《自然》2018年度十大科學人物

編譯 許栩 俞曉晴

1

曹原

石墨烯駕馭者

讓原子厚度碳片層成為超導體的博士研究生

曹原在青少年時期就異于常人。18歲時，他不僅已經高中畢業，還從中國科學技術大學拿到了本科學位，并前往美國攻讀博士。此后，曹原先后發表了兩篇關于原子厚度碳片層奇異行為的論文，這開啟了物理學的一個全新領域。

2014年，曹原加入了巴勃羅·吉瑞羅-赫雷羅（Pablo Jarillo-Herrero）在麻省理工學院（MIT）的團隊。該團隊當時已經開始進行將碳片層堆疊和旋轉至不同角度的嘗試。曹原的主要工作是考察堆疊的雙層石墨烯特性，如果將其中一層相對另一層旋轉極小的角度后會發生什么。根據一種理論預測，這種扭轉會極大地改變石墨烯的行為，但許多物理學家對此持懷疑態度。

曹原決心創造出這種以微妙角度扭轉的雙層石墨烯，并發現了一些奇異的現象。對石墨烯施加微弱的電場并冷卻至絕對零度以上1.7度時，能讓導電的石墨烯變成絕緣體。

但有更好的消息：只需稍微調整一下電場，扭轉的雙層石墨烯就能成為一個超導體，讓電子實現零電阻流動。

通過簡單的旋轉就能讓原子厚度的碳材料產生復雜的電子態，這一研究成果使得物理學家爭相對其他扭轉二維材料的奇異行為進行實驗。一些物理學家甚至希望石墨烯能夠闡明復雜材料為何會在更高的溫度下成為超導體。

吉瑞羅-赫雷羅認為曹原的實驗技巧至關重要。曹原原創的方法先將單層石墨烯撕裂，組成方向相同的雙層石墨烯，并在此基礎上進行微調校準。曹原還通過調整低溫系統，摸索到能讓超導態更為顯著的溫度。

2

薇薇安·斯隆洞

察人類的歷史學家

發現混血古人類的古遺傳學家

幾年前，德國馬克斯·普朗克人類演化研究所的古遺傳學家薇薇安·斯隆（Viviane Slon）對一塊古代骨骼碎片進行DNA檢測時，發現該骨骼來自兩個已滅絕人類族群的混血后代。這個基因組有一半看起來像尼安德特人的，另一半像曾經在亞洲出現過的丹尼索瓦人的。

進一步的測試確定，這位年輕成年女性是生活在約9萬年前的尼安德特人女性和丹尼索瓦人男性的女兒，同事們親切地稱她為丹妮（Denny）。尼安德特人和丹尼索瓦人的基因組顯示兩者存在過基因交流，但此前從未發現過這種情況的直接后代。

這一研究結果于8月一經發表，便引起了科學界和公眾的強烈反響，數百篇新聞報道和數千條推文爭相予以關注。

以色列特拉維夫大學的古人類學家伊斯雷爾·赫斯科維茲（Israel Hershkovitz ）是斯隆的研究生導師之一，他認為：“斯隆看事情的角度在同輩中獨一無二，她并不局限于基因。當她談論尼安德特人時，她會看到尼安德特人的生理學特征和解剖學特征。”

3

賀建奎

CRISPR 妄為者

創造基因編輯嬰兒的科學家引發國際震怒

當賀建奎在11月宣布自己改變了兩個嬰兒的基因組時，他深知自己已經跨越了一條生物倫理紅線。賀建奎運用CRISPR技術編輯了這對雙胞胎女嬰的基因組——這種改變會傳遞給她們的后代，宣稱是為了保護她們不受HIV感染。他在宣布女嬰降生的視頻中表示：“我知道會有爭議，但我愿意為有需要的家庭接受指責。”

外界對這一新聞的反應超出了賀建奎的預期。批評聲排山倒海般涌來，指責他棄重要倫理規范于不顧，將雙胞胎暴露于未知的風險中。賀建奎所在的南方科技大學表示沒有參與此事。科技部已經禁止賀建奎繼續從事研究工作，衛生部門也已展開調查。賀建奎不再接受媒體采訪，他退下歷史舞臺的速度一如他當初的曇花一現。

賀建奎以局外人的身份闖入了基因編輯領域。他在自己的網站上列出的第一篇論文是十年前一篇有關量子物理學的論文；2010年，賀建奎先后發表了有關經濟、演化以及細菌基因組中的奇怪的DNA重復片段性質的論文。他在基因組測序方面的工作為他贏得了一些喝彩。他在深圳創建了瀚海基因生物科技有限公司，主要面向臨床測序市場，吸引了數億美元的投資。

但賀建奎一直想進入基因編輯領域，他曾前往麻省理工學院會見CRISPR 先驅張鋒，張鋒警告他編輯生殖用人類胚胎的危險性；加州大學伯克利分校的遺傳學家馬克·德威特（Mark DeWitt）表示自己也對賀建奎發出過同樣的警告；伯克利的另一位CRISPR先驅詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）當初拒絕了賀建奎的到訪，因為她認為賀建奎當時并未從事任何有關該技術的工作。如今，她懷疑賀建奎“遍訪”本領域知名人士的做法是為了事后證明自己曾獲得過普遍支持。

賀建奎的事跡必將眾說紛紜。科學家擔心基因編輯領域可能會因此在資助經費、監管審批或公眾支持方面受到影響。雖然基因編輯技術可能會帶來有關人類發育的新見解，并有可能找到預防致命遺傳疾病的方法，但很少有人會說賀建奎的方法對此有過任何貢獻。

4

杰絲·韋德

多樣性大使

數百條維基百科詞條的創建者、致力于提高女性科學家代表性的物理學家

當杰絲·韋德（Jess Wade）開始每天創建一篇維基百科介紹時，她并沒想過這一舉動會引來全球關注，她只是單純想要糾正這一在線百科中女性和有色人種科學家代表不足的現狀。7月，她將一條對她工作的惡意評論發到推特上后，立刻收到了對她這一行動鋪天蓋地的支持。

韋德是帝國理工學院的一名高分子物理學家，參與過眾多以構建維基多樣性為目的的科學傳播項目。在得知90%的維基百科編輯都為男性，且百科上有個人詞條的女性只占18%后，她開始了一天編寫一個詞條的習慣。

如今，她已經創建了約400個詞條，并與機構合作定期舉辦“編輯馬拉松”活動（edit-a-thon，這類行動以增強包容性為目標），倡導人們共同創建并編輯維基百科內容。此舉在世界各地掀起了類似行動，包括一些其他行業的行動。

圣安德魯斯大學從事多樣性研究的蕾娜·康伯巴奇（Lenna Cumberbatch）表示：“雖然單靠維基百科詞條無法解決科學界的包容性問題，但韋德等人的行動會改變人們的預期。她在嘗試糾正存在已久的不平衡，這有點酷。”

韋德發起的維基百科運動并不是2018年讓她走進聚光燈的唯一理由。9月，她在瑞士的歐洲核子研究組織（CERN）大會上匯報了她參與的工作。同一天，意大利比薩大學的物理學家亞歷山德羅·斯特魯米亞（Alessandro Strumia）在演講中質疑女性在物理學方面的能力，并攻擊倡導多樣性的政策。

韋德再一次將上述言論發布在社交媒體上，網友普遍指責這些言語。針對斯特魯米亞的調查目前正在進行中，他在CERN的工作也已暫停。

韋德計劃在這一方面再接再厲，她打算在學校圖書館中放上安琪拉·賽尼（Angela Saini）的《遜色》（Inferior）一書——主要探討性別刻板印象帶來的危害。

韋德表示：“我認為多樣化的團隊能把科研做得更好。所有這些行動終將確保學術共同體能更加強大，更有韌性，且富有創造力。”

5

瓦萊麗·馬森-德爾莫特

地球監測員

推動IPCC沉甸甸的全球變暖報告問世的氣候學家

2018年10月，瓦萊麗·馬森-德爾莫特（Valérie Masson-Delmotte）和同事揭示了地球令人擔憂的未來。用不了十幾年的時間，地球的平均溫度可能會比19世紀中葉的平均溫度高出1.5℃，接踵而來的變化會導致生態系統改變，地球上大多數珊瑚礁消失等。這則警告來自于政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發布的一份專題報告，馬森-德爾莫特在其中發揮了重要作用。

馬森-德爾莫特是法國氣候與環境科學實驗室的氣候學家以及評估氣候變化自然科學的IPCC工作小組聯席主席，她的工作包括集結報告作者，協調他們的工作，促使報告通過各國政府的審批。

IPCC通常需要近十年的時間才能發布大規模評估報告，但這份1.5 ℃的報告卻很快就出爐了，里面甚至包含了報告終稿提交政府審閱前幾周才發表的研究。

報告明確指出，將全球變暖控制在1.5℃以內比任由其飆升至2℃來說，具有巨大好處。不過，要將升溫幅度限制在1.5℃，需要采取更有力控制溫室氣體排放的措施。

然而，即便各國做到了這一點，地球仍然會發生很大的變化：地球6%以上的陸地表面的生態系統會遭到破壞，70%～90%的珊瑚礁很有可能會消失。

美國亞利桑那大學地理學家戴安娜·利沃曼（Diana Liverman）特別提到了馬森-德爾莫特為提高IPCC成員構成多樣性和代表性所做的努力。在2014年完成的評估中，女性只占整個作者團隊的22%，而這份報告的女性作者比例達到了史無前例的40%。馬森-德爾莫特還致力于讓來自南半球國家的青年科學家和研究人員發揮更大作用。下一次的全面氣候評估將于2021年發布，為此，馬森-德爾莫特已經開始采用鼓勵所有作者參與的方法，包括為那些不習慣在會上發言的科學家準備在線參與工具。

為了打破科學“谷倉效應”（編者注：指各個組織或企業間缺乏相互協同的現象），報告的每一章都匯聚了不同學科科學家。馬森-德爾莫特認為，這份報告不再過分關注排放場景，而是更關注如何才能制定出能產生影響的社會、技術和政府政策。

6

安東尼·布朗

星圖繪制者

備受期待的“蓋亞”超詳盡銀河系星圖背后的天文學家

對于許多天文學家來說，2018年的圣誕節早在協調世界時間4月25日10∶00整就已提前到來（編者注：協調世界時是以原子時秒長為基礎，在時刻上盡量接近于世界時的一種時間計量系統），因為這一天歐洲航天局蓋亞（Gaia）任務的科學家發布了首組重要數據：一張大小為551 GB、詳細記錄13多億顆恒星的位置和運動的星圖。星圖一經發布，全世界的研究人員都迫不及待地想深挖這組數據。

但此時，荷蘭萊頓天文臺的天文學家安東尼·布朗（Anthony Brown）的感受只有一個：“太累了！”布朗這么說是有原因的。他領導了整個蓋亞項目的數據處理與分析聯盟，該聯盟的400多名研究人員在這些數據上深耕多年。蓋亞探測器于2013年發射升空，對整個天空進行搜索，并對相機前掃過的星光進行記錄。將蓋亞探測器采集到的數據轉化為關于恒星位置、運動和其他屬性的精確信息，需要在地面上進行異常繁復的數據處理過程。

對于那些更有興趣通過蓋亞探索銀河系奧秘的研究人員來說，布朗的工作看上去并不那么光彩奪目。布朗從2012年起擔任數據處理聯盟的主席。他的日常工作涉及大量的管理任務：他多數時間都在協調聯盟工作，會見聯盟團隊成員，確保數據處理工作能按部就班地進行，這些數據主要來自馬德里附近的一個操作中心。

布朗的細心和專業對蓋亞數據集的發布至關重要。這些數據已經在700多篇研究論文中被引用。他為整個聯盟的協調者掃清了無數障礙。

聯盟成員荷蘭卡普坦天文研究所天文學家阿米娜·希勒米（Amina Helmi）表示： “布朗非常善于引導那些有熱情做科研的人士加入。我不知道他是如何做到的，我們都很尊敬他。

布朗和同事幾乎沒有喘息的時間。他們已經在為下一次的數據發布做準備了，預計發布時間為2021年上半年。

7

楊美盈

環保斗士

馬來西亞新任科學與環境部長強烈抵制塑料污染

當年楊美盈（Bee Yin Yeo）在土庫曼斯坦沙漠中考察油井時，她就已經開始對世界的未來以及自己的職業規劃提出了疑問。當時剛從大學畢業的她堅信人類終將遠離化石能源，這也讓她決心尋找一份能為全人類帶來福祉的事業。

幾年后，楊美盈獲得了劍橋大學高級化學工程碩士學位，并于2010年回到了家鄉馬來西亞。她隨后進入了政界，并于2013年成為一名州議會議員。在那之后，馬來西亞遭遇了一場政治海嘯：2018年5月9日，選民將1963年馬來西亞建國以來一直掌權的聯盟趕下了臺。新政府任用了自己的內閣成員，楊美盈則被任命為能源、技術、科學、氣候變化及環境部長。

在馬來西亞南部小鎮長大的楊美盈（現年35歲）表示：“那聽起來不可思議。”楊美盈此前用5年時間攻擊國家政策的缺陷，如今她得以改變它們。從7月2日上任以來，楊美盈新官上任三把火，對馬來西亞治理環境和管理研究的方式進行了改革。她宣布到2030年實現可再生能源占總能源產量的比重由2%上升至20%的目標，并將改革電力市場和提升能源效率。

她還發起了對抗塑料污染的行動——塑料污染是東南亞普遍面臨的嚴重問題。10月31日，楊美盈推出了一項為期12年的工作路線圖和法律框架，爭取讓馬來西亞在2030年底前淘汰一次性塑料用品，這需要對可生物降解塑料等生態友好型替代品開展研究并實現商品化。楊美盈的努力呼應了國際社會對一次性塑料日益加重的擔憂。

環保組織馬來西亞珊瑚礁體檢組織的總負責人祖利安·海迪（Julian Hyde）對楊美盈的努力和路線圖的發布大加贊賞：“這件事情中最重要的一點是，這是一張具有現實意義的時間表。”

但馬來西亞塑料制造商協會（MPMA）可持續小組委員會主席黃清云（Ching Yun Wee）認為，本地制造商現在可以生產可生物降解塑料，但其降解速度或程度都無法達到解決塑料污染問題的要求。

楊美盈表示，通過資助本地研究并結合引入外國技術，馬來西亞可以發展可生物降解塑料技術。

8

芭芭拉·瑞伊-文特爾

DNA偵探

鑒定連環殺手 、 引領DNA破案的系譜學家

2017年2月，芭芭拉·瑞伊-文特爾（Barbara Rae-Venter）接到了一名偵查員的電話，對方請她協助偵破一起刑事案件。

瑞伊-文特爾當時是加州北部的一名已退休的專利律師，她并未意識到自己即將協助追捕的是美國歷史上最臭名昭著的連環殺手和強奸犯之一。在瑞伊-文特爾的幫助下，兇手終于在2018年落網，而基于遺傳系譜學鑒定罪犯的方法雖然具有爭議性，但也被證實具有強大作用。

瑞伊-文特爾最早學習遺傳系譜學是為了尋找自己的祖先來源。后來，她開始運用這一工具幫助他人，比如那些被收養的兒童，這也引起了加州康特拉科斯塔縣地方檢察院的偵查員保羅·霍萊什（Paul Holes）的注意。

霍萊什負責追捕的兇手，其作案方式在20世紀70～80年代震驚了整個加州——12樁殺人案、45起強奸案和120起入室盜竊案，逃亡的犯罪者被叫作“東區強奸犯”“暗夜尾隨者”“金州殺手”。霍萊什的看法是，如果瑞伊-文特爾能拼湊出兇手的家譜史，或許就能找到罪犯。

瑞伊-文特爾將犯罪現場搜集的DNA制成一份個人信息，并上傳至系譜學家共享的公開數據庫GEDmatch。雖然GEDmatch的規模不如商業系譜網站的大，但GEDmatch的服務條款并未明確禁止其信息用于執法搜證。很快，她就發現了可能是兇手第三代或第四代的表親。在FBI和當地執法人員的幫助下，她確定了他們的一位共同祖先，并很快建立了兇手的家譜。她最終將目標指向一名住在美國薩克拉門托名叫約瑟夫·詹姆斯·迪安杰洛（Joseph James DeAngelo）的退休警官。進一步的DNA檢測顯示他就是嫌犯本人。

瑞伊-文特爾表示自己收到過的案件協助請求超過70起。雖然生性安靜，但能更多地參與其中讓她感到很興奮。

9

羅伯特-讓·史密茨

開放獲取領袖

發起科學出版改革的資深官員

2018年，大膽發起推倒科學出版付費墻行動的官員表示，自己的靈感其實來自出版機構本身。

3月，羅伯特-讓·史密茨（Robert-Jan Smits）收到歐盟科研委員卡洛斯·莫達斯（Carlos Moedas）分派的一項為期一年的特殊任務：讓更多的研究論文更快地發表在期刊付費墻外面。作為一名資深的科學政策官員，史密茨決定從源頭入手：他咨詢大型出版機構該如何推進。得到的回答是，如果資助研究的機構堅持研究結果必須公開發表，那么期刊只能順應這一要求。

因此，史密茨打算從說服資助機構著手，并在9月提出了一項在整個科學出版業掀起波瀾的計劃。

史密茨過去幾十年都是歐盟委員會科學政策的幕后主導人，擔任研究總司長一職有8年的時間，直到近期才接手了這項新任務。他一開始負責向歐洲機構宣傳這一名為“S計劃”（Plan S）的倡議。如他所說，S代表“科學、速度、解決方案、沖擊”。截至《自然》十大人物新聞報道之際，16個資助機構已經簽署了這項計劃，并將從2020年開始，要求他們所支持的研究結果一經發表即能免費獲取。

史密茨表示：“幾十年來，出版機構一直主導著論文的發表方式。現在輪到資助機構來做決定了。”

雖然四面八方涌向史密茨的支持信息讓他始料未及，但這項倡議也面臨著阻力：若干出版機構均表示這項計劃會讓他們的運營模式走向絕路，一些科研人員也表示不希望自己選擇在何處發表論文的權利受到限制。

史密茨喜歡打破歐洲科學界的現狀不是一天兩天了。2007年，史密茨協助成立了專門資助卓越研究的歐洲研究理事會（ERC）——當時很少有成員國愿意接受它。他說：“我們當時不得不一個一個國家地去拜訪，好讓他們相信我們需要它。”與史密茨共過事的人都深知他具有讓人們對爭議性政策形成共識的能力。

史密茨作為開放獲取大使的短暫任期即將結束，2019年他將回到家鄉荷蘭的埃因霍芬理工大學擔任教授。

10

吉川真

小行星獵手

敢于從太空巖石中收集樣本的天文學家

2018年6月，天文學家吉川真（Makoto Yoshikawa ）正夜以繼日地工作，看著他領導的太空任務朝著既定目標——名為“龍宮”（Ryugu）的餃子狀巖石進發。經過3年多的精確操縱，“隼鳥2號”探測器在推進器的幫助下，將與這顆一千米寬的小行星一起同步繞太陽運行。

隨著任務的順利完成，吉川真和他在日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的團隊開始進入探索階段。截至10月初，探測器已在龍宮上成功投放了3輛小型探測車，并拍下了這顆小行星的首張清晰特寫。

“隼鳥2號”2019年還面臨一項更嚴峻的考驗，屆時它將在龍宮上軟著陸并完成樣品收集。任何程度的導航精度誤差都會導致其撞毀在石塊上。另一個更加大膽的操作將讓探測器朝小行星發射一顆彈丸，并對彈丸激起的物質進行分析。探測器預計將于2020年返回地球，其攜帶的樣本或有助于闡明太陽系的早期演化過程。

吉川真經歷過重重驚險考驗，作為JAXA的天文學家，他曾幫助策劃了無人太空探索歷史上兩起最為壯觀的救援行動。2005年，最初的“隼鳥號”為收集樣本，抵達小行星“絲川”（Itokawa），但控制中心很快就失去了“隼鳥號”的聯系信息。團隊成功恢復通訊，并讓失去主發動機的“隼鳥號”重返地球。高速行進的“隼鳥號”在返航途中燒毀，但其樣本艙最后被成功找到。

2010年，JAXA的“拂曉號”（Akatsuki）探測器則在嘗試減速進入金星軌道時因發動機故障產生偏離。2015年，在“拂曉號”繞太陽多次飛行后，團隊成功讓其在飛掠金星時再次入軌金星。

法國國家空間研究中心（CNES）天體物理學家奧黑莉·穆西（Aur é lie Moussi）認為：“吉川真有能力帶領許多不同的實驗室進行合作，卻從不自大，這是任務能取得成功的關鍵。”

吉川真表示，小行星是需要人類密切關注的潛在威脅，但它們也是揭開太陽系奧秘的鑰匙，同時還是未來太空探索的一個潛在資源。

資料來源 Nature