《自然》2017年度全球十大科学人物

编译 许栩 金琳

1

刘如谦

基因修复者

一名生物学家研发出的基因编辑工具，或许有一天可以用来挽救生命

在过去的十多年里，刘如谦始终是强大的基因编辑技术的先锋，他最近的重点关注对象是备受称赞的CRISPR技术。尽管大众对编辑基因组的便捷方法兴奋不已，但是这种技术并不完美。比如，CRISPR无法可靠地重写某些细胞中的DNA片段。

2017年10月，刘如谦在博德研究所的实验室发表了大胆调整CRISPR系统的结果。他们利用实验室制造的一种酶，通过化学方法将DNA碱基对A-T转化成为G-C。这种酶不存在于自然界——刘如谦和他的团队并没有百分百的把握保证能够成功。但是，冒险是刘如谦的事业的主基调。

刘如谦的实验室率先开发出了在实验室里制作新酶的方法，并将其与基因编辑技术结合。2013年，刘如谦与一些志同道合的杰出科学家一起成立了一家名为Editas Medicine的公司，研发基于CRISPR技术的疗法。临床应用可能受到CRISPR-Cas9基因编辑技术不可预测性的限制。刘如谦的实验室一直在寻找解决这一问题的方法。

2016年，刘如谦团队中的博士后亚历克西斯·科莫（Alexis Komor）和其他成员报告了首个DNA碱基编辑器，它依赖于自然产生的酶，能够将碱基C转化为T，或者G转化为C。这是研究人员首次找到一种可靠、可预测的方法，在活细胞的基因组中实现单碱基转换。刘如谦实验室里的另一位博士后妮可·歌德利（Nicole Gaudelli）经过几个月的努力，她制作出一种蛋白质，可以在理论上逆转人体内约48%的已知致病点突变。2017年10月，该团队报告称这种新蛋白质可以比经典的CRISPR-Cas9系统更可靠地逆转突变。这样的工具有助于未来开发基因治疗方案。

2

玛丽卡·布兰切斯

合作发起人

一名天文学家，她帮助科学家从一个历史性意义的引力波事件中获得最大收获

从8月17日开始的那几个星期，似乎地球和太空中的所有望远镜都对准同一个方向，全球大约70组天文学家立马开始捕捉对两颗中子星碰撞的首次直接观测。他们观察到的现象立即解开了好几个天体物理学谜团，包括某些γ射线暴的本质和宇宙中重元素的起源。

这些要归功于天文学家——玛丽卡.布兰切斯（Marica Branchesi）带头开展多年的准备工作，布兰切斯于2009年加入意大利处女座引力波探测器（Virgo）团队。

许多科学家对激光干涉引力波天文台（LIGO）和Virgo能否有发现持怀疑态度，因为它们运行了多年，却未探测到任何结果。布兰切斯说：“我的工作是说服天文学家这是一个有潜力的领域。”

2013年左右随着探测器完成重大升级，观察的分辨率提高上千倍后，她也开始感受到科学家们态度的变化。

她在原本各自为政的观测天文学和引力波研究之间架起了桥梁。

有一篇撰写发现中子星碰撞的总结性论文报告涉及3 500多名作者。布兰切斯出面协调，确保他们的贡献在文中得到公正展示。而这些过程中，布兰切斯功不可没。

3

潘建伟

量子之父

让量子通信驰骋于天地之间的物理学家

在中国，有人称他为“量子之父”。对于这一称呼，潘建伟当之无愧。在他的带领下，中国成为远距离量子通信技术的领导者。潘建伟结束在欧洲的学习后，于2008年回到中国潜心开展科研工作，从此点燃了中国发展量子技术的熊熊之火。美国马里兰大学的量子物理学家克里斯托弗·门罗（Christopher Monroe）说：“每一次我看到他们的研究进展时，都会感到震撼。”

7月，潘建伟以及他在中国科学技术大学的研究团队报告他们打破了量子隐形传态的记录，他们将地球上一个光子的量子态传送到1 400千米高空轨道卫星上的另一个光子上。9月，团队利用该卫星向北京和维也纳发射纠缠光子，生成的量子密钥允许两地的团队在完全安全的条件下视频通话。因为检测光子的行为会扰乱它们的量子态，所以潜在的黑客不可能偷偷拦截密钥。

此次实验是一次“历史性事件”，潘建伟的前博士导师、目前任职于维也纳大学的合作者安东·塞林格（Anton Zeilinger）评论道。他还表示，潘建伟的团队在量子互联网方面已遥遥领先。量子互联网是由卫星和地面设备组成的网络，可实现全球共享量子信息。

这将使牢不可破的全球信息加密成为可能，也为未来利用远距离量子连接开展新实验做好准备，比如将世界各地的探测器的光束集合起来，创造一个拥有超高分辨率的望远镜。就目前而言，潘建伟的团队计划发射第二颗卫星，并在中国的天宫2号空间实验室开展一项新的太空量子实验。在接下来的五年里，“我们将看到许多鼓舞人心的成果。这是一个全新的时代。”潘建伟说。

虽然他的团队包括50名来自各个领域的科学家，包括量子模拟、计算和光学，但潘建伟才是项目的“核心大脑”，集开阔的视野、出色的组织能力和罕见的实验天赋于一身，塞林格这样评价道。

潘建伟乐观积极，充满激情，在说服经费资助机构方面同样表现出非凡的能力。他打心底里相信中国政府会支持他的下一个大计划：耗资20亿美元、耗时5年的量子通信、度量和计算项目，这与2016年宣布的耗资12亿美元的欧洲量子旗舰项目相匹配。

潘建伟的过人之处在于能找到关键问题且敢于冒险，门罗表示，“拥有他是中国之大幸。”

4

艾米丽·怀特海德

活着的证据

小女孩与白血病的抗争催生了新一代癌症疗法

一个简单的动作有时却是最有力的。在7月美国食品药品管理局（FDA）的会议上，12岁的艾米丽·怀特海德（Emily Whitehead）从观众席中起身，走向讲台上正在演讲的那名男子，默默握住了他的臂膀。

“我当时就想，如果我站在他身边的话就能安慰他。” 艾米丽回忆道。5年前，她是世界上首个接受名为CAR-T疗法的参试儿童。

台上的男子是她的父亲汤姆（Tom）。他正在请求专家组批准这项疗法——重编程病人的免疫细胞，使其识别并攻击癌细胞。当他看见女儿向他走来时，Tom留下了泪水，专家顾问组的人也开始哽咽。“我们当然被深深感动了，她是一个真实的、活着的证据。”俄亥俄州哥伦布市的全国儿童医院儿科肿瘤专家蒂莫西·克里普（Timothy Cripe）说，他也是专家组的一员。

专家组全票通过了这项史无前例的治疗儿童和青年急性淋巴细胞白血病的疗法；FDA正式批准该方案。几个月后，另一项CAR-T治疗也将获得批准，这次是用于治疗非霍奇金淋巴瘤。因此，2017年成为这类癌症治疗史上具有历史意义的一年。

“这是一座分水岭。”斯坦福大学医学院的癌症免疫治疗研究人员克里斯特·麦考尔（Crystal Mackall）评论道。但是她也说这两项获批的疗法只是证明CAR-T效果的最基础例证。

几十个学术团体和生物科技公司正在进一步研发CAR-T疗法，致力于使当前治疗更安全、更可控，并且生产通用的，而非针对每个病人定制的治疗方案。

然而，虽然取得了不少进步，但是“成功与失败之间只有毫厘之差。”儿科肿瘤专家斯蒂芬·格鲁普（Stephan Grupp）说，正是他在费城儿童医院对Emily展开治疗。在Emily接受CAR-T治疗的几天后，她出现了细胞因子释放综合征（一种严重的免疫反应）。格鲁普说如果他没有立即采取措施并用一种当时未经证明的干预手段治疗她，几乎可以肯定她已经不在人世了。

艾米丽现在已经成为儿童癌症革命的代表人物。

5

詹妮弗·伯恩

差错侦探

伯恩在侦查缺陷论文的过程中帮助创建了差错工具

白天，詹妮弗·伯恩（Jennifer Byrne）研究癌症遗传学。晚上，她查找遗传学研究论文中的错误。在过去两年里的无数个夜晚，当丈夫和孩子一起看动作电影时，伯恩却一心扑在电脑上查看各种文献，希望找到有缺陷、甚至可能是造假的论文。她说，“我一面用PubMed搜索论文，一面希望家人不会注意到我没和他们在一起。”

伯恩在悉尼威斯特米德儿童医院工作，到目前为止已发现有几十篇论文包含DNA序列错误。其中大部分还有其他可疑问题，如图形质量差，大段大段的内容与其他论文重复。伯恩怀疑有几篇论文存在学术不端行为，但是还没有证实。

目前，她的不懈努力已经产生了一些成效。9篇论文被撤，其中7篇是2017年被撤。10月，她和法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的计算机科学家西里尔·拉贝（Cyril Labbé ）发布了一款名为“Seek& Blastn”的在线程序，帮助自动检测类似前文所述的问题。她说，“待我临终之时，回首现在所做的一切，我一定会为自己深感自豪。”

伯恩第一次发现论文错误是在她看到5篇论文都提到了一个她曾研究过的罕见基因。这些论文全部声称观察到了在癌细胞中该基因失活的表现，但是伯恩发现这些实验中报告的DNA序列是错的。其中4篇论文已经被撤回；至于另外一篇，伯恩和《自然》都没有得到论文编辑或作者的回复。

伯恩意识到还有更多的论文存在错误，于是在2016年与拉贝合作。拉贝拥有垃圾论文鉴定软件的开发经验。俩人希望期刊编辑和出版社可以使用他们今年发布的增强版程序，在论文发表之前对其进行检查。

悉尼大学的语言学家尼克·恩菲尔德（Nick Enfield）表示，论文粗制滥造和造假造成了“文献污染”，令许多科学家非常苦恼。“但是很少有人像詹妮弗那样，不遗余力地去揭露它们。”他说。恩菲尔德为伯恩提供了一笔资助，让她可以招聘一名研究助理，帮助检查论文中的错误。“她的动力来自于一个信念——如实发表数据是重中之重。”伯恩在医院的同事、基因治疗专家贝琳达·克莱默（Belinda Kramer）说。

伯恩说她的查证工作让她意识到研究对于信任的依赖程度。“我曾经认为科研靠的是智慧和资金。但信任是一个易被忽视且被视为理所当然的一个因素。”她说。

世界各国为了争夺石油资源而引发的冲突和战争层出不穷。若说过去150年石油带来的是流动的黄金，不如说过去150年石油带给世界更多的是血和硝烟。然而，这并非是石油的错，疯狂的是人心，是强权对世界的控制欲。

6

拉希纳·泽博

禁止核试验协定的追踪者

面对不利于稳定的威胁，一名地球物理学家为核不扩散做竭力抗争

9月3日，朝鲜进行第六次核试验后不到30分钟，拉希纳·泽博（Lassina Zerbo）的电话就响了。当时，维也纳时间还不到早上6点，地震数据显示这是到目前为止朝鲜开展的威力最大的一次核试验，对地球造成的冲击力相当于一次6.1级地震。“真是骇人听闻。”全面禁止核试验条约组织（CTBTO）的负责人泽博说。该组织监控全球范围内的核试验。不久，他结束了与日韩驻奥地利大使的通话，准备迎接媒体的轮番轰炸，帮助解读这最新一次的核挑衅。

对于泽博和其他核不扩散倡导者而言，这是充满挑战的一年。朝鲜最高领导人金正恩和美国总统特朗普相互威胁，言辞交锋日益激烈，美国对于其盟国的承诺愈加飘忽不定。

泽博 1963年生于布基纳法索，之后搬到法国并获得地球物理学博士学位。他先在矿产业工作过，然后于2004年加入CTBTO。

在这里，他的早期倡议之一是建立一个系统，与科学界共享该组织监测站所收集到的信息。结果发现，水声、地震及放射性核素传感器收集到的大量数据还可拓展使用，如海啸探测和鲸鱼迁徙追踪。

2013年，泽博成为CTBTO的执行秘书，目前他投入大量时间在世界各地工作，为建成该组织的监测站网络而努力。更重要的是，他倡导批准1996年的《全面禁止核试验条约》催生了全面禁止核试验条约组织，但是条约本身还未生效。有些国家签署却未执行条约。斯坦福大学的核政策专家西格弗里德·赫克（Siegfried Hecker）称泽博是一个“不遗余力倡导《全面禁止核试验条约》的人。”

尽管挑战重重，泽博认为：“科学只有和政策‘联姻’，才能让我们的世界更美好。”

7

史葛·普鲁特

机构遣散者

一名新上任的政客无情地破坏美国环境保护署和科学

4月，成千上万的人走上街头参与“科学大游行”，许多游行者挥舞着抨击史葛·普鲁特（Scott Pruitt）的标语。他是一名气候变化怀疑论者，并在今年被特朗普政府任命为美国环境保护署（EPA）署长。

在接受任命之前，普鲁特是美国环保署的最严厉批评者之一。当他还是俄克拉荷马州的检察官时，他起诉环保署的次数至少有14次之多。“让他担任环保署署长令人感到不安。普鲁特具备强大的破坏力。”明尼苏达大学的环保化学家黛博拉·斯瓦克哈门（Deborah Swackhamer）说。她曾担任环保署科学顾问委员会主席，但是普鲁特上任后，她在11月被降职。

2017年2月上任后，普鲁特立即着手停止或撤销几十条环保法规，包括针对排放、采矿和危险废料的规范。化石燃料和化学行业对这次任命欢呼雀跃。杰弗里·霍姆斯特德（Jeffrey Holmstead）说：“他做他认为是对的事，并不关心可能招来的利益集团的批评。” 霍姆斯特德是Bracewell律所的一名律师，为能源行业公司提供法务代理。《自然》杂志多次发出采访普鲁特的请求，但是EPA未予回应。

10月，普鲁特宣布因为利益冲突的关系，持有EPA资助的科学家将不再允许担任该机构独立顾问委员会的成员。因此，该机构解散了科学顾问委员会中一半的成员。

之后，大部分的职位都由行业内的在职员工和具有行业背景的科学家担任。

但是，许多科学家感觉被边缘化，尤其是EPA员工，他们对自己的未来深感忧虑。特朗普政府已经提议将该机构研发办公室的预算削减40%。

“虽然我们知道他不是一个支持科学发展的人，但是他破坏科学、打击科学家的种种方式还是超出了我的想象。”“有心科学家联合会”的分析师格雷琴·戈德曼（Gretchen Goldman）说。

8

维克多·克鲁兹·阿蒂恩扎

追地震的人

9月墨西哥城发生7.1级大地震，证实了一名地震学家的预测

11岁的维克多·克鲁兹·阿蒂恩扎（Ví ctor Cruz-Atienza）感觉到身边的房子在剧烈摇晃。那是1985年9月19日，墨西哥西南岸外太平洋底发生8.0级强震，释放的能量撼动了整个国家。克鲁兹·阿蒂恩扎与家人住在墨西哥城南部的一座两层楼房里，房子建在硬质岩石上。正是这个位置让他们幸免于难。大部分墨西哥建筑建在软沉积物之上，地震时就像在一碗果冻上摇晃。大量建筑坍塌，成千上万的人丧生。

那一天令克鲁兹·阿蒂恩扎终生难忘。他说：“感受到地面晃动的经历常常唤起我内心深处的一种本能。”在墨西哥国立自治大学读本科时，他深受地球物理学的吸引，之后又去法国和美国继续求学，主攻断层发生破裂的物理学原理。

直至2016年，他已是墨西哥国立自治大学地球物理学院地震系主任，他要将毕生所学来服务家乡。在一篇具有预测性的论文中，他描述了地震释放的能量如何在墨西哥城所处的湖泊盆地周围回荡。他的模拟结果显示了哪些区域会晃得最剧烈并且晃得时间最长。

2017年9月19日，克鲁兹·阿蒂恩扎正在美国缅因州波特兰参加会议，突然得知距墨西哥城约120公里处发生了7.1级地震。他好不容易找到了一个回程航班，于第二天回到了墨西哥。他的预测被证明是对的：因为盆地结构的关系，软沉积物越深，摇晃的时间约长。

由于在1985年的大地震发生后，墨西哥施行了更严格的建筑法规，而且2017年这次地震的持续时间相对较短，因此死亡人数远远少于1985年的。尽管如此，克鲁兹·阿蒂恩扎提醒不能掉以轻心。

“提高大众意识对于他来说非常重要。”法国格勒诺布尔—阿尔卑斯大学地震学家、克鲁兹·阿蒂恩扎的博士导师琼·弗朗斯瓦（Jean Virieux）说。

2013年，克鲁兹·阿蒂恩扎出版了一本大受欢迎的书——Los Sismos: Una Amenaza Cotidiana（La Caja de Cerillos Ediciones），本书主要讲述地震带来的“日常威胁”。他追逐的脚步并不止于此。11月，他和日本研究人员合作，乘着研究考察船探索墨西哥西海岸的另一个地震风险区。两个地壳板块在此碰撞，应力增加。他们在海床上安装了地震仪器和大地测量仪器，希望能够预测下一次大地震。

“每一个地震都是不同的。” 克鲁兹·阿蒂恩扎说，“每一个都有它自己的故事和记忆。”

9

安·奥利瓦留斯

法律女王

随着性骚扰案件激增，一位律师将目光瞄准了学术机构中的性骚扰问题

为了处理大量来电，安·奥利瓦留斯（Ann Olivarius）不得不在公司内增加20%的人手。今年，不断有女性给她位于英国梅登黑德的公司打电话，请她帮忙解决她们遇到的性骚扰问题。

几十年来，奥利瓦留斯处理过许多发生在学术机构内引起广泛关注的性行为不检和性侵犯案件。2017年，在科学界、娱乐圈、新闻业和其他行业，先后有位高权重的男性被爆出性丑闻并因此被革职。这些令人震惊的事件甚至也为她带来了一个事业转折点。

“我认为我们现在已经认识到了这个问题，”她说，“一旦社会认识到了问题，我们解决问题的可能性就提高了。”

自20世纪70年代开始，奥利瓦留斯一直在为此努力。当她还是耶鲁大学的一名本科生时，得知有男性教授骚扰，甚至强奸学生，她感觉愤怒不已。她和其他几名当事人依据美国教育法修正案第九条（要求校园性别平等）起诉耶鲁大学。虽然她们输了个人案件，但是却在更大范围内赢得了胜利。这个具有标志性意义的判决为抗击美国校园性骚扰确立了法律框架。

从耶鲁大学毕业后，奥利瓦留斯先后在一些大型企业（包括高盛）从事法律、金融相关工作。赚够了足够多的钱可以做自己想做的事后，她与其他人联合成立了一家法律公司，打击对儿童的性虐待。1996年，她成立了麦卡利斯特·奥利瓦留斯（McAllister Olivarius）公司。目前，她和曾当过记者的丈夫杰夫·麦卡利斯特（Jef McAllister）共同运营该公司。他们代理了学术界内一些非常著名的案件，涉及耶鲁大学、罗彻斯特大学和牛津大学。

“她是一个非常强大的代言人。”乔治城大学的认知心理学家艾丽莎·纽波特（Elissa Newport）说。纽波特是罗彻斯特大学一案中的原告，在此案件中，原告称研究生期间遭受性骚扰，而告发此事的教职员工遭到报复。她说，“她体贴周到，为受害者着想——在给我们辩护中表现非常强势。”

对于奥利瓦留斯而言，目前的问题是如何将对于性骚扰问题的种种关注转变成法律。她赞成的一种观点是对违反美国教育法修正案第九条的机构处以经济惩罚。

10

哈立德·杜坎

芝麻开门

历经艰难险阻，一位物理学家竭力维护中东首个同步加速器光源的正常运转

2010年5月，中东首个同步加速器规划会议正在进行中。但是突然传来消息，以色列海军攻击了一艘向加沙运送救助物的土耳其船只。这一极端事件可能使同步加速器项目就此搁浅，因为它的支持者来自几个看似不可能联合起来的国家（或地区）：以色列、土耳其、巴勒斯坦、塞浦路斯、埃及、伊朗和约旦。最终，这个项目之所以能幸存下来，主要得益于项目的创始负责人哈立德·杜坎（Khaled Toukan）。他和每一个代表团沟通，稳定了形势。

经过20年的发展，中东实验科学与应用同步辐射装置（SESAME）于2017年启动。这是中东首个大型国际研究中心，令中东在国际科研版图上占据一席之地。

作为一名受人尊敬的物理学家、前大学校长和三任政府部长，杜坎一直是坚定的项目守护人。牛津大学的物理学家、项目理事会主席克里斯托弗·卢埃林·史密斯（Christopher Llewellyn Smith）表示，“杜坎是对项目具有关键作用的少数人员之一。没有他，SESAME就不可能成真。”

这座设施位于阿曼城外，造价1.1亿美元，它可使高能电子绕着周长133米的圆环运动。这可以产生强大的辐射，用于研究多种物体。但是，它不只是一个光子源。

多年来，杜坎缓和了SESAME合作国家之间的政治紧张局势。在成员国交费不足时，是他帮助项目度过了财务危机。“我们常常要按月做规划。”杜坎说。不久前，他说服约旦政府使用欧盟资助为SESAME建设了一个耗资700万美元的太阳能发电站。卢埃林·史密斯表示，这将使项目运行成本缩减一半，否则高昂的成本可能会拖垮项目。

自2003年以来，杜坎在其他工作之余无偿为SESAME工作。监管SESAME建立的UNESCO部门负责人马切伊表示，杜坎总愿意为项目投入时间。“我每次打电话，他都会接，” 马切伊说，“对一个部长来说，这令人难以置信。”今年更是格外忙碌的一年。杜坎目前任约旦原子能委员会的主席，负责监督成立第二个具有历史意义的项目——约旦第一个研究用核反应堆。