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Nature年度科学十人十事:“天问一号”总设计师张荣桥上榜

发布日期:2022-08-07 17:54    点击次数:60

 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。

Nature年度科学十人十事:“天问一号”总设计师张荣桥上榜

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。

Nature年度科学十人十事:“天问一号”总设计师张荣桥上榜

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。

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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。

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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。

Nature年度科学十人十事:“天问一号”总设计师张荣桥上榜

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, 圣罗兰包他还用自己创建的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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

进一步了解: 注射“基因剪刀”治疗罕见遗传病,患者28天内无明显不良反应,诺奖得主很激动

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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。

Nature年度科学十人十事:“天问一号”总设计师张荣桥上榜 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。

Nature年度科学十人十事:“天问一号”总设计师张荣桥上榜

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。

Nature年度科学十人十事:“天问一号”总设计师张荣桥上榜

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。

Nature年度科学十人十事:“天问一号”总设计师张荣桥上榜

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:

Winnie Byanyima

Vaccine warrior (疫苗战士)

Friederike Otto

Weather detective (气象侦探)

张荣桥

Mars explorer (火星探险家)

Timnit Gebru

AI ethics leader (人工智能伦理学领袖)

Tulio de Oliveira

Variant tracker (新冠变种追踪者)

John Jumper

Protein predictor (蛋白质预测者)

Victoria Tauli-Corpuz

Indigenous defender (原住民保卫者)

Guillaume Cabanac

Deception sleuth (论文欺诈侦探)

Meaghan Kall

COVID communicator (新冠信息传播者)

Janet Woodcock

Drug chief (药物主管)

Nature年度十大科学事件:

1. Coronavirus variants threatened vaccine protection

新冠病毒变种威胁疫苗保护性

2. Mars was the ‘it’ planetary destination

火星成为行星探索的目的地

3. Muon milestone opened door to major changes in physics

μ子研究的里程碑打开了物理学重大变革的大门

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

5. CRISPR edited genes directly inside the body

CRISPR 直接在人体内编辑基因

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

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

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

8. 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

Afghanistan’s researchers grappled with a new regime

9. 阿富汗研究人员面临着困难

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