Nature一年一度的十大科學(xué)人物、十大科學(xué)事件來了！

今年的科學(xué)界，依舊精彩紛呈、群星璀璨：

AlphaFold2震撼整個(gè)生物學(xué)界、中美火星車先后成功著陸、疫情之下疫苗和新變種研究還在加速推進(jìn)……

在這眾多科學(xué)進(jìn)展中，Nature每年都會(huì)評(píng)選出一些重要時(shí)刻、以及在重要時(shí)刻中發(fā)揮作用的個(gè)人。

[[440957]]

目光不僅限于研究，更會(huì)看到科學(xué)對(duì)整個(gè)社會(huì)產(chǎn)生的影響。

人物方面，我們首先注意到了“天問一號(hào)”總設(shè)計(jì)師張榮橋榮登榜單；AlphaFold2項(xiàng)目領(lǐng)隊(duì)也位列其中。

μ子磁性超預(yù)測(cè)值、CRISPR在人體內(nèi)編輯基因成為年度突破科學(xué)事件。

新冠疫情成為Nature最關(guān)注領(lǐng)域，相關(guān)人和事在兩個(gè)榜單中占據(jù)5個(gè)席位。

極端氣候、探索火星、醫(yī)藥研究仍舊是學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

因?yàn)槿脒x的人與事件中很多存在關(guān)聯(lián)，為了方便大家完整了解各個(gè)話題上發(fā)生的故事，我們對(duì)兩個(gè)榜單內(nèi)容進(jìn)行了重新整理。

下面以話題為線索，一起來看看科學(xué)界這一年發(fā)生的大事和值得關(guān)注的個(gè)人。

“天問一號(hào)”總設(shè)計(jì)師張榮橋上榜

在今年的年度十大人物榜單中，我們看到了一位熟悉的身影。

我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)的總設(shè)計(jì)師——張榮橋。

今年，我國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問一號(hào)”成功在火星著陸時(shí)，他曾難掩激動(dòng)、忍不住落下淚水。

這一新聞讓不少人為之動(dòng)容，Nature在對(duì)張榮橋的介紹中，也提到了這個(gè)細(xì)節(jié)。

公開資料顯示，張榮橋生于1966年，安徽省祁門縣安凌鎮(zhèn)人。1988年本科畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)，1991年于中國(guó)空間技術(shù)研究院獲得碩士學(xué)位。

他長(zhǎng)期工作在航天科技一線，在電磁場(chǎng)與微波技術(shù)方面具有較高學(xué)術(shù)造詣，目前還兼任西安電子科技大學(xué)教授。

“十年磨一劍”——是張榮橋?qū)τ谖覈?guó)首次圓滿完成火星探測(cè)任務(wù)的感受。

Nature用天體生物學(xué)家大衛(wèi)·弗蘭納里的一段話評(píng)價(jià)了張榮橋的工作：

這是一項(xiàng)異常艱巨的任務(wù)。

中國(guó)在航天方面的突破，將隨著下一輪探測(cè)任務(wù)的進(jìn)行而一起到來。

至此，中國(guó)也成為世界上第三個(gè)成功登陸火星的國(guó)家。

而在大洋的另一端，美國(guó)宇航局的“毅力號(hào)”火星車也于更早些時(shí)候成功降落于火星。

阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)的“希望號(hào)”還曾在環(huán)地球軌道上拍下火星“極光”照片。

因此，Nature將探索火星列為年度十大事件之一。

AlphaFold2改變了結(jié)構(gòu)生物學(xué)

作為AI+結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的重大突破，AlphaFold2預(yù)測(cè)人類98.5%的蛋白質(zhì)并開源數(shù)據(jù)庫(kù)也入選十大科學(xué)事件。

芝加哥大學(xué)生物物理學(xué)家Tobin Sosnick認(rèn)為，2021年之后，結(jié)構(gòu)生物學(xué)的面貌被徹底改變。

這其中，AlphaFold項(xiàng)目的領(lǐng)隊(duì)John Jumper做出了很大貢獻(xiàn)，他也因此入選Nature年度十大人物。

2018年時(shí)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做出第一版AlphaFold并在兩年一度的CASP競(jìng)賽中勝出。

但當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)精度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人工實(shí)驗(yàn)的水平，進(jìn)一步提升性能的努力也遇到障礙。

是Jumper的堅(jiān)持讓團(tuán)隊(duì)最終選擇拋棄前面的成果，從頭開始設(shè)計(jì)出AlphaFold2，并取得顛覆性的成績(jī)。

Jumper本人的經(jīng)歷讓他不懼怕轉(zhuǎn)變方向、從頭再來。

他在劍橋大學(xué)攻讀凝聚態(tài)物理博士的時(shí)候，中途卻發(fā)現(xiàn)這并不是他真正想要研究的。

拿到碩士學(xué)位之后，他轉(zhuǎn)行去做用計(jì)算機(jī)模擬蛋白質(zhì)的工作，感到把人工智能技術(shù)用到科學(xué)研究上“真的很神奇”。

看到DeepMind公司透露他們要解決蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)問題后，Jumper去申請(qǐng)了相關(guān)職位。

如果沒有DeepMind，我可能已經(jīng)離開學(xué)術(shù)界了。

年度十人十事，5個(gè)與新冠疫情有關(guān)

2021年，全球仍舊在被新冠肺炎疫情困擾，學(xué)界對(duì)此也更加關(guān)注。

在今年的年度十大人物中，有三位學(xué)者的上榜原因，都是因?yàn)樗麄優(yōu)閷?duì)抗疫情做出了重大貢獻(xiàn)。

首先要說的，便是新冠最新變種奧密克戎的發(fā)現(xiàn)者Tulio de Oliveira。

由于他在短時(shí)間內(nèi)就通過測(cè)序手段明確了毒株的基因序列，對(duì)非洲乃至全世界疫情防控都具有重大意義。

去年，他還曾在南非的樣本中發(fā)現(xiàn)了新冠貝塔變種毒株。

更早些時(shí)候，他還用自己創(chuàng)建的KRISP技術(shù)追蹤過登革熱、寨卡、艾滋病、結(jié)核病等常見傳染病背后的病原體。

接下來要說的是Winnie Byanyima，她是聯(lián)合國(guó)艾滋病規(guī)劃署執(zhí)行主任。

由于對(duì)社會(huì)平等、平權(quán)等問題格外關(guān)注，溫妮曾在新冠疫苗誕生之初，就大力呼吁讓所有人都能免費(fèi)接種疫苗，并在國(guó)際上產(chǎn)生巨大影響。

今年5月，在她的一系列呼吁和行動(dòng)下，美國(guó)政府宣布放棄對(duì)COVID-19疫苗的專利保護(hù)，讓全世界更多人可以接種疫苗。

最后一位則是英國(guó)流行病學(xué)家Meaghan Kall。

今年年初，她在推特上向公眾揭露了一份英國(guó)新冠肺炎報(bào)告，曾引發(fā)廣泛熱議。

同時(shí)在輿論層面，她的行動(dòng)也掀起了人們對(duì)英國(guó)政府防疫措施方面的批評(píng)和譴責(zé)，對(duì)防疫行動(dòng)具有深刻影響。

更廣范圍來看，從去年開始，全球科學(xué)家們都在與新冠病毒賽跑，在疫苗方面不斷展開一系列攻關(guān)。

但是病毒也在不斷變異，由此疫苗是否對(duì)變種病毒有效、是否要接種加強(qiáng)針，也成為學(xué)界、社會(huì)上熱議的話題。

由此，Nature評(píng)選年度十大事件中，新冠疫苗話題便占有2個(gè)席位。

谷歌被開除員工創(chuàng)辦新研究機(jī)構(gòu)

入選Nature年度十大人物的還有前谷歌AI倫理研究員Timnit Gebru。

她被解雇一事引起了AI圈軒然大波，1400名員工聯(lián)名譴責(zé)開除她的谷歌大腦負(fù)責(zé)人Jeff Dean。

不過她入選的真正原因是她離開谷歌后的新去向：

她創(chuàng)辦了獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)DAIR，繼續(xù)做AI倫理方面的研究，特別是大型科技企業(yè)的AI研發(fā)和部署對(duì)社會(huì)帶來的影響。

她從以往的工作經(jīng)歷中看到，像谷歌這樣的大型公司更容易因外部聲音而作出改變。

Gebru被開除一事后續(xù)波及到了更多人。

AI倫理團(tuán)隊(duì)Margaret Mitchell因用腳本在公司內(nèi)網(wǎng)搜尋支持Gebru的證據(jù)被開除，現(xiàn)在她是一名獨(dú)立研究者。

谷歌大腦創(chuàng)始成員之一Samy Bengio辭職的原因也與此相關(guān)，后來他加入了蘋果公司。

μ子磁性超預(yù)測(cè)值，或顛覆物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型

物理方面，美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室學(xué)者找到未知粒子存在證據(jù)，可以說是年度轟動(dòng)大事件。

他們發(fā)現(xiàn)，世界上可能還有標(biāo)準(zhǔn)模型未能預(yù)言的粒子。

也就是說，物理學(xué)界50年來奉為圭臬的粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型，可能被顛覆。

要知道，標(biāo)準(zhǔn)模型是解釋夸克、電子等微觀粒子的物理模型，在微觀領(lǐng)域取得了巨大的成功。10年前人們發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子，至此標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的所有粒子都被發(fā)現(xiàn)。

但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，μ子的磁性超出了理論預(yù)測(cè)，雖然只相差0.1%，可這卻難以用標(biāo)準(zhǔn)模型解釋。

μ子可以說是電子的“表哥”，它和電子的帶電量一致，卻比電子重207倍。通過測(cè)量表示μ子磁性的g因子，物理學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了背后隱藏的未知粒子。

目前，科學(xué)家們還在進(jìn)一步論證這一結(jié)果是否成立。

一旦論證成功，將意味著我們必須改寫標(biāo)準(zhǔn)模型，引入新的粒子。

論文打假斗士

把大數(shù)據(jù)寫成Colossal Information (巨型信息)，人工智能寫成Counterfeit Consciousness (偽意識(shí))……

這些看起來比機(jī)翻都不如的學(xué)術(shù)名詞，竟然都是從計(jì)算機(jī)類SCI期刊上找到的。

發(fā)現(xiàn)數(shù)百篇偽造論文的是法國(guó)圖盧茲大學(xué)副教授Guillaume Cabanac，他也入選Nature年度十大人物。

Cabanac通過分析這些論文的提交和發(fā)表時(shí)間差，找出相關(guān)期刊評(píng)審流程上的不規(guī)范，引起了出版商大范圍重新評(píng)審。

下一步他還打算開發(fā)一個(gè)能自動(dòng)識(shí)別這些論文的程序。

阿爾茨海默癥藥物；基因編輯新進(jìn)展

醫(yī)學(xué)方面，有兩個(gè)事件受到大量關(guān)注。

第一個(gè)，CRISPR基因編輯療法直接用于人體實(shí)驗(yàn)。

6名患有“轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性”這種罕見疾病的患者接受了基因編輯治療，畸形蛋白質(zhì)水平均有所下降。

其中兩個(gè)注射了高劑量治療劑的患者，畸形蛋白質(zhì)平均下降了87%。

6月份，美國(guó)公司Intellia Therapeutics與Regeneron公布了該臨床試驗(yàn)結(jié)果。

進(jìn)一步了解：
注射“基因剪刀”治療罕見遺傳病，患者28天內(nèi)無明顯不良反應(yīng)，諾獎(jiǎng)得主很激動(dòng)

第二個(gè)，美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)了首個(gè)治療阿爾茨海默癥的新藥。

開發(fā)商聲稱該藥物可以清除大腦中的β淀粉樣蛋白，反對(duì)者則認(rèn)為這種治療方式在臨床試驗(yàn)中的效果沒有得到驗(yàn)證。

外部顧問團(tuán)隊(duì)投票中反對(duì)者占?jí)旱剐詢?yōu)勢(shì)，但FDA最終還是批準(zhǔn)了這個(gè)藥物，美國(guó)政府正在進(jìn)一步調(diào)查。

與此同時(shí)，新任FDA代局長(zhǎng)Janet Woodcock也入選Nature年度十大人物。

她在阿爾茨海默氏癥藥物、美國(guó)阿片類藥物濫用、疫苗加強(qiáng)針等問題上遭到一定爭(zhēng)議。

但她將罕見疾病患者的聲音納入藥物批準(zhǔn)決策也受到廣泛好評(píng)。

Nature的評(píng)價(jià)是：她帶領(lǐng)美國(guó)最大的藥品管理機(jī)構(gòu)度過了充滿挑戰(zhàn)的一年。

全球極端天氣頻發(fā)

整個(gè)2021年，氣候異常問題越來越嚴(yán)峻。

年初的美國(guó)得州暴雪導(dǎo)致電網(wǎng)癱瘓，年中極端高溫引起全球大范圍火災(zāi)，武漢蘇州遭龍卷風(fēng)襲擊，河南暴雨，全球多國(guó)洪水……

氣候變化方面，也有兩個(gè)入選Nature年度十大事件。

第一個(gè)，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)八年來首次對(duì)氣候科學(xué)作出綜合評(píng)估：

與1850-1900年的平均氣溫相比，地球已經(jīng)升高了1.1攝氏度，按照目前的排放水平，十年內(nèi)可能會(huì)突破1.5攝氏度。

如果氣溫升高2攝氏度，以前每50年才會(huì)發(fā)生一次的極端氣溫事件將每隔幾年發(fā)生一次，增加死亡和破壞。

第二個(gè)，196個(gè)國(guó)家在格拉斯哥氣候變化大會(huì)上達(dá)成決議文件，就《巴黎協(xié)定》實(shí)施細(xì)則達(dá)成共識(shí)。

文件要求到2030年全球二氧化碳排放量比2010年減少45% ，各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人作出了結(jié)束森林砍伐、減少甲烷排放和逐步淘汰煤炭發(fā)電的重大承諾。

在氣候變化問題上入選Nature年度十大人物的是Friederike Otto。

她是倫敦格蘭瑟姆氣候變化與環(huán)境研究所的研究員，用7年時(shí)間研究極端天氣事件，并用程序計(jì)算其中人類活動(dòng)的影響。

她也是世界天氣歸因組織（WWA）的創(chuàng)立者之一，組織中有十多位氣候模型開發(fā)者和統(tǒng)計(jì)學(xué)家。

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)今年發(fā)布的報(bào)告中也有她的貢獻(xiàn)。

科研進(jìn)展、全球面臨的危機(jī)之外，一些地方性問題同樣值得關(guān)注。

在阿富汗，大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)基本上處于關(guān)閉狀態(tài)，科研工作者擔(dān)憂在新體制下是否會(huì)失去學(xué)術(shù)自由。

在菲律賓，為森林原住民權(quán)利和生物多樣性問題奔走的Victoria Tauli-Corpuz也入選年度十大人物。

……

回顧整個(gè)2021年，人類經(jīng)歷了許多災(zāi)難和挑戰(zhàn)，同時(shí)也有新的機(jī)遇和進(jìn)展。

感謝全球的科研工作者、組織管理者們?cè)谶@一年作出的貢獻(xiàn)，帶領(lǐng)人類繼續(xù)向前。

以下是完整榜單。

Nature年度十大人物：

Nature年度十大科學(xué)事件：

1. Coronavirus variants threatened vaccine protection

新冠病毒變種威脅疫苗保護(hù)性

2. Mars was the ‘it’ planetary destination

火星成為行星探索的目的地

3. Muon milestone opened door to major changes in physics

μ子研究的里程碑打開了物理學(xué)重大變革的大門

4. Alzheimer’s drug approval stirred up hornet nest

阿爾茨海默病藥物審批掀起了軒然大波

5. CRISPR edited genes directly inside the body

CRISPR 直接在人體內(nèi)編輯基因

6. DeepMind’s AI tool predicted slew of protein structures

DeepMind 的人工智能工具預(yù)測(cè)了大量蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

7. To boost, or not to boost — that was the COVID question

打加強(qiáng)針還是不打，疫情防疫面臨的問題

IPCC climate report warned nations that extreme weather might be here to stay

8. 政府間氣候變化專門委員會(huì)警告極端天氣可能會(huì)持續(xù)下去

Afghanistan’s researchers grappled with a new regime

9. 阿富汗研究人員面臨著困難

10. Landmark climate summit ended with a pact — and scepticism

氣候峰會(huì)達(dá)成的新決議，但氣候變化問題能否解決仍受質(zhì)疑

參考鏈接：

Nature年度十大人物：
https://www.nature.com/immersive/d41586-021-03621-0

Nature年度十大科學(xué)事件：
https://www.nature.com/articles/d41586-021-03734-6