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2021《自然》年度十大人物:塑造科學,造福社會

《自然》年度十大人物榜單集中了今年的科學裡程碑以及其中舉足輕重的人物。這十位人物和他們的同僚一起做出了了不起的發現并提醒公衆關注至關緊要的問題。《自然》十大人物不是一個獎項或排名。這十位人物由《自然》編輯部選出,他們的故事代表了今年發生的重要科學事件。

2021《自然》年度十大人物:塑造科學,造福社會

Nature公布了2021年度十大人物榜單,回顧了在過去一年内那些值得銘記的人物和他們的成就|Nature

疫苗鬥士:

Winnie Byanyima

By Amy Maxmen

Winnie Byanyima在2020年初就指出,中低收入國家隻靠捐贈的疫苗是無法實作全民接種的。她認為,確定每個人都能獲得救命疫苗的唯一方法,是讓更多的公司生産疫苗,并建立疫苗分發系統。她的先見之明源于她在她的祖國烏幹達經曆的艾滋病大流行。

2021《自然》年度十大人物:塑造科學,造福社會

Byanyima認為確定每個人都能獲得救命疫苗的唯一方法,是讓更多的公司生産疫苗,并建立疫苗分發系統|Pixabay

然而,疫苗問世後,輝瑞-BioNTech和Moderna等公司緊握專利權,且大部分疫苗都被富裕國家買走。目前,低收入國家隻有約6%的人注射了第一針。Byanyima對一些藥品和疫苗的盈利模式感到憤怒,并創立了“人民疫苗聯盟”(People’s Vaccine Alliance)組織來呼籲改變。

今年5月,Byanyima和同僚迎來了意料之外的勝利,一向強硬捍衛專利的美國響應了南非和印度提出的放棄新冠疫苗知識産權保護的提議(參見:如何看待美國放棄新冠疫苗的專利權?)。雖然企業堅稱放棄知識産權無濟于事,反而會阻礙創新,但Byanyima并不贊同。她對這類不平等問題的直言不諱為她赢得了不少崇拜者。

Byanyima對正義的渴望讓她放棄了航空工程領域的工作。2019年,她被任命為聯合國艾滋病聯合規劃署(UNAIDS)主任。Byanyima深知,不竭力争取,就無法實作疫苗公平。她緻力于確定科學成果能真正改變人們的生活。她說:“如果不通過政治決策來減少不平等,我們就寸步難行。”

天氣偵探:

Friederike Otto

By Quirin Schiermeier

如今,每當極端天氣出現,人們會立即懷疑是不是氣候變化惹得禍。而這正是Friederike Otto和她在世界天氣歸因(World Weather Attribution,WWA)組織的同僚緻力于迅速回答的問題。

Otto是倫敦格蘭瑟姆氣候變化與環境研究所的氣候研究員。她于2015年參與建立了WWA,初衷是快速評估氣候變化是否在一定程度上導緻了極端高溫、寒潮、暴雨、幹旱和野火等極端天氣的出現(參見:暴雨、洪水與酷暑背後,氣候變化的鍋有多大?)。

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Friederike Otto的研究重點是外部氣候驅動因素如何導緻極端天氣狀況|Pixabay

Otto拿到科學哲學博士學位後轉攻實體學,最後進入了氣候科學。和許多研究人員一樣,她非常擔憂氣候變化的影響。她說:“我相信公平,而氣候變化是公平面臨的最大威脅之一。”

就在幾年前,科學家還很難确定極端天氣是否應歸咎于氣候變化,以及這些極端天氣的出現機率增加(或減少)了多少。當WWA剛開始分析極端天氣時,許多科學家頗有微詞——因為WWA僅僅使用了一兩個氣候模型,而且沒有評估這些模型在模拟極端天氣上的可靠性。

但今時不同往日。Otto和她的團隊現在最多會采用50個模型來進行氣候模拟。他們的研究方法及研究結果的可靠性如今得到了廣泛認可。

“在了解人類活動對氣候變化的影響方面,歸因研究非常重要,”瑞典隆德大學研究氣候适應和治理的社會學家Emily Boyd說,“歸因研究正在改變我們的思維方式——它讓我們能以全新的方式思考氣候與脆弱性之間的關系。”

火星探險家:

張榮橋

By Smriti Mallapaty

5月15日,當中國的探測器成功着陸火星時,中國火星探測任務總設計師張榮橋流下了激動的淚水,這是中國國家航天局首次成功發射火星探測器。

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總設計師張榮橋激動落淚|新聞圖

張榮橋表示,這次着陸讓他深刻體會到中國的一句老話:十年磨一劍。中國成為繼美國之後第二個将探測器送上火星的國家,這項艱巨的任務曾讓許多航天機構铩羽而歸——幾乎一半的火星任務都以失敗告終。

張榮橋說,火星環境既陌生又複雜,中國團隊面臨着許多未知。作為總設計師,張榮橋負責協調一個數萬人的團隊,建造并執行天問一号火星探測任務,其組成包括一個環繞器、一個着陸器和一個名為祝融号的火星車。

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天問一号從文昌航天發射場發射|中新網

張榮橋1966年出生于中國東部的安淩鎮。從西安電子科技大學畢業後,張榮橋在中國空間技術研究院獲得了碩士學位,之後從事地球觀測衛星相關工作。

哥本哈根大學行星科學家潘路說,張榮橋在中國國家航天局同時發射環繞器、着陸器和巡視器的決定中可能起到了關鍵作用,這項成就在世界上是首例。其他研究人員也表示,張榮橋參考了他們對科學載荷以及着陸點選擇的建議,使得這次任務能夠取得盡可能多的研究成果。

北京大學行星科學家法文哲說:“他鼓勵科研人員參與到任務中來,争取多出結果、出好結果。”祝融号目前的目标是一個可能曾是古代海洋海岸線的區域,研究人員将在那裡搜尋火星演化的線索。潘路說,如果中國的深空任務想在科學上實作質的飛躍,就需要在追求工程技術的同時推進科學研究,中國的探月工程已經完成了這一步,“這一轉變需要時間”。

目前為止,來自天問一号的研究結果還不算多,但巡視器和環繞器上科學載荷收集的資料已經提供給了中國内地、香港和澳門的20多支團隊,研究結果也在陸續釋出(參見:火星小可愛“祝融号”傳回大量地質資料)。

AI倫理先鋒:

Timnit Gebru

By Holly Else

人工智能(AI)倫理研究員Timnit Gebru說,她過去的一年就是一團糟。去年12月,Timnit Gebru與谷歌發生糾紛——與谷歌對她的工作審查有關,随後她被谷歌解雇。消息一經傳出便震驚了許多研究人員,數千名研究人員一起聲援Timnit Gebru,她所擔心的問題——AI技術對黑人的歧視以及對社會邊緣群體造成的傷害——也持續發酵。

今年12月2日,她成立了一家不依附大型科技公司的AI研究所——分布式AI研究所(Distributed Artificial Intelligence Research Institute)。她說,過去一年發生的事反映出人們愈發意識到AI犯的錯誤不能單純地視為技術問題,而應被看作是有缺陷的開發環境所導緻的現象。

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Gebru認為,AI犯的錯誤不能單純地視為技術問題|Pixabay

在斯坦福大學讀博期間,她與計算機科學家Rediet Abebe創立了一個小組,名為Black in AI。在微軟工作期間,她和計算機科學家Joy Buolamwini發現,面部識别軟體在識别白人男性以外的人群性别時表現不佳,驅使人們更加關注AI中的偏見。

Gebru于2018年加入谷歌,并與Margaret Mitchell共同上司了該公司的AI倫理團隊。她們因給公司的黑人和黃種人研究員創造友好的工作環境而備受贊譽。她們的團隊研究了AI的潛在危害,幫助谷歌産品團隊反思其技術存在的社會風險,并倡導員工的構成更具多元化和包容性。

Gebru說,她早就有自己成立研究所的想法,她希望建構一個AI應該如何運作的正面模型。她從多家慈善組織獲得了370萬美元的資助,進而實作了這些夢想。她的研究所将不依賴大公司的大資料集和運算能力,獨立開發AI模型和應用。

變異追蹤者:

Tulio de Oliveira

By Linda Nordling

11月25日,巴西出生的生物資訊學家Tulio de Oliveira宣布在南非等地的樣本中發現了新的新冠病毒變異株——Omicron(參見:令科學家警惕的Omicron變異株)。Omicron瑞士軍刀般的突變令de Oliveira等科學家擔心它或許能逃逸既往感染或疫苗誘導的免疫。

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對于近日在一些國家出現的新冠變異病毒奧密克戎毒株,世界衛生組織26日緊急召開專門評估會議,将其列為“需要關注”的變異毒株,要求各國加強監測與測序工作 | 新聞截圖

Tulio de Oliveira是南非誇祖魯-納塔爾研究創新與測序平台(KRISP)的主任。一年前,他的團隊曾在南非的樣本中發現了另一個需關注變異株——Beta,導緻他國政府對南非施行了長達數月的旅行禁令。de Oliveira心裡清楚,再報告一個需關注變異株可能會招來新的旅行禁令,對非洲南部國家的經濟造成重創,但他也知道這才是正确的做法。

de Oliveira在2017年上司建立了KRISP。自成立以來,KRISP一直在追蹤登革熱、寨卡,以及艾滋病和結核病等更常見疾病的病原體。KRISP将尖端分子技術以及與一線醫護人員的緊密聯系結合起來,對政策制定産生了實時影響。

de Oliveira說,新冠疫情推動了對測序設施的投入,這種勢頭現已擴散到對其他疾病的監測工作中。他說:“我們讓全世界看到了這些工作也能在開發中國家完成。”連續兩次宣布需關注變異株的出現讓de Oliveira成為了壞消息的代言人,南非一些政客甚至質疑de Oliveira是否有權利公開這些發現。他對此表示,“我們不是敵人,而是朋友。”

蛋白預測專家:

John Jumper

By Ewen Callaway

要是解析所有蛋白質的結構都像上網搜尋一樣簡單,會是什麼樣的?John Jumper和他在倫敦DeepMind(Google母公司Alphabet的另一家子公司)的同僚今年公開釋出的AlphaFold嘗試給出了答案。AlphaFold能利用人工智能(AI)以驚人的準确率預測蛋白質結構。

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藍色為AI預測結果,綠色為實驗室标答丨DeepMind

芝加哥大學伊利諾伊分校的生物實體學家、Jumper前博士生導師Tobin Sosnick說:“這會改變現代生物學的面貌。2021年會是一個分水嶺,未來的人們會問,‘什麼是結構生物學?’”

AlphaFold的開發是一次毀滅與重生的過程。2018年,開發團隊找到了對預測蛋白質結構感興趣的一小群科學家。在兩年一度的CASP(蛋白質結構預測比賽)上,AlphaFold早期版本在根據蛋白質序列預測其結構的得分上超越了其他所有計算工具。

Jumper說,盡管獲得了勝利,但是AlphaFold預測的結構缺乏細節,而對其進行改進的努力又碰了壁。于是,研究團隊決定從零開始。Jumper在從零開始的決定上起到了關鍵作用并堅持了下來,即使“AlphaFold2”的早期版本比第一版的表現差得多。

第一版的AlphaFold基于一個能預測目标蛋白質各組分距離的神經網絡。Jumper希望AlphaFold能預測出科學家能夠信賴的結構,而這需要把底層的神經網絡推翻重建。

原住民衛士:

Victoria Tauli-Corpuz

By Jeff Tollefson

在英國格拉斯哥舉行的聯合國氣候峰會COP26上,多個富裕國家和十多個慈善組織做出了一項史無前例的承諾——提供17億美元來幫助世界各地的原住民保護森林和生物多樣性,并通過将碳封存在植物和土壤中來阻止全球變暖。

對于原住民群體來說,這一裡程碑很大程度上要歸功于菲律賓原住民領袖Victoria Tauli-Corpuz數十年如一日的工作。

Tauli-Corpuz多年來在全球各地奔波,以說服政府、環保人士和慈善基金會相信原住民就是森林和其他生物多樣性熱點地區的最佳管理者——這一點近來也得到了科學文獻的支援。

Tauli-Corpuz意識到原住民與全世界森林的命運是緊緊交織的。在聯合國機構工作的35年裡,Tauli-Corpuz成為了“堡壘式保育”(fortress conservation)的堅定反對者——該模型認為自然保護的前提是要隔絕人類。

“保護工作的思路必須轉變,”她說,因為保有地球大部分生物多樣性和碳儲庫的森林也是原住民的家園。“原住民以這些森林為家,我們應該與他們合作。”近年來,科學家利用衛星圖像得出了同樣的結論——與國家公園和其他保護區相似,原住民領地較之于鄰近土地更不容易遭到砍伐、采礦和築壩的破壞。

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Tauli Corpuz尋訪了世界範圍内的原住民社群,與他們讨論在當地面臨的挑戰 | Pixabay

2014年到2020年間,作為聯合國特别報告員,Tauli-Corpuz走遍世界各地,與當地的原住民社群懇談,探讨他們實際面臨的困難。在2016年送出給聯合國的一份重要報告中,她指出,國家公園和自然保護區等傳統保護區的建立和相關法規的執行,常常會侵犯原住民社群的權利和他們的土地(見www.undocs.org/A/71/229)。

Tauli-Corpuz将繼續與世界各地的原住民社群合作,幫助他們了解自身權利并取得傳統土地的所有權。

論文打假者:

Guillaume Cabanac

By Diana Kwon

地底爬爬國、心胸癌細胞、日心力……這些聽起來像是小說裡的詞彙,其實是一些論文中對科學術語的奇葩翻譯——分别對應蟻群,乳腺癌和太陽能。Guillaume Cabanac是法國圖盧茲大學的計算機科學家,他每天都會在學術論文的海洋裡尋找這些奇奇怪怪的短語。

今年,Cabanac和他的同僚在數千篇論文中發現了這些怪詞。一些論文已經撤稿,還有很多正在被出版社調查。Cabanac建立了一個網站,專門追蹤這些源源不斷的問題短語。加州的科研誠信分析師Elisabeth Bik說:“他們捅到了造假論文的馬蜂窩。”

Cabanac的專業工作是文獻分析,如今的他每天會花兩小時尋找這些花式短語。

Cabanac從2015年開始抓造假論文,當時他和法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學的計算機科學家Cyril Labbé共事。Labbé開發了一個程式,可以檢測到計算機科學領域中使用SCIgen自動生成的前後不通的論文。

Labbé的工作讓120篇文章被撤稿。Cabanac幫助更新了Labbé的程式,可以發現僅部分使用SCIgen生成的論文,并能用學術文獻搜尋引擎Dimensions找到它們。今年,他們又找到了幾百篇包含了無意義文本的論文,其中包括期刊論文、會議論文和預印本。

2021《自然》年度十大人物:塑造科學,造福社會

Guillaume Cabanac與計算機科學家Cyril Labbé合作開發了一個程式,可以識别用SCIgen自動生成的不靠譜的計算機論文 | Pixabay

Cabanac希望能對科學文獻庫進行一次清理,但他知道這項工作并不容易。“我擔心新出現的技術會讓造假論文中的錯誤更難被發現,”他說,“正所謂道高一尺魔高一丈。我們需要做好準備。”

疫情信使:

Meaghan Kall

By Richard Van Noorden

1月8日下午,英國政府的流行病學家Meaghan Kall協助完成了一份技術簡報,内容是關于在英格蘭東南部傳播的一個新冠病毒需關注變異株。在報告釋出大約半小時後,她做了一個新的嘗試:用一連串推文解讀了報告的要點。她沒有征求過她在英國公共衛生部(PHE)的上司的意見。她說:“我直接就發了。”

此後,她為英國公共衛生部的數十份新冠病毒簡報釋出了大量簡單易懂且及時的解讀。因為這些推文,她成為了這個政府團隊的“代言人”。

從新變異株的傳播到疫苗有效性,英國在提供關于新冠病毒的高品質資料方面速度很快。加州大學聖克魯茲分校的傳染病研究員Marm Kilpatrick說:“英國公共衛生部的資料非常寶貴,全世界都在用它了解COVID-19的諸多關鍵因素。”

由于這類資料的解讀很容易産生歧義和誤會,是以公共衛生機構很難準确傳達他們的資訊,但Kall勇敢地挺身而出。Kilpatrick說:“Meaghan一直是最新資訊的一手來源,她的報告解讀非常出色。”

Kall認為她與公衆的交流有助于促進英國群眾對政府資料的信任。她說:“我最喜歡的評論是有人說,‘我之前不太相信英國公共衛生部,直到我開始關注你的推文’。”

2021《自然》年度十大人物:塑造科學,造福社會

Meaghan Kal認為,人們有權擁有可靠的管道來了解科學資料|Pixabay

她說,“我的一個主要目标是確定人們能有自主權,有能力了解來源可信的資料,并據此做出決定。”

首席藥物官:

Janet Woodcock

By Heidi Ledford

1月,就在拜登就任美國總統幾天後,他任命Janet Woodcock為美國食品藥品監督管理局(FDA)的代理局長。

Woodcock曾是一名醫生,她35年職業生涯裡的大部分時間都在管理FDA的藥物評估和研究中心,這個中心負責評估拟上市藥物的安全性和有效性。Woodcock幫助讓該中心的藥物評估流程現代化,并引入了先進的臨床試驗設計和藥物審批途徑。

然而,當FDA在6月準許阿爾茨海默病藥物aducanumab的上市後,情況急轉直下(參見:18年來首個阿爾茨海默病新藥為何讓研究人員大感失望?)。

該藥物由馬薩諸塞州的渤健(Biogen)公司研發,被證明可以減少阿爾茨海默病患者腦内的β澱粉樣蛋白沉積,但似乎不具有改善認知功能或症狀的功效。FDA的一個外部顧問組投票反對該藥物獲批,但FDA卻一反常态地無視這一建議。消費者權益保護組織Public Citizen的健康研究負責人Michael Carome表示,“這是FDA做過的最糟糕的決定之一。”

Woodcock拒絕對本文發表評論,但一位FDA發言人表示她并沒有參與aducanumab獲批一事。哈佛醫學院研究藥物監管的醫生Aaron Kesselheim是上述FDA顧問組的一員,他和另外兩人辭職以示抗議。

入夏之後,白宮突然宣布美國将很快開打新冠疫苗加強針。FDA彼時尚未公布關于加強針的決定,拜登的宣布看起來不僅為時過早,而且與他将科學和證據置于決策中心的承諾背道而馳。包括Woodcock在内的多位美國公共衛生官員支援了這一計劃。此事在FDA内部引起了震動,為表示反對,兩名主要疫苗評估人員遞交了辭呈。

11月,拜登提名FDA前局長、心髒病專家Robert Califf重新執掌該機構。盡管Kesselheim提出了批評,但他說,“我認為FDA的大多數決定都是正确的,并将繼續作為全球藥品監管的黃金标準。”

原文以Nature’s 10為标題發表在2021年12月15日《自然》的新聞特寫版塊上

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