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中国火星计划灵魂人物上榜!Nature发布“2021十大科学人物”

更新时间:2021-12-17 15:26:32点击:289

中国火星计划灵魂人物上榜!Nature发布“2021十大科学人物” (图1)Nature 封面 ▲*本文涉及人物图片均来源于 Nature

今天,顶级科学期刊《自然》(Nature)公布了 2021 年度十大人物榜单(Nature’s 10)——这一榜单旨在选出 10 位在这一年所有重大科学事件中占有一席之地的人物。

《自然》特写部主编理查德·蒙纳斯特斯基(Rich Monastersky)表示,“从追踪危险的新冠变异株到证明气候变化在极端天气中的作用,再到将探测器送上火星,本年度《自然》十大人物聚焦身处重要科学事件中心的个人,这些科学事件对全球产生了深远的影响。”

去年,李兰娟、谭德塞、安东尼·福奇、张永振等人因在新冠疫情中做出的突出贡献而上榜。与去年一样,今年的《自然》十大人物的许多故事也都与新冠疫情有关。

2021 年也是气候灾难频发的一年。野火、洪水、热浪侵袭了全球许多地区,让气候变化上升为重大科学问题,各国纷纷探讨如何通过加强一个国际协议来对抗全球变暖及其影响。气候科学家 Friederike Otto、前联合国原住民人权特别报告员 Victoria Tauli-Corpuz 因在这一领域最初的突出贡献而上榜。

同时,今年的重大科学事件,还包括“中国成为了第二个让火星车成功着陆火星的国家”,这也是中国国家航天局和火星探测任务总设计师张荣桥交出的完美答卷。自去年之后,这一榜单中再次出现了中国人的身影。

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此外,这一榜单中也着重关注了人工智能技术突破、伦理问题和学术造假。

蒙纳斯特斯基总结道:“《自然》年度十大人物的事迹为我们理解那些对科学意义深远且引发世界共鸣的重大进展、议题和争议提供了新的视角。”

本文人物介绍基于 Nature 报道和权威公开资料。学术头条在不如有纰漏,欢迎留言批评指正。

疫苗战士 Winnie Byanyima:世界需要一个新冠病毒计划

“这位联合国领导人知道,没有斗争就不会实现疫苗公平。”

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Winnie Byanyima 是联合国艾滋病规划署执行主任和联合国副秘书长。她是妇女权利、民主治理及和平建设方面的领导者。

Byanyima 女士认为医疗保健是一项人权,同时她也是以下观点的早期倡导者:新冠疫苗应该让任何人在任何地方都可以免费获得。

在新冠疫苗问世之前,Byanyima 就知道,公平分配它们将是一个挑战。

2019 年初,少数警告低收入和中等收入国家不能仅依靠捐款为其人民接种疫苗的呼吁者中,她是其中之一。她认为,让每个人都能获得拯救生命的疫苗的唯一方法,是帮助尽可能多的公司制造它们,并建立分销系统以将它们送到需要的地方。但这没有发生。辉瑞和莫德纳等开发新冠疫苗的公司紧紧抓住知识产权,富裕国家则抢购了大部分疫苗。

“像销售奢侈品手提包一样销售挽救生命健康技术,这种想法是不正常的……我们应该这样形容它:不道德、贪婪和错误”,她说。Byanyima 与人共同创立了“人民疫苗联盟”,以改变这种思维方式。其策略是争取有权势的领导人,向他们提出精心定制的论据,强调支持疫苗公平将促进他们自己的目标。

尽管还有很多工作要做,但今年 5 月,Byanyima 和她的同事赢得了一场意外的胜利,当时美国全力支持南非和印度提出的放弃围绕新冠疫苗的知识产权保护,以期增强全球性的制造能力。而这个国家以往常常是一个强硬的专利捍卫者。

Byanyima 于 2019 年被任命为联合国艾滋病规划署负责人,她将公平置于该计划在全球范围内工作的核心。全球卫生政策研究员Matthew Kavanagh 表示:“Byanyima 在疫苗出现之前就开始了关于疫苗公平的对话,其他人也在竞相追赶。”

Byanyima 正在努力确保科学的成果改变生活。她说,“如果没有减少不平等的政治决定,我们将一事无成。”

Byanyima 有七个名字,其中一个是 Kyegiragire,意思是“我可以让自己成为我想成为的人”。她认为,这塑造了她的生活态度。

气象侦探 Friederike Otto:将气候科学“推上风口浪尖”的人

“随着热浪、洪水和干旱的加剧,这位研究人员评估了人类是否也应该承担某些责任。”

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Friederike Otto 是一位德国气候学家,牛津大学环境变化研究所(ECI)的副主任,同时也是世界天气归因组织(WWA)成员。她的研究重点是外部气候驱动因素如何导致极端天气状况。

热浪、洪水和干旱在全球不断加剧,作为归因研究领域公认专家的Otto,评估了人类是否应该为此承担某些责任。如今,每当极端天气来袭时,人们都会立即怀疑气候变化是否是罪魁祸首。这正是 Otto 和她在 WWA 中的合作者试图回答的问题。

直到几年前,科学家们还很难确定地回答气候变化是否应归咎于特定的极端事件,以及它们的可能性有多大。当 WWA 首次尝试分析极端事件时,许多科学家对还对归因研究持批判态度,因为他们只使用一两个气候模型,而没有评估这些模型是否能够可靠地模拟所讨论的极端事件。如今,Otto 和她的团队制定了新的策略,使用了多达 50 个模型的气候模拟。WWA 运行数百次计算机模拟,以比较世界上某事件发生的概率与人类没有增加温室气体的事件发生的概率。

8月,这一方法被着重写入了气候科学的“圣经”:联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的第六次评估报告中。该小组在报告中表示:不断增加的温室气体排放,导致了极端天气更加频繁、更加强烈,这已经是“既定事实”。对此,IPCC表示:“在个案的基础上,科学家现在可以量化人类影响对许多极端事件的规模和概率的贡献。”

该报告的主要作者 Otto 说,这一认可是一个令人感到“非常、非常自豪”的时刻。

“在理解气候变化对人类的影响方面,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科学家 Emily Boyd 说。“科学正在改变我们的思维方式——它让我们能够以全新的方式思考气候和脆弱程度之间的关系。”

Otto 将与 Boyd 及法律学者一起,研究弱势群体和国家如何能够利用归因研究。Boyd 说,“科学,具有推动政府行动和促进气候正义的一切潜力。”

火星探索者张荣桥:中国首次火星探测任务总设计师

“这位工程师领导了中国首次成功的火星任务,2021 年,探测器成功抵达火星并在其表面着陆”。

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2021 年中国火星登陆任务取得突破,中国天问一号火星探测器首次成功在火星表面着陆。张荣桥正是中国首次火星探测任务的总设计师。

张荣桥 1966 年出生于安徽省安陵镇,1988 年本科毕业于西安电子科技大学电磁场与微波技术专业。1991 年获得中国空间技术研究院硕士学位。现任中国首次火星探测任务“天问一号”总设计师,兼任西安电子科技大学教授。

2021 年 5 月 15 日,当中国的火星探测器安全着陆在火星表面上时,张荣桥激动地流下了泪水。这次着陆标志着中国航天完成了成功长达 4.75 亿公里的充满危险的旅程。此前,中国还未发射过火星探测器。张荣桥说,此次任务的成功印证了十年磨一剑这句话,中国也成为了继美国之后第二个将火星探测器送上火星的国家。

张荣桥说,在“如此陌生和复杂的环境”中,中国航天面临着许多未知。作为天问一号总设计师,他负责协调着一个数万人的团队,建造天问一号探测器并执行探测任务。天问一号包含火星轨道飞行器、着陆器,其中着陆器还包含一个叫做“祝融号”的火星车。正如澳大利亚布里斯班昆士兰科技大学的天体生物学家大卫·弗兰纳里所说:“这是一项很艰巨的任务。”

“天问一号”的主要目标是发展和展示中国在探索月球以外的太空任务中的实力。现在探测器已经返回了一些科学影像等成果,弗兰纳里说,对中国来说,真正的研究财富即将伴随着下一轮的太空探测任务而到来。中国计划在 2024 年向小行星Kamoʻoalewa执行样本返回任务,并在2030年前执行火星样本返回任务。同时,相关研究也瞄准了木星。

研究人员表示,“天问一号”推动了中国新兴的行星科学领域,同时也培养了肩负这一使命的新一代科学家。

AI 伦理领袖 Timnit Gebru:“我度过了可怕的一年”

“离开谷歌之后,这位 AI 先驱成立了一家独立研究机构,致力于技术伦理的问题”。

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研究 AI 伦理的研究员 Timnit Gebru 表示,过去的一年对她来说只能用一个词形容——可怕。

2020 年 12 月,Timnit Gebru 因为一篇未发表的论文(《On the Dangers of Stochastic Parrots: Can Language Models Be Too Big?》),与雇主——科技巨头谷歌闹翻,她也失去了在谷歌的工作。

Gebru 于 2018 年加入谷歌,她与 Margaret Mitchell 共同领导该公司的 AI 伦理团队。两人因在公司里为黑人和棕色人种研究人员创造多元环境而闻名。他们的团队研究人工智能的潜在危害,帮助谷歌产品团队思考其技术的社会风险,并支持该领域劳动力的多样性和包容性。

但在 2020 年底,Gebru 与 Mitchell 以及外部学者合著的一篇论文引发了一场争议。论文批评了大型语言模型对环境的影响和潜在的偏见。而这一大型语言模型正是谷歌搜索引擎所用的模型。随后 Gebru 被告知,谷歌的内部评审员希望她撤回论文,或者撤掉与谷歌有关联的作者署名。当她询问是谁提出这一建议,并给同事发邮件说谷歌正在压制边缘人群声音时,她发现自己被解雇了。

随后这一事件被广泛报道,并引起轩然发大波。这一事件也加剧了她对人工智能领域反黑人歧视的担忧,以及该技术可能对社会边缘群体造成的伤害。她的遭遇同时也获得了数千名研究人员联合支持。

现在,Gebru 已经开辟了自己的道路。2021 年 12 月 2 日,也就是“解雇事件”发生整整 12 个月后,她成立了一家独立于大型科技公司的AI研究机构——分布式人工智能研究所(The Distributed Artificial Intelligence Research Institute)。她表示,过去一年发生的事件反映出,人们已经逐渐认识到,人工智能的错误不应被视为技术问题,而是开发该技术的环境存在缺陷的表征。

纽约大学研究人工智能社会影响的 Meredith Whittaker 表示,外界从这一事件突然意识到,谷歌对道德的承诺“微不足道”。此次解雇也让人们关注到人工智能研究对企业资金的依赖,以及学术界的态度。

Gebru 表示,她长期以来一直有创建自己的研究所的想法,并建立一个关于人工智能工作应该如何开展的积极模型。她向几个慈善组织申请了资助,并获得了 370 万美元的资助,这些梦想终于要实现了。分布式人工智能研究所将开发不依赖大型科技公司所拥有的大数据集和计算能力的AI模型和应用。

研究所现在有两名顾问委员会成员和两名研究人员(包括 Gebru),预计不久将招聘更多的人。

病毒变种追踪者 Tulio de Oliveira:开创科学应对流行病的新方法

“这位南非生物信息学家,帮助鉴定了令人不安的 SARS-CoV-2 变种。”

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2021 年 11 月 25 日,Tulio de Oliveira 宣布发现了新冠病毒的新变种。在博茨瓦纳、南非和香港的样本中检测到的奥密克戎(英文名:Omicron)毒株具有可怕的突变,Oliveira 和其他顶尖科学家担心,现有的防疫手段和疫苗可能对这一毒株无效。

Oliveira 是南非夸祖鲁-纳塔尔研究创新和测序平台(KRISP)的主任。2020 年他的团队在南非的样本中发现了新冠病毒的贝塔变种。几个月后,外国政府开始限制来往南非的旅行。

在医生和实验室工作人员发现新变种之前,他们注意到,曾经的 COVID-19 流行过得地区,感染病例又出现了意外上升。Oliveira 知道,如果再报告另一个可怕的变种,南非就有可能雪上加霜,这将使南非国家在经济上再受打击。但他也知道这么做是对的。

Oliveira 说:“阻止疫情大流行的方法是迅速采取行动。等等再看不是一个好的选择。”

伦敦生物医学研究慈善机构 Wellcome 的主任 Jeremy Farrar 说,贝塔和奥密克戎变种在南非的快速识别加强了疾病监测在全球的重要性。他说:“如果疾病监测分布不均匀,那么在疾病监测有限的地方,就有可能出现新的 COVID-19 变种,甚至出现新的疾病,并不受控制地传播。”

新冠疫情并不是第一次用基因组测序来追踪病毒非洲的疫情,2014 年至 2016 年西非的埃博拉疫情中,科学家们就使用了这种手段。Oliveira 使用于 2017 年创建的 KRISP 技术追踪了登革热和寨卡,以及艾滋病和结核病等更常见的疾病背后的病原体。

在非洲乃至世界各地,从未有人在如此短的时间内对同一病毒的这么多不同样本进行过测序。Oliveira 的工作也影响了防疫政策制定。这种工作方式结合了尖端的分子技术,并与前线的医生和护士密切联系,实时制定相应的防疫政策。例如,他们绘制了 COVID-19 在医院早期爆发的地图,从而制定了病房布局指南,防止病毒在医院中传播。

“Oliveira 完成了一项令人难以置信的工作,开创了一种科学应对流行病的新方法,”尼日利亚埃德市 Redeemer 大学分子生物学家 Christian Happi 说。

“我们想向世界展示的是,这些事情可以在发展中国家实现”,他说。当富裕国家仅仅因为南非有发现新毒株就对该国实施禁令时,他感到非常失望。

同时,也有人不理解 Oliveira 的做法。当奥密克戎毒株的声明带来新的旅行禁令时,一些南非人包括政界人士质疑 Oliveira 发表这种声明的权利。有些人甚至把基因组监测团体视为敌人。但他表示:“我们不是敌人,恰恰相反,我们是站在前线的朋友。”

John Jumper:改变生物学的 AlphaFold2

“由这位人工智能研究人员领导的团队发布了一种改变生物学的工具。”

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如果能将所有蛋白质结构悉数掌握会是怎样一番景象?今年 7 月,John Jumper 带领 DeepMind 团队与欧洲分子生物学实验室(European Molecular Biology Laboratory’s European Bioinformatics Institute)一起在 Nature 上发表论文,开源了其基于深度学习神经网络的 AlphaFold 2 模型。在论文中,他的团队对人类和其他 20 种模式生物的几乎所有蛋白质结构进行了预测,总共约 25 万个。Nature 援引芝加哥大学生物物理学家 Tobin Sosnick 的评价称:“它(AlphaFold2)将彻底改变现代生物学。”

这位 80 后英国帅哥的职业生涯充满了戏剧性。2007 年,John Jumper 在剑桥大学攻读凝聚态物理博士学位,但是不到一年就发现这不是自己真正感兴趣的课题。于是他拿着剑桥大学的硕士学位加入了世界上“最豪华”的分子动力学研究所,也就是对冲基金大佬 D.E. Shaw 的 D.E. Shaw Research 研究所从事蛋白质的计算机模拟工作。“刚去的时候,我连蛋白质是什么都不知道。”他说。

2011 年起,John Jumper 开始在芝加哥大学攻读理论化学博士和博士后学位。正是在这个时期,他开始用机器学习技术来研究蛋白质动力学。在博士后毕业三年之后,Jumper 带领着他的 DeemMind 团队在蛋白质结构预测大赛 CASP14 上一鸣惊人。

AlphaFold 第一代基于神经网络技术预测了目标蛋白质各部分之间的距离,方法与其他团队相似。然而 Jumper 有着更大的野心,他希望 AlphaFold2 对底层神经网络进行彻底改革,为科学家们提供更可靠的预测。在明年,Jumper 希望能够和团队一起公布近一半已知蛋白质的结构,总计 1.3 亿 个。在被问到自己的梦想时 Jumper 说:“我的梦想是做些有用的事。”

Victoria Tauli-Corpuz:捍卫原住民土地的卫士

“一名前原住民领袖帮助原住居民在保护生物多样性和气候方面获得国际认可。”

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数十年来,菲律宾的原住民领袖 Victoria Tauli-Corpuz 一直在为全球原住民权益而不断奔走。在今年的 COP26 联合国气候变化大会上,发达国家和慈善机构承诺提供 17 亿 美元,以帮助世界各地的原住民保护森林和生物多样性,防止全球变暖。对于全球的原住民来说这都是一个历史性的时刻,而这项投资在很大程度上要归功于 Victoria Tauli-Corpuz。

2014 年至 2020 年,Tauli Corpuz 作为联合国特别报告员寻访世界范围内的原住民社区,与他们讨论在当地面临的挑战。在 2016 年提交给联合国的一份具有相当影响力的报告中,她揭示了国家公园和自然保护区等模式有侵犯原住民土地权利的风险。出生在一个没有电的菲律宾小村庄里,Tauli Corpuz 比其他联合国官员都更能切身感受到原住民和森林的关系。

在过去的 35 年间,她对割裂保护自然模式(fortress Conservation)提出了科学而强力的批评。支持这种模式的人认为,只有在与人类隔绝的情况下,自然才能得到保护。而 Tauli Corpuz 表示:“这种思维必须改变,因为拥有地球上大部分生物多样性和碳的森林也是世界上原住民的家园。人们生活在这些森林里,我们应该与他们合作。”

联合国粮食和农业组织的经济学家 David Kaimowitz 说:“世界终于跟上她的脚步了,科学也是。” 他解释到,在原住民土地方面的同行评议研究是在过去的五年或十年里才进行的。文献提供的数据表明,原住民土地对自然起到了保护和缓冲的作用,可有效阻止采矿、筑坝和砍伐森林等对环境有害的活动。

Guillaume Cabanac:和不靠谱的学术论文奋战到底

“这位计算机科学家帮助发现了一种隐秘的造假论文。”

中国火星计划灵魂人物上榜!Nature发布“2021十大科学人物” (图10)

经过同行评议的学术文章应该是人类生产的最严谨的文体之一了,但即使在这种情况下也还是会有奇奇怪怪的论文和词汇乱入到各种文献中。法国图卢兹大学(University of Toulouse)的计算机科学家 Guillaume Cabanac 决心把它们都找出来。

Cabanac 给学术论文打假的工作始于 2015 年。当时他与法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学(University of Grenoble Alpes)的计算机科学家 Cyril Labbé 合作开发了一个程序,可以识别用 SCIgen 自动生成的不靠谱的计算机论文。最初 SCIgen 这款软件只是用来搞笑的,但没想到很多人真的用它生成的论文去投稿。他们的这项工作导致期刊撤回了 120 多篇手稿。

到目前为止,Cabanac 与来自 PubPeer 的打假小伙伴们已经在 2000 多篇论文中精确地找到了近 400 个机器生成或者是机器翻译的奇怪短语,而出版社包括著名的 Elsevier,Springer 和Nature。Labbé 表示:“Cabanac 对学术论文的行为非常沮丧,他真的愿意不惜一切代价阻止这些事情的发生。”

首先这些奇怪的短语必须由一个人来发现,然后研究人员在 Dimensions 系统上进行搜索以找到包含它的论文。之后 Cabanac 和助手需要手动扫描每一篇文章,以剔除假阳性。最终,他想要开发一种程序可以自动识别这些短语以净化科学论文的学术环境。但他知道这并不容易:“我担心新技术会帮助造假者发表含有错误的论文。这是一场疯狂的游戏,我们需要做好准备。”

Meaghan Kall:在推特上批评英国防疫政策的流行病学家

“一名政府流行病学家打破规则,在推特上解读了英国冠状病毒数据。”

中国火星计划灵魂人物上榜!Nature发布“2021十大科学人物” (图11)

2021 年 1 月 8 日下午,英国政府流行病学家 Meaghan Kall 完成了一份关于英格兰东南部新冠病毒的技术性简报。半小时后,她在Twitter上发布了一条帖子,分析了报告的关键点。对 Meaghan 来说这个行为有一定风险。因为她并没有得到顶头上司的允许,甚至连报告也没打。不过很快 Meaghan 的一系列推文就成为了人们了解新冠病毒技术性问题的的一扇窗口。

今年 9 月 Kall 在推文上写到:“作为一名公务员,我说真话的空间有限。”在家人不得不隔离进行检测时,Kall 还在自己的推特上公开了他们的照片,并邀请对疫苗有顾虑的公众给她私下留言。Kall 表示,她的老板既没有禁止也没有鼓励她发推文,尽管同事们对她都很支持,而这种公开透明的沟通增强了人们对英国政府数据的信任。

在 Kall 关于新冠疫情的 6000 多条推文中,最受欢迎的是她对英国政府防疫政策的公开批评,尤其是将大部分病毒检测和追踪私有化的决定。在研究新冠冠病毒之前,Kall 花了十年时间为英国政府机构监测艾滋病病毒感染情况,可以说是感染追踪的专家。她说:“实际上我只是想确保人们拥有该有的权力,有可靠的渠道来了解科学数据,然后做出自己的决定。”

Janet Woodcock:充满争议的 FDA 局长

“这位职业管理人员带领美国最重要的药品机构度过了充满挑战的一年。”

中国火星计划灵魂人物上榜!Nature发布“2021十大科学人物” (图12)

美国总统 Joe Biden 在今年上任之后不久就任命了 Janet Woodcock 作为美国食品和药物管理局(FDA)局长。显然,这个任命引起了争议。82 个罕见疾病患者权益倡导组织赞扬了她的领导能力,尤其是她在批准药物的决策中倾听了患者的声音。而另一边则有 31 个组织很不客气地表示了质疑,它们认为 Janet Woodcock 对美国阿片危机的监管失误负有部分责任。

Janet Woodcock 曾是一名医生。在 FDA 35 年的职业生涯中,她的大部分时间都在药物评估和研究中心(Center For Drug Value And Research),该中心负责确保药物在进入美国市场之前的安全有效性。在 Woodcock 的带领下,中心逐渐将药物评估过程现代化,引入了先进的临床试验设计和药物批准途径,并辅之以复杂的诊断测试。她还倡导患者及其倡导者在审批过程中发挥更大作用。

然而到了 6 月,FDA 做出了可能是有史以来最有争议的决定---批准治疗阿尔茨海默病药物 aducanumab 上市。虽然,FDA 的一位发言人表示,他们的局长没有参与 aducanumab 的审核和批准工作,但这并不能让 FDA 免于腥风血雨。包括哈佛医学院医生 Aaron Kesselheim 在内的数名顾问集体辞职以表示抗议。

今年夏天,白宫宣布将很快为美国公众接种疫苗加强针。但这时 FDA 还尚未发布任何关于加强针的指导建议。这时 Woodcock 选择和拜登站在了一起。这一表态又在 FDA 引起了骚动,两名关键的疫苗评估专家辞职以示抗议。11 月,拜登提名前 FDA 专员、心脏病学家 Robert Califf 回国领导 FDA。对于自己的前任他表示:“无论如何 Woodcock 也应该因为 FDA 的与时俱进而得到一些认可。”

原文链接:

https://www.nature.com/immersive/d41586-021-03621-0/index.html