《自然》2017年度全球十大科學人物

編譯 許栩 金琳

1

劉如謙

基因修復者

一名生物學家研發出的基因編輯工具，或許有一天可以用來挽救生命

在過去的十多年里，劉如謙始終是強大的基因編輯技術的先鋒，他最近的重點關注對象是備受稱贊的CRISPR技術。盡管大眾對編輯基因組的便捷方法興奮不已，但是這種技術并不完美。比如，CRISPR無法可靠地重寫某些細胞中的DNA片段。

2017年10月，劉如謙在博德研究所的實驗室發表了大膽調整CRISPR系統的結果。他們利用實驗室制造的一種酶，通過化學方法將DNA堿基對A-T轉化成為G-C。這種酶不存在于自然界——劉如謙和他的團隊并沒有百分百的把握保證能夠成功。但是，冒險是劉如謙的事業的主基調。

劉如謙的實驗室率先開發出了在實驗室里制作新酶的方法，并將其與基因編輯技術結合。2013年，劉如謙與一些志同道合的杰出科學家一起成立了一家名為Editas Medicine的公司，研發基于CRISPR技術的療法。臨床應用可能受到CRISPR-Cas9基因編輯技術不可預測性的限制。劉如謙的實驗室一直在尋找解決這一問題的方法。

2016年，劉如謙團隊中的博士后亞歷克西斯·科莫（Alexis Komor）和其他成員報告了首個DNA堿基編輯器，它依賴于自然產生的酶，能夠將堿基C轉化為T，或者G轉化為C。這是研究人員首次找到一種可靠、可預測的方法，在活細胞的基因組中實現單堿基轉換。劉如謙實驗室里的另一位博士后妮可·歌德利（Nicole Gaudelli）經過幾個月的努力，她制作出一種蛋白質，可以在理論上逆轉人體內約48%的已知致病點突變。2017年10月，該團隊報告稱這種新蛋白質可以比經典的CRISPR-Cas9系統更可靠地逆轉突變。這樣的工具有助于未來開發基因治療方案。

2

瑪麗卡·布蘭切斯

合作發起人

一名天文學家，她幫助科學家從一個歷史性意義的引力波事件中獲得最大收獲

從8月17日開始的那幾個星期，似乎地球和太空中的所有望遠鏡都對準同一個方向，全球大約70組天文學家立馬開始捕捉對兩顆中子星碰撞的首次直接觀測。他們觀察到的現象立即解開了好幾個天體物理學謎團，包括某些γ射線暴的本質和宇宙中重元素的起源。

這些要歸功于天文學家——瑪麗卡.布蘭切斯（Marica Branchesi）帶頭開展多年的準備工作，布蘭切斯于2009年加入意大利處女座引力波探測器（Virgo）團隊。

許多科學家對激光干涉引力波天文臺（LIGO）和Virgo能否有發現持懷疑態度，因為它們運行了多年，卻未探測到任何結果。布蘭切斯說：“我的工作是說服天文學家這是一個有潛力的領域。”

2013年左右隨著探測器完成重大升級，觀察的分辨率提高上千倍后，她也開始感受到科學家們態度的變化。

她在原本各自為政的觀測天文學和引力波研究之間架起了橋梁。

有一篇撰寫發現中子星碰撞的總結性論文報告涉及3 500多名作者。布蘭切斯出面協調，確保他們的貢獻在文中得到公正展示。而這些過程中，布蘭切斯功不可沒。

3

潘建偉

量子之父

讓量子通信馳騁于天地之間的物理學家

在中國，有人稱他為“量子之父”。對于這一稱呼，潘建偉當之無愧。在他的帶領下，中國成為遠距離量子通信技術的領導者。潘建偉結束在歐洲的學習后，于2008年回到中國潛心開展科研工作，從此點燃了中國發展量子技術的熊熊之火。美國馬里蘭大學的量子物理學家克里斯托弗·門羅（Christopher Monroe）說：“每一次我看到他們的研究進展時，都會感到震撼。”

7月，潘建偉以及他在中國科學技術大學的研究團隊報告他們打破了量子隱形傳態的記錄，他們將地球上一個光子的量子態傳送到1 400千米高空軌道衛星上的另一個光子上。9月，團隊利用該衛星向北京和維也納發射糾纏光子，生成的量子密鑰允許兩地的團隊在完全安全的條件下視頻通話。因為檢測光子的行為會擾亂它們的量子態，所以潛在的黑客不可能偷偷攔截密鑰。

此次實驗是一次“歷史性事件”，潘建偉的前博士導師、目前任職于維也納大學的合作者安東·塞林格（Anton Zeilinger）評論道。他還表示，潘建偉的團隊在量子互聯網方面已遙遙領先。量子互聯網是由衛星和地面設備組成的網絡，可實現全球共享量子信息。

這將使牢不可破的全球信息加密成為可能，也為未來利用遠距離量子連接開展新實驗做好準備，比如將世界各地的探測器的光束集合起來，創造一個擁有超高分辨率的望遠鏡。就目前而言，潘建偉的團隊計劃發射第二顆衛星，并在中國的天宮2號空間實驗室開展一項新的太空量子實驗。在接下來的五年里，“我們將看到許多鼓舞人心的成果。這是一個全新的時代。”潘建偉說。

雖然他的團隊包括50名來自各個領域的科學家，包括量子模擬、計算和光學，但潘建偉才是項目的“核心大腦”，集開闊的視野、出色的組織能力和罕見的實驗天賦于一身，塞林格這樣評價道。

潘建偉樂觀積極，充滿激情，在說服經費資助機構方面同樣表現出非凡的能力。他打心底里相信中國政府會支持他的下一個大計劃：耗資20億美元、耗時5年的量子通信、度量和計算項目，這與2016年宣布的耗資12億美元的歐洲量子旗艦項目相匹配。

潘建偉的過人之處在于能找到關鍵問題且敢于冒險，門羅表示，“擁有他是中國之大幸。”

4

艾米麗·懷特海德

活著的證據

小女孩與白血病的抗爭催生了新一代癌癥療法

一個簡單的動作有時卻是最有力的。在7月美國食品藥品管理局（FDA）的會議上，12歲的艾米麗·懷特海德（Emily Whitehead）從觀眾席中起身，走向講臺上正在演講的那名男子，默默握住了他的臂膀。

“我當時就想，如果我站在他身邊的話就能安慰他。” 艾米麗回憶道。5年前，她是世界上首個接受名為CAR-T療法的參試兒童。

臺上的男子是她的父親湯姆（Tom）。他正在請求專家組批準這項療法——重編程病人的免疫細胞，使其識別并攻擊癌細胞。當他看見女兒向他走來時，Tom留下了淚水，專家顧問組的人也開始哽咽。“我們當然被深深感動了，她是一個真實的、活著的證據。”俄亥俄州哥倫布市的全國兒童醫院兒科腫瘤專家蒂莫西·克里普（Timothy Cripe）說，他也是專家組的一員。

專家組全票通過了這項史無前例的治療兒童和青年急性淋巴細胞白血病的療法；FDA正式批準該方案。幾個月后，另一項CAR-T治療也將獲得批準，這次是用于治療非霍奇金淋巴瘤。因此，2017年成為這類癌癥治療史上具有歷史意義的一年。

“這是一座分水嶺。”斯坦福大學醫學院的癌癥免疫治療研究人員克里斯特·麥考爾（Crystal Mackall）評論道。但是她也說這兩項獲批的療法只是證明CAR-T效果的最基礎例證。

幾十個學術團體和生物科技公司正在進一步研發CAR-T療法，致力于使當前治療更安全、更可控，并且生產通用的，而非針對每個病人定制的治療方案。

然而，雖然取得了不少進步，但是“成功與失敗之間只有毫厘之差。”兒科腫瘤專家斯蒂芬·格魯普（Stephan Grupp）說，正是他在費城兒童醫院對Emily展開治療。在Emily接受CAR-T治療的幾天后，她出現了細胞因子釋放綜合征（一種嚴重的免疫反應）。格魯普說如果他沒有立即采取措施并用一種當時未經證明的干預手段治療她，幾乎可以肯定她已經不在人世了。

艾米麗現在已經成為兒童癌癥革命的代表人物。

5

詹妮弗·伯恩

差錯偵探

伯恩在偵查缺陷論文的過程中幫助創建了差錯工具

白天，詹妮弗·伯恩（Jennifer Byrne）研究癌癥遺傳學。晚上，她查找遺傳學研究論文中的錯誤。在過去兩年里的無數個夜晚，當丈夫和孩子一起看動作電影時，伯恩卻一心撲在電腦上查看各種文獻，希望找到有缺陷、甚至可能是造假的論文。她說，“我一面用PubMed搜索論文，一面希望家人不會注意到我沒和他們在一起。”

伯恩在悉尼威斯特米德兒童醫院工作，到目前為止已發現有幾十篇論文包含DNA序列錯誤。其中大部分還有其他可疑問題，如圖形質量差，大段大段的內容與其他論文重復。伯恩懷疑有幾篇論文存在學術不端行為，但是還沒有證實。

目前，她的不懈努力已經產生了一些成效。9篇論文被撤，其中7篇是2017年被撤。10月，她和法國格勒諾布爾阿爾卑斯大學的計算機科學家西里爾·拉貝（Cyril Labbé ）發布了一款名為“Seek& Blastn”的在線程序，幫助自動檢測類似前文所述的問題。她說，“待我臨終之時，回首現在所做的一切，我一定會為自己深感自豪。”

伯恩第一次發現論文錯誤是在她看到5篇論文都提到了一個她曾研究過的罕見基因。這些論文全部聲稱觀察到了在癌細胞中該基因失活的表現，但是伯恩發現這些實驗中報告的DNA序列是錯的。其中4篇論文已經被撤回；至于另外一篇，伯恩和《自然》都沒有得到論文編輯或作者的回復。

伯恩意識到還有更多的論文存在錯誤，于是在2016年與拉貝合作。拉貝擁有垃圾論文鑒定軟件的開發經驗。倆人希望期刊編輯和出版社可以使用他們今年發布的增強版程序，在論文發表之前對其進行檢查。

悉尼大學的語言學家尼克·恩菲爾德（Nick Enfield）表示，論文粗制濫造和造假造成了“文獻污染”，令許多科學家非常苦惱。“但是很少有人像詹妮弗那樣，不遺余力地去揭露它們。”他說。恩菲爾德為伯恩提供了一筆資助，讓她可以招聘一名研究助理，幫助檢查論文中的錯誤。“她的動力來自于一個信念——如實發表數據是重中之重。”伯恩在醫院的同事、基因治療專家貝琳達·克萊默（Belinda Kramer）說。

伯恩說她的查證工作讓她意識到研究對于信任的依賴程度。“我曾經認為科研靠的是智慧和資金。但信任是一個易被忽視且被視為理所當然的一個因素。”她說。

世界各國為了爭奪石油資源而引發的沖突和戰爭層出不窮。若說過去150年石油帶來的是流動的黃金，不如說過去150年石油帶給世界更多的是血和硝煙。然而，這并非是石油的錯，瘋狂的是人心，是強權對世界的控制欲。

6

拉希納·澤博

禁止核試驗協定的追蹤者

面對不利于穩定的威脅，一名地球物理學家為核不擴散做竭力抗爭

9月3日，朝鮮進行第六次核試驗后不到30分鐘，拉希納·澤博（Lassina Zerbo）的電話就響了。當時，維也納時間還不到早上6點，地震數據顯示這是到目前為止朝鮮開展的威力最大的一次核試驗，對地球造成的沖擊力相當于一次6.1級地震。“真是駭人聽聞。”全面禁止核試驗條約組織（CTBTO）的負責人澤博說。該組織監控全球范圍內的核試驗。不久，他結束了與日韓駐奧地利大使的通話，準備迎接媒體的輪番轟炸，幫助解讀這最新一次的核挑釁。

對于澤博和其他核不擴散倡導者而言，這是充滿挑戰的一年。朝鮮最高領導人金正恩和美國總統特朗普相互威脅，言辭交鋒日益激烈，美國對于其盟國的承諾愈加飄忽不定。

澤博 1963年生于布基納法索，之后搬到法國并獲得地球物理學博士學位。他先在礦產業工作過，然后于2004年加入CTBTO。

在這里，他的早期倡議之一是建立一個系統，與科學界共享該組織監測站所收集到的信息。結果發現，水聲、地震及放射性核素傳感器收集到的大量數據還可拓展使用，如海嘯探測和鯨魚遷徙追蹤。

2013年，澤博成為CTBTO的執行秘書，目前他投入大量時間在世界各地工作，為建成該組織的監測站網絡而努力。更重要的是，他倡導批準1996年的《全面禁止核試驗條約》催生了全面禁止核試驗條約組織，但是條約本身還未生效。有些國家簽署卻未執行條約。斯坦福大學的核政策專家西格弗里德·赫克（Siegfried Hecker）稱澤博是一個“不遺余力倡導《全面禁止核試驗條約》的人。”

盡管挑戰重重，澤博認為：“科學只有和政策‘聯姻’，才能讓我們的世界更美好。”

7

史葛·普魯特

機構遣散者

一名新上任的政客無情地破壞美國環境保護署和科學

4月，成千上萬的人走上街頭參與“科學大游行”，許多游行者揮舞著抨擊史葛·普魯特（Scott Pruitt）的標語。他是一名氣候變化懷疑論者，并在今年被特朗普政府任命為美國環境保護署（EPA）署長。

在接受任命之前，普魯特是美國環保署的最嚴厲批評者之一。當他還是俄克拉荷馬州的檢察官時，他起訴環保署的次數至少有14次之多。“讓他擔任環保署署長令人感到不安。普魯特具備強大的破壞力。”明尼蘇達大學的環保化學家黛博拉·斯瓦克哈門（Deborah Swackhamer）說。她曾擔任環保署科學顧問委員會主席，但是普魯特上任后，她在11月被降職。

2017年2月上任后，普魯特立即著手停止或撤銷幾十條環保法規，包括針對排放、采礦和危險廢料的規范。化石燃料和化學行業對這次任命歡呼雀躍。杰弗里·霍姆斯特德（Jeffrey Holmstead）說：“他做他認為是對的事，并不關心可能招來的利益集團的批評。” 霍姆斯特德是Bracewell律所的一名律師，為能源行業公司提供法務代理。《自然》雜志多次發出采訪普魯特的請求，但是EPA未予回應。

10月，普魯特宣布因為利益沖突的關系，持有EPA資助的科學家將不再允許擔任該機構獨立顧問委員會的成員。因此，該機構解散了科學顧問委員會中一半的成員。

之后，大部分的職位都由行業內的在職員工和具有行業背景的科學家擔任。

但是，許多科學家感覺被邊緣化，尤其是EPA員工，他們對自己的未來深感憂慮。特朗普政府已經提議將該機構研發辦公室的預算削減40%。

“雖然我們知道他不是一個支持科學發展的人，但是他破壞科學、打擊科學家的種種方式還是超出了我的想象。”“有心科學家聯合會”的分析師格雷琴·戈德曼（Gretchen Goldman）說。

8

維克多·克魯茲·阿蒂恩扎

追地震的人

9月墨西哥城發生7.1級大地震，證實了一名地震學家的預測

11歲的維克多·克魯茲·阿蒂恩扎（Ví ctor Cruz-Atienza）感覺到身邊的房子在劇烈搖晃。那是1985年9月19日，墨西哥西南岸外太平洋底發生8.0級強震，釋放的能量撼動了整個國家。克魯茲·阿蒂恩扎與家人住在墨西哥城南部的一座兩層樓房里，房子建在硬質巖石上。正是這個位置讓他們幸免于難。大部分墨西哥建筑建在軟沉積物之上，地震時就像在一碗果凍上搖晃。大量建筑坍塌，成千上萬的人喪生。

那一天令克魯茲·阿蒂恩扎終生難忘。他說：“感受到地面晃動的經歷常常喚起我內心深處的一種本能。”在墨西哥國立自治大學讀本科時，他深受地球物理學的吸引，之后又去法國和美國繼續求學，主攻斷層發生破裂的物理學原理。

直至2016年，他已是墨西哥國立自治大學地球物理學院地震系主任，他要將畢生所學來服務家鄉。在一篇具有預測性的論文中，他描述了地震釋放的能量如何在墨西哥城所處的湖泊盆地周圍回蕩。他的模擬結果顯示了哪些區域會晃得最劇烈并且晃得時間最長。

2017年9月19日，克魯茲·阿蒂恩扎正在美國緬因州波特蘭參加會議，突然得知距墨西哥城約120公里處發生了7.1級地震。他好不容易找到了一個回程航班，于第二天回到了墨西哥。他的預測被證明是對的：因為盆地結構的關系，軟沉積物越深，搖晃的時間約長。

由于在1985年的大地震發生后，墨西哥施行了更嚴格的建筑法規，而且2017年這次地震的持續時間相對較短，因此死亡人數遠遠少于1985年的。盡管如此，克魯茲·阿蒂恩扎提醒不能掉以輕心。

“提高大眾意識對于他來說非常重要。”法國格勒諾布爾—阿爾卑斯大學地震學家、克魯茲·阿蒂恩扎的博士導師瓊·弗朗斯瓦（Jean Virieux）說。

2013年，克魯茲·阿蒂恩扎出版了一本大受歡迎的書——Los Sismos: Una Amenaza Cotidiana（La Caja de Cerillos Ediciones），本書主要講述地震帶來的“日常威脅”。他追逐的腳步并不止于此。11月，他和日本研究人員合作，乘著研究考察船探索墨西哥西海岸的另一個地震風險區。兩個地殼板塊在此碰撞，應力增加。他們在海床上安裝了地震儀器和大地測量儀器，希望能夠預測下一次大地震。

“每一個地震都是不同的。” 克魯茲·阿蒂恩扎說，“每一個都有它自己的故事和記憶。”

9

安·奧利瓦留斯

法律女王

隨著性騷擾案件激增，一位律師將目光瞄準了學術機構中的性騷擾問題

為了處理大量來電，安·奧利瓦留斯（Ann Olivarius）不得不在公司內增加20%的人手。今年，不斷有女性給她位于英國梅登黑德的公司打電話，請她幫忙解決她們遇到的性騷擾問題。

幾十年來，奧利瓦留斯處理過許多發生在學術機構內引起廣泛關注的性行為不檢和性侵犯案件。2017年，在科學界、娛樂圈、新聞業和其他行業，先后有位高權重的男性被爆出性丑聞并因此被革職。這些令人震驚的事件甚至也為她帶來了一個事業轉折點。

“我認為我們現在已經認識到了這個問題，”她說，“一旦社會認識到了問題，我們解決問題的可能性就提高了。”

自20世紀70年代開始，奧利瓦留斯一直在為此努力。當她還是耶魯大學的一名本科生時，得知有男性教授騷擾，甚至強奸學生，她感覺憤怒不已。她和其他幾名當事人依據美國教育法修正案第九條（要求校園性別平等）起訴耶魯大學。雖然她們輸了個人案件，但是卻在更大范圍內贏得了勝利。這個具有標志性意義的判決為抗擊美國校園性騷擾確立了法律框架。

從耶魯大學畢業后，奧利瓦留斯先后在一些大型企業（包括高盛）從事法律、金融相關工作。賺夠了足夠多的錢可以做自己想做的事后，她與其他人聯合成立了一家法律公司，打擊對兒童的性虐待。1996年，她成立了麥卡利斯特·奧利瓦留斯（McAllister Olivarius）公司。目前，她和曾當過記者的丈夫杰夫·麥卡利斯特（Jef McAllister）共同運營該公司。他們代理了學術界內一些非常著名的案件，涉及耶魯大學、羅徹斯特大學和牛津大學。

“她是一個非常強大的代言人。”喬治城大學的認知心理學家艾麗莎·紐波特（Elissa Newport）說。紐波特是羅徹斯特大學一案中的原告，在此案件中，原告稱研究生期間遭受性騷擾，而告發此事的教職員工遭到報復。她說，“她體貼周到，為受害者著想——在給我們辯護中表現非常強勢。”

對于奧利瓦留斯而言，目前的問題是如何將對于性騷擾問題的種種關注轉變成法律。她贊成的一種觀點是對違反美國教育法修正案第九條的機構處以經濟懲罰。

10

哈立德·杜坎

芝麻開門

歷經艱難險阻，一位物理學家竭力維護中東首個同步加速器光源的正常運轉

2010年5月，中東首個同步加速器規劃會議正在進行中。但是突然傳來消息，以色列海軍攻擊了一艘向加沙運送救助物的土耳其船只。這一極端事件可能使同步加速器項目就此擱淺，因為它的支持者來自幾個看似不可能聯合起來的國家（或地區）：以色列、土耳其、巴勒斯坦、塞浦路斯、埃及、伊朗和約旦。最終，這個項目之所以能幸存下來，主要得益于項目的創始負責人哈立德·杜坎（Khaled Toukan）。他和每一個代表團溝通，穩定了形勢。

經過20年的發展，中東實驗科學與應用同步輻射裝置（SESAME）于2017年啟動。這是中東首個大型國際研究中心，令中東在國際科研版圖上占據一席之地。

作為一名受人尊敬的物理學家、前大學校長和三任政府部長，杜坎一直是堅定的項目守護人。牛津大學的物理學家、項目理事會主席克里斯托弗·盧埃林·史密斯（Christopher Llewellyn Smith）表示，“杜坎是對項目具有關鍵作用的少數人員之一。沒有他，SESAME就不可能成真。”

這座設施位于阿曼城外，造價1.1億美元，它可使高能電子繞著周長133米的圓環運動。這可以產生強大的輻射，用于研究多種物體。但是，它不只是一個光子源。

多年來，杜坎緩和了SESAME合作國家之間的政治緊張局勢。在成員國交費不足時，是他幫助項目度過了財務危機。“我們常常要按月做規劃。”杜坎說。不久前，他說服約旦政府使用歐盟資助為SESAME建設了一個耗資700萬美元的太陽能發電站。盧埃林·史密斯表示，這將使項目運行成本縮減一半，否則高昂的成本可能會拖垮項目。

自2003年以來，杜坎在其他工作之余無償為SESAME工作。監管SESAME建立的UNESCO部門負責人馬切伊表示，杜坎總愿意為項目投入時間。“我每次打電話，他都會接，” 馬切伊說，“對一個部長來說，這令人難以置信。”今年更是格外忙碌的一年。杜坎目前任約旦原子能委員會的主席，負責監督成立第二個具有歷史意義的項目——約旦第一個研究用核反應堆。