年的時(shí)間，他就成為基因驅(qū)動這項(xiàng)頗有爭議技術(shù)的先驅(qū)研究者之一。他的方法是利用CRISPR-Cas9基因編輯來規(guī)避進(jìn)化，迫使基因在種群中迅速傳播。這種方法可以用來消滅諸如瘧疾等蚊媒傳染病，或用來根除入侵物種。但與此同時(shí)，它也有可能引發(fā)意想不到的生態(tài)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)或被用來制造生物武器。

2013年，艾維特在研究Cas9酶的時(shí)候，突然產(chǎn)生了CRISPR基因驅(qū)動的想法。他說：“當(dāng)時(shí)想到這將使人類擺脫瘧疾，我真是欣喜若狂。但后來我又想，嗯，等會兒，還有個(gè)問題?！?/p>

有了這個(gè)想法，艾維特一直著力強(qiáng)調(diào)倫理問題重于試驗(yàn)。2014年，在自己尚未證實(shí)CRISPR-Cas9基因驅(qū)動的作用之前，艾維特已首次發(fā)出了警示，號召公眾展開對基因驅(qū)動的討論。自那時(shí)起，艾維特和同事們就展示了如何使基因驅(qū)動更加安全，以及如何逆轉(zhuǎn)其影響。

艾維特的倡導(dǎo)在2016年開始有了成效。世界范圍的研究者和政策制定者一直在討論這項(xiàng)技術(shù)，一份來自美國國家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)學(xué)院的報(bào)告敦促基因驅(qū)動研究應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去，但須保持謹(jǐn)慎。在加州大學(xué)河濱分校從事基因驅(qū)動研究的奧馬爾·阿克巴里（O-mar Akbari）認(rèn)為，艾維特的倡導(dǎo)引發(fā)了公眾對基因驅(qū)動研究的關(guān)注，同時(shí)為這項(xiàng)技術(shù)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間吸引到了資金。阿克巴里說：“這些都應(yīng)當(dāng)歸功于凱文·艾維特，他做到了很多科學(xué)家難以做到的事情?！?/p>

行星獵人：圭勒姆·埃斯庫德

一位天文學(xué)家，探測到了已知的距離地球最近的系外行星

2016年年初，當(dāng)電腦屏幕上顯示出一個(gè)外星世界存在的證據(jù)時(shí)，圭勒姆·安拉達(dá)·埃斯庫德（Gulillem Anglada-Escudé）并不意外。之前他就幾乎可以肯定，有一顆地球大小的行星繞比鄰星軌道運(yùn)行，比鄰星是距太陽最近的恒星，二者之間僅有1.3秒差距（即4.2光年）。

對于倫敦大學(xué)瑪麗女王學(xué)院的天文學(xué)家安拉達(dá)而言，這個(gè)發(fā)現(xiàn)帶來的與其說是震驚，不如說是安慰。一直以來，他和同事們共同奮戰(zhàn)在競爭激烈的行星搜尋領(lǐng)域，想要占據(jù)一席之地。這顆繞比鄰星軌道運(yùn)行的地球大小的行星的發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了他們的研究之路是正確的。安拉達(dá)說：“我們成功了?！?/p>

這顆已知的距離地球最近的系外行星的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了公眾的無限遐想。人們想知道，在這個(gè)宇宙，地球之外的其他地方是否有生命的存在，天文學(xué)家又能否發(fā)現(xiàn)它們。

當(dāng)初也正是這樣的問題讓安拉達(dá)選擇了行星搜尋這個(gè)領(lǐng)域。他從小就是一個(gè)科幻迷，在西班牙的巴塞羅那附近長大。他的天文職業(yè)生涯始于為歐洲空間局的蓋婭項(xiàng)目（繪制10億顆恒星的三維星圖）做數(shù)據(jù)模擬。后來，他轉(zhuǎn)而利用自己的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力去搜尋系外行星。他開發(fā)了一種方法，從世界首臺地面行星搜尋設(shè)備——?dú)W南天文臺位于智利拉西亞的高精度徑向速度行星搜索器（HARPS）——搜尋的數(shù)據(jù)中提取微弱的行星信號。

米科·杜米（Mikko Tuomi）是英國赫特福德大學(xué)的一位天文學(xué)家，同時(shí)也是安拉達(dá)的合作者。他說：“安拉達(dá)是個(gè)天才，別人局限于細(xì)節(jié)的時(shí)候，他卻能縱觀全局?！?/p>

但安拉達(dá)很快陷入了一場學(xué)術(shù)爭論之中，與其他研究者爭奪一顆行星的發(fā)現(xiàn)人的資格，那顆行星體積比地球大、比海王星小，繞恒星Gliese 667 c軌道運(yùn)行。安拉達(dá)說：“我本可以離開這個(gè)領(lǐng)域做其他的事情，但我早已下定決心，要勇往直前地研究下去。”

安拉達(dá)潛心研究HARPS搜尋到的數(shù)據(jù)，他發(fā)表了一篇又一篇的論文，探討自己在數(shù)據(jù)背景噪聲中發(fā)現(xiàn)的行星信號。接著，似乎是對所有保密和競爭做出的反擊，安拉達(dá)開始公開搜尋一顆繞比鄰星運(yùn)行的行星。

他組建起一個(gè)團(tuán)隊(duì)，獲得了HARPS和其他望遠(yuǎn)鏡的觀測時(shí)間，后者可以仔細(xì)檢查他們所發(fā)現(xiàn)的可能證明行星存在的證據(jù)是否是由近似行星信號的恒星活動引起的。（很多聲稱發(fā)現(xiàn)了系外行星的研究都存在這個(gè)問題。）研究者們幾乎把自己獲得的全部細(xì)節(jié)都放到了一個(gè)外聯(lián)網(wǎng)站和社交媒體賬號上。安拉達(dá)說：“如此透明的做法似乎完全沒有危險(xiǎn)，我們覺得其他人是不會這樣做的?！?/p>

幾天之內(nèi)，他們就證實(shí)了行星的存在；幾周之內(nèi)，他們就提交了一份手稿，詳細(xì)地?cái)⑹隽诉@一發(fā)現(xiàn)。這顆被命名為比鄰星b的行星，體積至少是地球的1.3倍，繞比鄰星1周需要11.2天的時(shí)間。

盡管該行星距離比鄰星很近，但仍處于“易居帶”內(nèi)，其表面可能存在液態(tài)水。這使得它不僅僅是目前被證實(shí)的3 500多顆系外行星中已知的距離地球最近的一顆，而且還是有可能存在外星生命的一個(gè)星球，這對于研究者和科幻迷來說無疑是雙重驚喜。

在將論文發(fā)表于2016年8月的《自然》雜志之前，安拉達(dá)曾向英國科幻作家、小說《比鄰星》的作者斯蒂芬·巴克斯特（Stephen Baxter）發(fā)送了電子郵件。兩人在通信中探討了這樣的問題：如果有一個(gè)星球，它的某半球體都永久性地面對著一個(gè)耀眼的恒星（如比鄰星），在它上面若存在生命會是什么樣子。

人們最終將有機(jī)會近距離觀察比鄰星b。突破攝星項(xiàng)目計(jì)劃將激光驅(qū)動的微小航天器艦隊(duì)發(fā)送到一顆附近的恒星上，因?yàn)榫嚯x最近，比鄰星可能會成為最佳選擇。

接下來，安拉達(dá)要調(diào)查研究比鄰星b是否存在凌星現(xiàn)象，也就是說從地球上看，它是否會從比鄰星前方通過。這種可能性并不大，但如果有的話，當(dāng)比鄰星的光穿過比鄰星b大氣層的時(shí)候（當(dāng)然前提是比鄰星b有大氣層的存在），就可以收集到更多的科學(xué)信息。

如果比鄰星b不存在凌星現(xiàn)象，那么安拉達(dá)就會轉(zhuǎn)而研究分析其他行星的信號了。

多元化開拓者：埃琳娜·朗

一位跨性別物理學(xué)家，為提高社會對少數(shù)群體的接納與認(rèn)可鋪平了道路

物理學(xué)家通常很樂意以全新的方式看待世界，但他們首先要看的是數(shù)據(jù)。這是擺在埃琳娜·朗（Elena Long）面前的一個(gè)問題。作為一位核物理學(xué)家，她一直努力提高物理界對性取向少數(shù)群體和性別少數(shù)群體的包容與認(rèn)可。她說：“我們之前并無任何數(shù)據(jù)，因?yàn)槿藗兤毡檎J(rèn)為這樣去問（你屬于少數(shù)群體嗎？）是很不禮貌的。就像是‘第二十二條軍規(guī)’（譯者注：比喻左右為難的困境。出自美國作家J.Heller的小說《第二十二條軍規(guī)》）。”美國物理學(xué)會（APS）首開先河，進(jìn)行了這方面的調(diào)查，致力于了解女同性戀、男同性戀、雙性戀和跨性別（LGBT）物理學(xué)家的經(jīng)歷。埃琳娜·朗正是該調(diào)查的設(shè)計(jì)者之一。

APS于2016年3月召開的會議上公布了令人震驚的調(diào)查結(jié)果，現(xiàn)場座無虛席。接受調(diào)研的324名科學(xué)家中，有超過1/5的人在過去一年的工作中遭到排斥、威脅或騷擾。跨性別物理學(xué)家受到歧視的比率最高。埃琳娜·朗本人就是一名跨性別者，她對這樣的調(diào)查結(jié)果絲毫沒有感到意外。2009年，她開始在弗吉尼亞州紐波特紐斯市的托馬斯杰斐遜國家加速器實(shí)驗(yàn)室攻讀博士學(xué)位，那里缺乏對跨性別者的就業(yè)保護(hù)和醫(yī)療福利，也沒有LGBT的社會支持團(tuán)體，埃琳娜·朗感到很孤單。她說：“在那里，我熱愛自己的工作，也熱愛自己的研究，但是環(huán)境氛圍實(shí)在令我難以忍受?！?/p>

因此，她組建了LGBT物理學(xué)家支持團(tuán)體，開始敦促APS給予LGBT物理學(xué)家更多的包容與認(rèn)可，最終APS成立了專門的委員會，收集關(guān)于LGBT歧視的數(shù)據(jù)。埃琳娜·朗透露，很多物理學(xué)家甚至根本無法理解該調(diào)查研究的必要性?？茖W(xué)技術(shù)工程數(shù)學(xué)學(xué)會 （OSTEM）的委員會成員塞繆爾·布林頓（Samuel Brinton）表示，多虧埃琳娜·朗和同仁們的努力，物理學(xué)界在處理這類問題方面已經(jīng)成為科學(xué)界的典范。他說：“事實(shí)上，他們的努力使我們能夠推動其他科學(xué)領(lǐng)域在這一問題上向更好的方向轉(zhuǎn)變。”APS接受了3月份報(bào)告中所提出的建議。8月，APS的一個(gè)重要分部以投票方式?jīng)Q定，2018年的會議將不在原定的北卡羅來納州夏洛特市舉行，因?yàn)樵撝萦幸粭l法律規(guī)定人們必須按照出生時(shí)的性別使用相應(yīng)的公共廁所。

與此同時(shí)，埃琳娜·朗獲得了實(shí)驗(yàn)室頒發(fā)的兩項(xiàng)青年科學(xué)家獎，并成為兩項(xiàng)新型加速器實(shí)驗(yàn)的負(fù)責(zé)人之一。埃琳娜·朗在新罕布什爾大學(xué)的博士后導(dǎo)師卡爾·斯利弗（Karl Slifer）說：“我認(rèn)識很多做義工的博士后，義務(wù)工作常常會影響到他們的科研。但我從未看到埃琳娜有這樣的問題?！保òＡ漳取だ拾炎约簢?yán)格的時(shí)間管理歸因于親手設(shè)計(jì)的一個(gè)電腦程序，用來規(guī)劃自己的每一小時(shí)。）

現(xiàn)在，埃琳娜·朗正幫助APS建立一個(gè)專注于多樣化和包容性的成員小組，希望將來這個(gè)小組能夠幫助其他少數(shù)群體中的科學(xué)家得到廣泛的接納和認(rèn)可。她說：“我想，在物理界一定還有一些人，他們面臨的問題是我想象不到的。我希望他們可以不必等上7年，就能夠擁有自己的地位和發(fā)言權(quán)?！?/p>

展望：2017年度科學(xué)人物

科里·巴格曼（Cori Bargmann）：陳·扎克伯格項(xiàng)目科研主席。巴格曼是這項(xiàng)30億慈善資金研究項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，該項(xiàng)目致力于2100年之前治愈、預(yù)防并控制所有疾病。

羅伯特·芬德漢斯（Robert Feidenhans’l）：歐洲X射線自由電子激光裝置公司董事長。作為世界上最強(qiáng)大的X射線自由電子激光裝置公司的新任負(fù)責(zé)人，芬德漢斯將指揮價(jià)值12億歐元（折合13億美元）的裝置籌備，預(yù)期2017年年中將全部投入使用。

杰夫·博伊科(Jef Boeke)：人類基因組編寫計(jì)劃的聯(lián)合負(fù)責(zé)人。博伊科是這項(xiàng)宏大的人類基因組合成計(jì)劃的主要負(fù)責(zé)人之一，他與同仁們即將完成酵母基因組的編寫工作。

吳偉仁：中國探月計(jì)劃總設(shè)計(jì)師。中國計(jì)劃于2017年下半年發(fā)射嫦娥5號月球探測器，進(jìn)行自20世紀(jì)70年代以來的首次月面巖石采集并帶回地球。

瑪西婭·麥克納特（Marcia McNutt）：美國國家科學(xué)院主席。麥克納特曾在美國總統(tǒng)奧巴馬內(nèi)閣任職。特朗普總統(tǒng)入主白宮時(shí)，麥克納特將作為美國科學(xué)界的代表發(fā)揮核心作用。

[資料來源：Nature][責(zé)任編輯：彥 隱]