Nature 一年一度的十大科学人物、十大科学事件来了。
今年的科学界,依旧精彩纷呈、群星璀璨:
AlphaFold2 震撼整个生物学界、中美火星车先后成功着陆、疫情之下疫苗和新变种研究还在加速推进……
在这众多科学进展中,Nature 每年都会评选出一些重要时刻、以及在重要时刻中发挥作用的个人。
目光不仅限于研究,更会看到科学对整个社会产生的影响。
人物方面,我们首先注意到了“天问一号”总设计师张荣桥荣登榜单;AlphaFold2 项目领队也位列其中。
μ 子磁性超预测值、CRISPR 在人体内编辑基因成为年度突破科学事件。
新冠疫情成为 Nature 最关注领域,相关人和事在两个榜单中占据 5 个席位。
极端气候、探索火星、医药研究仍旧是学界关注的焦点。
因为入选的人与事件中很多存在关联,为了方便大家完整了解各个话题上发生的故事,我们对两个榜单内容进行了重新整理。
下面以话题为线索,一起来看看科学界这一年发生的大事和值得关注的个人。
“天问一号”总设计师张荣桥上榜
在今年的年度十大人物榜单中,我们看到了一位熟悉的身影。
我国首次火星探测任务的总设计师 —— 张荣桥。
今年,我国首个火星探测器“天问一号”成功在火星着陆时,他曾难掩激动、忍不住落下泪水。
这一新闻让不少人为之动容,Nature 在对张荣桥的介绍中,也提到了这个细节。
公开资料显示,张荣桥生于 1966 年,安徽省祁门县安凌镇人。1988 年本科毕业于西安电子科技大学,1991 年于中国空间技术研究院获得硕士学位。
他长期工作在航天科技一线,在电磁场与微波技术方面具有较高学术造诣,目前还兼任西安电子科技大学教授。
“十年磨一剑”—— 是张荣桥对于我国首次圆满完成火星探测任务的感受。
Nature 用天体生物学家大卫・弗兰纳里的一段话评价了张荣桥的工作:
这是一项异常艰巨的任务。
中国在航天方面的突破,将随着下一轮探测任务的进行而一起到来。
至此,中国也成为世界上第三个成功登陆火星的国家。
而在大洋的另一端,美国宇航局的“毅力号”火星车也于更早些时候成功降落于火星。
阿拉伯联合酋长国的“希望号”还曾在环地球轨道上拍下火星“极光”照片。
因此,Nature 将探索火星列为年度十大事件之一。
AlphaFold2 改变了结构生物学
作为 AI + 结构生物学领域的重大突破,AlphaFold2 预测人类 98.5% 的蛋白质并开源数据库也入选十大科学事件。
芝加哥大学生物物理学家 Tobin Sosnick 认为,2021 年之后,结构生物学的面貌被彻底改变。
这其中,AlphaFold 项目的领队 John Jumper 做出了很大贡献,他也因此入选 Nature 年度十大人物。
2018 年时,他带领团队做出第一版 AlphaFold 并在两年一度的 CASP 竞赛中胜出。
但当时的预测精度还远远达不到人工实验的水平,进一步提升性能的努力也遇到障碍。
是 Jumper 的坚持让团队最终选择抛弃前面的成果,从头开始设计出 AlphaFold2,并取得颠覆性的成绩。
Jumper 本人的经历让他不惧怕转变方向、从头再来。
他在剑桥大学攻读凝聚态物理博士的时候,中途却发现这并不是他真正想要研究的。
拿到硕士学位之后,他转行去做用计算机模拟蛋白质的工作,感到把人工智能技术用到科学研究上“真的很神奇”。
看到 DeepMind 公司透露他们要解决蛋白质结构预测问题后,Jumper 去申请了相关职位。
如果没有 DeepMind,我可能已经离开学术界了。
年度十人十事,5 个与新冠疫情有关
2021 年,全球仍旧在被新冠肺炎疫情困扰,学界对此也更加关注。
在今年的年度十大人物中,有三位学者的上榜原因,都是因为他们为对抗疫情做出了重大贡献。
首先要说的,便是新冠最新变种奥密克戎的发现者 Tulio de Oliveira。
由于他在短时间内就通过测序手段明确了毒株的基因序列,对非洲乃至全世界疫情防控都具有重大意义。
去年,他还曾在南非的样本中发现了新冠贝塔变种毒株。
更早些时候,他还用自己创建的 KRISP 技术追踪过登革热、寨卡、艾滋病、结核病等常见传染病背后的病原体。
接下来要说的是 Winnie Byanyima,她是联合国艾滋病规划署执行主任。
由于对社会平等、平权等问题格外关注,温妮曾在新冠疫苗诞生之初,就大力呼吁让所有人都能免费接种疫苗,并在国际上产生巨大影响。
今年 5 月,在她的一系列呼吁和行动下,美国政府宣布放弃对 COVID-19 疫苗的专利保护,让全世界更多人可以接种疫苗。
最后一位则是英国流行病学家 Meaghan Kall。
今年年初,她在推特上向公众揭露了一份英国新冠肺炎报告,曾引发广泛热议。
同时在舆论层面,她的行动也掀起了人们对英国政府防疫措施方面的批评和谴责,对防疫行动具有深刻影响。
更广范围来看,从去年开始,全球科学家们都在与新冠病毒赛跑,在疫苗方面不断展开一系列攻关。
但是病毒也在不断变异,由此疫苗是否对变种病毒有效、是否要接种加强针,也成为学界、社会上热议的话题。
由此,Nature 评选年度十大事件中,新冠疫苗话题便占有 2 个席位。
谷歌被开除员工创办新研究机构
入选 Nature 年度十大人物的还有前谷歌 AI 伦理研究员 Timnit Gebru。
她被解雇一事引起了 AI 圈轩然大波,1400 名员工联名谴责开除她的谷歌大脑负责人 Jeff Dean。
不过她入选的真正原因是她离开谷歌后的新去向:
她创办了独立研究机构 DAIR,继续做 AI 伦理方面的研究,特别是大型科技企业的 AI 研发和部署对社会带来的影响。
她从以往的工作经历中看到,像谷歌这样的大型公司更容易因外部声音而作出改变。
Gebru 被开除一事后续波及到了更多人。
AI 伦理团队 Margaret Mitchell 因用脚本在公司内网搜寻支持 Gebru 的证据被开除,现在她是一名独立研究者。
谷歌大脑创始成员之一 Samy Bengio 辞职的原因也与此相关,后来他加入了苹果公司。
μ 子磁性超预测值,或颠覆物理学标准模型
物理方面,美国费米实验室学者找到未知粒子存在证据,可以说是年度轰动大事件。
他们发现,世界上可能还有标准模型未能预言的粒子。
也就是说,物理学界 50 年来奉为圭臬的粒子物理标准模型,可能被颠覆。
要知道,标准模型是解释夸克、电子等微观粒子的物理模型,在微观领域取得了巨大的成功。10 年前人们发现希格斯玻色子,至此标准模型预言的所有粒子都被发现。
但实验发现,μ 子的磁性超出了理论预测,虽然只相差 0.1%,可这却难以用标准模型解释。
μ 子可以说是电子的“表哥”,它和电子的带电量一致,却比电子重 207 倍。通过测量表示 μ 子磁性的 g 因子,物理学家可能发现了背后隐藏的未知粒子。
目前,科学家们还在进一步论证这一结果是否成立。
一旦论证成功,将意味着我们必须改写标准模型,引入新的粒子。
论文打假斗士
把大数据写成 Colossal Information 巨型信息),人工智能写成 Counterfeit Consciousness 伪意识)……
这些看起来比机翻都不如的学术名词,竟然都是从计算机类 SCI 期刊上找到的。
发现数百篇伪造论文的是法国图卢兹大学副教授 Guillaume Cabanac,他也入选 Nature 年度十大人物。
Cabanac 通过分析这些论文的提交和发表时间差,找出相关期刊评审流程上的不规范,引起了出版商大范围重新评审。
下一步他还打算开发一个能自动识别这些论文的程序。
阿尔茨海默症药物;基因编辑新进展
医学方面,有两个事件受到大量关注。
第一个,CRISPR 基因编辑疗法直接用于人体实验。
6 名患有“转甲状腺素蛋白淀粉样变性”这种罕见疾病的患者接受了基因编辑治疗,畸形蛋白质水平均有所下降。
其中两个注射了高剂量治疗剂的患者,畸形蛋白质平均下降了 87%。
6 月份,美国公司 Intellia Therapeutics 与 Regeneron 公布了该临床试验结果。
第二个,美国食品和药物管理局 FDA) 批准了首个治疗阿尔茨海默症的新药。
开发商声称该药物可以清除大脑中的 β 淀粉样蛋白,反对者则认为这种治疗方式在临床试验中的效果没有得到验证。
外部顾问团队投票中反对者占压倒性优势,但 FDA 最终还是批准了这个药物,美国政府正在进一步调查。
与此同时,新任 FDA 代局长 Janet Woodcock 也入选 Nature 年度十大人物。
她在阿尔茨海默氏症药物、美国阿片类药物滥用、疫苗加强针等问题上遭到一定争议。
但她将罕见疾病患者的声音纳入药物批准决策也受到广泛好评。
Nature 的评价是:她带领美国最大的药品管理机构度过了充满挑战的一年。
全球极端天气频发
整个 2021 年,气候异常问题越来越严峻。
年初的美国得州暴雪导致电网瘫痪,年中极端高温引起全球大范围火灾,武汉苏州遭龙卷风袭击,河南暴雨,全球多国洪水……
气候变化方面,也有两个入选 Nature 年度十大事件。
第一个,联合国政府间气候变化专门委员会 IPCC) 八年来首次对气候科学作出综合评估:
与 1850-1900 年的平均气温相比,地球已经升高了 1.1 摄氏度,按照目前的排放水平,十年内可能会突破 1.5 摄氏度。
如果气温升高 2 摄氏度,以前每 50 年才会发生一次的极端气温事件将每隔几年发生一次,增加死亡和破坏。
第二个,196 个国家在格拉斯哥气候变化大会上达成决议文件,就《巴黎协定》实施细则达成共识。
文件要求到 2030 年全球二氧化碳排放量比 2010 年减少 45% ,各国领导人作出了结束森林砍伐、减少甲烷排放和逐步淘汰煤炭发电的重大承诺。
在气候变化问题上入选 Nature 年度十大人物的是 Friederike Otto。
她是伦敦格兰瑟姆气候变化与环境研究所的研究员,用 7 年时间研究极端天气事件,并用程序计算其中人类活动的影响。
她也是世界天气归因组织(WWA)的创立者之一,组织中有十多位气候模型开发者和统计学家。
联合国政府间气候变化专门委员会今年发布的报告中也有她的贡献。
科研进展、全球面临的危机之外,一些地方性问题同样值得关注。
在阿富汗,大学和研究机构基本上处于关闭状态,科研工作者担忧在新体制下是否会失去学术自由。
在菲律宾,为森林原住民权利和生物多样性问题奔走的 Victoria Tauli-Corpuz 也入选年度十大人物。
……
回顾整个 2021 年,人类经历了许多灾难和挑战,同时也有新的机遇和进展。
感谢全球的科研工作者、组织管理者们在这一年作出的贡献,带领人类继续向前。
以下是完整榜单。
Nature 年度十大人物:
人物 | 描述 |
Winnie Byanyima |
Vaccine warrior |
Friederike Otto |
Weather detective |
张荣桥 |
Mars explorer |
Timnit Gebru |
AI ethics leader |
Tulio de Oliveira |
Variant tracker |
John Jumper |
Protein predictor |
Victoria Tauli-Corpuz |
Indigenous defender |
Guillaume Cabanac |
Deception sleuth |
Meaghan Kall |
COVID communicator |
Janet Woodcock |
Drug chief |
Nature 年度十大科学事件:
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1. Coronavirus variants threatened vaccine protection
新冠病毒变种威胁疫苗保护性
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2. Mars was the ‘it’ planetary destination
火星成为行星探索的目的地
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3. Muon milestone opened door to major changes in physics
μ 子研究的里程碑打开了物理学重大变革的大门
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4. Alzheimer’s drug approval stirred up hornet nest
阿尔茨海默病药物审批掀起了轩然大波
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5. CRISPR edited genes directly inside the body
CRISPR 直接在人体内编辑基因
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6. DeepMind’s AI tool predicted slew of protein structures
DeepMind 的人工智能工具预测了大量蛋白质结构
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7. To boost, or not to boost — that was the COVID question
打加强针还是不打,疫情防疫面临的问题
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8. IPCC climate report warned nations that extreme weather might be here to stay
政府间气候变化专门委员会警告极端天气可能会持续下去
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9. Afghanistan’s researchers grappled with a new regime
阿富汗研究人员面临着困难
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10. Landmark climate summit ended with a pact — and scepticism
气候峰会达成的新决议,但气候变化问题能否解决仍受质疑
参考链接:
Nature 年度十大人物:
https://www.nature.com/immersive/d41586-021-03621-0
Nature 年度十大科学事件:
https://www.nature.com/articles/d41586-021-03734-6