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2021《自然》年度十大人物:塑造科学,造福社会

已有 3670 次阅读 2021-12-18 17:38 |个人分类:观点评述|系统分类:人物纪事


︱今年重大科学事件背后的人物包括Omicron研究员、火星探险家和AI伦理先锋。

《自然》年度十大人物榜单集中了今年的科学里程碑以及其中举足轻重的人物。这十位人物和他们的同事一起做出了了不起的发现并提醒公众关注至关紧要的问题。《自然》十大人物不是一个奖项或排名。这十位人物由《自然》编辑部选出,他们的故事代表了今年发生的重要科学事件。

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来源:Elena Galofaro Bansh

Winnie Byanyima——疫苗斗士

By Amy Maxmen

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来源:Erich Bartlebaugh/BuzzFeed News/eyevine

Winnie Byanyima在2020年初就指出,中低收入国家只靠捐赠的疫苗是无法实现全民接种的。她认为,确保每个人都能获得救命疫苗的唯一方法,是让更多的公司生产疫苗,并建立疫苗分发系统。她的先见之明源于她在她的祖国乌干达经历的艾滋病大流行。

然而,疫苗问世后,辉瑞-BioNTech和Moderna等公司紧握专利权,且大部分疫苗都被富裕国家买走。当前,低收入国家只有约6%的人注射了第一针。Byanyima对一些药品和疫苗的盈利模式感到愤怒,并创立了“人民疫苗联盟”(People’s Vaccine Alliance)组织来呼吁改变。

今年5月,Byanyima和同事迎来了意料之外的胜利,一向强硬捍卫专利的美国响应了南非和印度提出的放弃新冠疫苗知识产权保护的提议(参见:如何看待美国放弃新冠疫苗的专利权?。虽然企业坚称放弃知识产权无济于事,反而会阻碍创新,但Byanyima并不赞同。她对这类不平等问题的直言不讳为她赢得了不少崇拜者。

Byanyima对正义的渴望让她放弃了航空工程领域的工作。2019年,她被任命为联合国艾滋病联合规划署(UNAIDS)主任。Byanyima深知,不竭力争取,就无法实现疫苗公平。她致力于确保科学成果能真正改变人们的生活。她说:“如果不通过政治决策来减少不平等,我们就寸步难行。”

Friederike Otto——天气侦探

By Quirin Schiermeier

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来源:Joakim Stahl/SvD/TT/Alamy

如今,每当极端天气出现,人们会立即怀疑是不是气候变化惹得祸。而这正是Friederike Otto和她在世界天气归因(World Weather Attribution,WWA)组织的同事致力于迅速回答的问题。

Otto是伦敦格兰瑟姆气候变化与环境研究所的气候研究员。她于2015年参与建立了WWA,初衷是快速评估气候变化是否在一定程度上导致了极端高温、寒潮、暴雨、干旱和野火等极端天气的出现(参见:暴雨、洪水与酷暑背后,气候变化的锅有多大?

Otto拿到科学哲学博士学位后转攻物理学,最后进入了气候科学。和许多研究人员一样,她非常担忧气候变化的影响。她说:“我相信公平,而气候变化是公平面临的最大威胁之一。”

就在几年前,科学家还很难确定极端天气是否应归咎于气候变化,以及这些极端天气的出现概率增加(或减少)了多少。当WWA刚开始分析极端天气时,许多科学家颇有微词——因为WWA仅仅使用了一两个气候模型,而且没有评估这些模型在模拟极端天气上的可靠性。

但今时不同往日。Otto和她的团队现在最多会采用50个模型来进行气候模拟。他们的研究方法及研究结果的可靠性如今得到了广泛认可。

 “在理解人类活动对气候变化的影响方面,归因研究非常重要,”瑞典隆德大学研究气候适应和治理的社会学家Emily Boyd说,“归因研究正在改变我们的思维方式——它让我们能以全新的方式思考气候与脆弱性之间的关系。”

张荣桥——火星探险家

By Smriti Mallapaty

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来源:Sun Zifa/CNSphoto

5月15日,当中国的探测器成功着陆火星时,中国火星探测任务总设计师张荣桥流下了激动的泪水,这是中国国家航天局首次成功发射火星探测器。张荣桥表示,这次着陆让他深刻体会到中国的一句老话:十年磨一剑。中国成为继美国之后第二个将探测器送上火星的国家,这项艰巨的任务曾让许多航天机构铩羽而归——几乎一半的火星任务都以失败告终。

张荣桥说,火星环境既陌生又复杂,中国团队面临着许多未知。作为总设计师,张荣桥负责协调一个数万人的团队,建造并执行天问一号火星探测任务,其组成包括一个环绕器、一个着陆器和一个名为祝融号的火星车。

张荣桥1966年出生于中国东部的安凌镇。从西安电子科技大学毕业后,张荣桥在中国空间技术研究院获得了硕士学位,之后从事地球观测卫星相关工作。

哥本哈根大学行星科学家潘路说,张荣桥在中国国家航天局同时发射环绕器、着陆器和巡视器的决定中可能起到了关键作用,这项成就在世界上是首例。其他研究人员也表示,张荣桥参考了他们对科学载荷以及着陆点选择的建议,使得这次任务能够取得尽可能多的研究成果。

北京大学行星科学家法文哲说:“他鼓励科研人员参与到任务中来,争取多出结果、出好结果。”祝融号当前的目标是一个可能曾是古代海洋海岸线的区域,研究人员将在那里搜寻火星演化的线索。潘路说,如果中国的深空任务想在科学上实现质的飞跃,就需要在追求工程技术的同时推进科学研究,中国的探月工程已经完成了这一步,“这一转变需要时间”。

目前为止,来自天问一号的研究结果还不算多,但巡视器和环绕器上科学载荷收集的数据已经提供给了中国内地、香港和澳门的20多支团队,研究结果也在陆续发布(参见:火星小可爱“祝融号”传回大量地质数据

Timnit Gebru——AI伦理先锋

By Holly Else

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来源:Djeneba Aduayom

人工智能(AI)伦理研究员Timnit Gebru说,她过去的一年就是一团糟。去年12月,Timnit Gebru与谷歌发生纠纷——与谷歌对她的工作审查有关,随后她被谷歌解雇。消息一经传出便震惊了许多研究人员,数千名研究人员一起声援Timnit Gebru,她所担心的问题——AI技术对黑人的歧视以及对社会边缘群体造成的伤害——也持续发酵。

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)。她说,过去一年发生的事反映出人们愈发意识到AI犯的错误不能单纯地视为技术问题,而应被看作是有缺陷的开发环境所导致的现象。

在斯坦福大学读博期间,她与计算机科学家Rediet Abebe创立了一个小组,名为Black in AI。在微软工作期间,她和计算机科学家Joy Buolamwini发现,面部识别软件在识别白人男性以外的人群性别时表现不佳,驱使人们更加关注AI中的偏见。

Gebru于2018年加入谷歌,并与Margaret Mitchell共同领导了该公司的AI伦理团队。她们因给公司的黑人和黄种人研究员创造友好的工作环境而备受赞誉。她们的团队研究了AI的潜在危害,帮助谷歌产品团队反思其技术存在的社会风险,并倡导员工的构成更具多元化和包容性。

Gebru说,她早就有自己成立研究所的想法,她希望构建一个AI应该如何运作的正面模型。她从多家慈善组织获得了370万美元的资助,从而实现了这些梦想。她的研究所将不依赖大公司的大数据集和运算能力,独立开发AI模型和应用。

Tulio de Oliveira——变异追踪者

By Linda Nordling

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来源:Rogan Ward for Nature

11月25日,巴西出生的生物信息学家Tulio de Oliveira宣布在南非等地的样本中发现了新的新冠病毒变异株——Omicron(参见:令科学家警惕的Omicron变异株。Omicron瑞士军刀般的突变令de Oliveira等科学家担心它或许能逃逸既往感染或疫苗诱导的免疫。

Tulio de Oliveira是南非夸祖鲁-纳塔尔研究创新与测序平台(KRISP)的主任。一年前,他的团队曾在南非的样本中发现了另一个需关注变异株——Beta,导致他国政府对南非施行了长达数月的旅行禁令。de Oliveira心里清楚,再报告一个需关注变异株可能会招来新的旅行禁令,对非洲南部国家的经济造成重创,但他也知道这才是正确的做法。

de Oliveira在2017年领导创建了KRISP。自成立以来,KRISP一直在追踪登革热、寨卡,以及艾滋病和结核病等更常见疾病的病原体。KRISP将尖端分子技术以及与一线医护人员的紧密联系结合起来,对政策制定产生了实时影响。

de Oliveira说,新冠疫情推动了对测序设施的投入,这种势头现已扩散到对其他疾病的监测工作中。他说:“我们让全世界看到了这些工作也能在发展中国家完成。”连续两次宣布需关注变异株的出现让de Oliveira成为了坏消息的代言人,南非一些政客甚至质疑de Oliveira是否有权利公开这些发现。他对此表示,“我们不是敌人,而是朋友。”

John Jumper——蛋白预测专家

By Ewen Callaway

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来源:Alecsandra Dragoi for Nature

要是解析所有蛋白质的结构都像上网搜索一样简单,会是什么样的?John Jumper和他在伦敦DeepMind(Google母公司Alphabet的另一家子公司)的同事今年公开发布的AlphaFold尝试给出了答案。AlphaFold能利用人工智能(AI)以惊人的准确率预测蛋白质结构。

芝加哥大学伊利诺伊分校的生物物理学家、Jumper前博士生导师Tobin Sosnick说:“这会改变现代生物学的面貌。2021年会是一个分水岭,未来的人们会问,‘什么是结构生物学?’”

AlphaFold的开发是一次毁灭与重生的过程。2018年,开发团队找到了对预测蛋白质结构感兴趣的一小群科学家。在两年一度的CASP(蛋白质结构预测比赛)上,AlphaFold早期版本在根据蛋白质序列预测其结构的得分上超越了其他所有计算工具。

Jumper说,尽管获得了胜利,但是AlphaFold预测的结构缺乏细节,而对其进行改进的努力又碰了壁。于是,研究团队决定从零开始。Jumper在从零开始的决定上起到了关键作用并坚持了下来,即使“AlphaFold2”的早期版本比第一版的表现差得多。

第一版的AlphaFold基于一个能预测目标蛋白质各组分距离的神经网络。Jumper希望AlphaFold能预测出科学家能够信赖的结构,而这需要把底层的神经网络推翻重建。

第二版AlphaFold在2020年底又一次横扫了CASP,近三分之二的预测结果都与实验解析的结构一致(参见:颠覆生物学!AlphaFold成功预测蛋白质结构。但对Jumper来说,AlphaFold故事里最有意义的一章发生在7月。当时,他和团队公开了网络的底层代码,以及人类和其他20种模式生物的几乎所有蛋白质的预测结构(共计25万个结构,参见:颠覆生命科学!AlphaFold预测完整人类蛋白质组结构。这个项目是和欧洲分子生物实验室位于英国的欧洲生物信息学研究所合作完成的。他们计划在明年公布所有已知蛋白中近一半(总计1.3亿个)的结构。

Victoria Tauli-Corpuz——原住民卫士

By Jeff Tollefson

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来源:Annie Ling/The New York Times/ Redux/eyevine

在英国格拉斯哥举行的联合国气候峰会COP26上,多个富裕国家和十多个慈善组织做出了一项史无前例的承诺——提供17亿美元来帮助世界各地的原住民保护森林和生物多样性,并通过将碳封存在植物和土壤中来阻止全球变暖。

对于原住民群体来说,这一里程碑很大程度上要归功于菲律宾原住民领袖Victoria Tauli-Corpuz数十年如一日的工作。

Tauli-Corpuz多年来在全球各地奔波,以说服政府、环保人士和慈善基金会相信原住民就是森林和其他生物多样性热点地区的最佳管理员——这一点近来也得到了科学文献的支持。

Tauli-Corpuz意识到原住民与全世界森林的命运是紧紧交织的。在联合国机构工作的35年里,Tauli-Corpuz成为了“堡垒式保育”(fortress conservation)的坚定反对者——该模型认为自然保护的前提是要隔绝人类。“保护工作的思路必须转变,”她说,因为保有地球大部分生物多样性和碳储库的森林也是原住民的家园。“原住民以这些森林为家,我们应该与他们合作。”近年来,科学家利用卫星图像得出了同样的结论——与国家公园和其他保护区相似,原住民领地较之于邻近土地更不容易遭到砍伐、采矿和筑坝的破坏。

2014年到2020年间,作为联合国特别报告员,Tauli-Corpuz走遍世界各地,与当地的原住民社区恳谈,探讨他们实际面临的困难。在2016年提交给联合国的一份重要报告中,她指出,国家公园和自然保护区等传统保护区的建立和相关法规的执行,常常会侵犯原住民社区的权利和他们的土地(见www.undocs.org/A/71/229)

Tauli-Corpuz将继续与世界各地的原住民社区合作,帮助他们理解自身权利并取得传统土地的所有权。

Guillaume Cabanac——论文打假者

By Diana Kwon

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来源:Frédéric Scheiber for Nature

地底爬爬国、心胸癌细胞、日心力……这些听起来像是小说里的词汇,其实是一些论文中对科学术语的奇葩翻译——分别对应蚁群,乳腺癌和太阳能。Guillaume Cabanac是法国图卢兹大学的计算机科学家,他每天都会在学术论文的海洋里寻找这些奇奇怪怪的短语。

今年,Cabanac和他的同事在数千篇论文中发现了这些怪词。一些论文已经撤稿,还有很多正在被出版社调查。Cabanac创建了一个网站,专门追踪这些源源不断的问题短语。加州的科研诚信分析师Elisabeth Bik说:“他们捅到了造假论文的马蜂窝。”

Cabanac的专业工作是文献分析,如今的他每天会花两小时寻找这些花式短语。

Cabanac从2015年开始抓造假论文,当时他和法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的计算机科学家Cyril Labbé共事。Labbé开发了一个程序,可以检测到计算机科学领域中使用SCIgen自动生成的前后不通的论文。Labbé的工作让120篇文章被撤稿。Cabanac帮助更新了Labbé的程序,可以发现仅部分使用SCIgen生成的论文,并能用学术文献搜索引擎Dimensions找到它们。今年,他们又找到了几百篇包含了无意义文本的论文,其中包括期刊论文、会议论文和预印本。

Cabanac希望能对科学文献库进行一次清理,但他知道这项工作并不容易。“我担心新出现的技术会让造假论文中的错误更难被发现,”他说,“正所谓道高一尺魔高一丈。我们需要做好准备。”

Meaghan Kall——疫情信使

By Richard Van Noorden

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来源:Jessica Hallett/Nature

1月8日下午,英国政府的流行病学家Meaghan Kall协助完成了一份技术简报,内容是关于在英格兰东南部传播的一个新冠病毒需关注变异株。在报告发布大约半小时后,她做了一个新的尝试:用一连串推文解读了报告的要点。她没有征求过她在英国公共卫生部(PHE)的领导的意见。她说:“我直接就发了。”

此后,她为英国公共卫生部的数十份新冠病毒简报发布了大量简单易懂且及时的解读。因为这些推文,她成为了这个政府团队的“代言人”。

从新变异株的传播到疫苗有效性,英国在提供关于新冠病毒的高质量数据方面速度很快。加州大学圣克鲁兹分校的传染病研究员Marm Kilpatrick说:“英国公共卫生部的数据非常宝贵,全世界都在用它了解COVID-19的诸多关键因素。”

由于这类数据的解读很容易产生歧义和误会,因此公共卫生机构很难准确传达他们的信息,但Kall勇敢地挺身而出。Kilpatrick说:“Meaghan一直是最新资讯的一手来源,她的报告解读非常出色。”

Kall认为她与公众的交流有助于促进英国民众对政府数据的信任。她说:“我最喜欢的评论是有人说,‘我之前不太相信英国公共卫生部,直到我开始关注你的推文’。”

她说,“我的一个主要目标是确保人们能有自主权,有能力理解来源可信的数据,并据此做出决定。”

Janet Woodcock——首席药物官

By Heidi Ledford

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来源:Stefani Reynolds/The New York Times/eyevine

1月,就在拜登就任美国总统几天后,他任命Janet Woodcock为美国食品药品监督管理局(FDA)的代理局长。Woodcock曾是一名医生,她35年职业生涯里的大部分时间都在管理FDA的药物评估和研究中心,这个中心负责评估拟上市药物的安全性和有效性。Woodcock帮助让该中心的药物评估流程现代化,并引入了先进的临床试验设计和药物审批途径。

然而,当FDA在6月批准阿尔茨海默病药物aducanumab的上市后,情况急转直下(参见:18年来首个阿尔茨海默病新药为何让研究人员大感失望?。该药物由马萨诸塞州的渤健(Biogen)公司研发,被证明可以减少阿尔茨海默病患者脑内的β淀粉样蛋白沉积,但似乎不具有改善认知功能或症状的功效。FDA的一个外部顾问组投票反对该药物获批,但FDA却一反常态地无视这一建议。消费者权益保护组织Public Citizen的健康研究负责人Michael Carome表示,“这是FDA做过的最糟糕的决定之一。”

Woodcock拒绝对本文发表评论,但一位FDA发言人表示她并没有参与aducanumab获批一事。哈佛医学院研究药物监管的医生Aaron Kesselheim是上述FDA顾问组的一员,他和另外两人辞职以示抗议。

入夏之后,白宫突然宣布美国将很快开打新冠疫苗加强针。FDA彼时尚未公布关于加强针的决定,拜登的宣布看起来不仅为时过早,而且与他将科学和证据置于决策中心的承诺背道而驰。包括Woodcock在内的多位美国公共卫生官员支持了这一计划。此事在FDA内部引起了震动,为表示反对,两名主要疫苗评估人员递交了辞呈。

11月,拜登提名FDA前局长、心脏病专家Robert Califf重新执掌该机构。尽管Kesselheim提出了批评,但他说,“我认为FDA的大多数决定都是正确的,并将继续作为全球药品监管的黄金标准。”

原文以Nature’s 10为标题发表在2021年12月15日《自然》的新闻特写版块上

© nature

doi: 10.1038/d41586-021-03621-0

< 欢迎点击此处查看英文原文 >


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1 张晓良

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