《自然》2018年度十大科学人物

编译 许栩 俞晓晴

1

曹原

石墨烯驾驭者

让原子厚度碳片层成为超导体的博士研究生

曹原在青少年时期就异于常人。18岁时，他不仅已经高中毕业，还从中国科学技术大学拿到了本科学位，并前往美国攻读博士。此后，曹原先后发表了两篇关于原子厚度碳片层奇异行为的论文，这开启了物理学的一个全新领域。

2014年，曹原加入了巴勃罗·吉瑞罗-赫雷罗（Pablo Jarillo-Herrero）在麻省理工学院（MIT）的团队。该团队当时已经开始进行将碳片层堆叠和旋转至不同角度的尝试。曹原的主要工作是考察堆叠的双层石墨烯特性，如果将其中一层相对另一层旋转极小的角度后会发生什么。根据一种理论预测，这种扭转会极大地改变石墨烯的行为，但许多物理学家对此持怀疑态度。

曹原决心创造出这种以微妙角度扭转的双层石墨烯，并发现了一些奇异的现象。对石墨烯施加微弱的电场并冷却至绝对零度以上1.7度时，能让导电的石墨烯变成绝缘体。

但有更好的消息：只需稍微调整一下电场，扭转的双层石墨烯就能成为一个超导体，让电子实现零电阻流动。

通过简单的旋转就能让原子厚度的碳材料产生复杂的电子态，这一研究成果使得物理学家争相对其他扭转二维材料的奇异行为进行实验。一些物理学家甚至希望石墨烯能够阐明复杂材料为何会在更高的温度下成为超导体。

吉瑞罗-赫雷罗认为曹原的实验技巧至关重要。曹原原创的方法先将单层石墨烯撕裂，组成方向相同的双层石墨烯，并在此基础上进行微调校准。曹原还通过调整低温系统，摸索到能让超导态更为显著的温度。

2

薇薇安·斯隆洞

察人类的历史学家

发现混血古人类的古遗传学家

几年前，德国马克斯·普朗克人类演化研究所的古遗传学家薇薇安·斯隆（Viviane Slon）对一块古代骨骼碎片进行DNA检测时，发现该骨骼来自两个已灭绝人类族群的混血后代。这个基因组有一半看起来像尼安德特人的，另一半像曾经在亚洲出现过的丹尼索瓦人的。

进一步的测试确定，这位年轻成年女性是生活在约9万年前的尼安德特人女性和丹尼索瓦人男性的女儿，同事们亲切地称她为丹妮（Denny）。尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组显示两者存在过基因交流，但此前从未发现过这种情况的直接后代。

这一研究结果于8月一经发表，便引起了科学界和公众的强烈反响，数百篇新闻报道和数千条推文争相予以关注。

以色列特拉维夫大学的古人类学家伊斯雷尔·赫斯科维兹（Israel Hershkovitz ）是斯隆的研究生导师之一，他认为：“斯隆看事情的角度在同辈中独一无二，她并不局限于基因。当她谈论尼安德特人时，她会看到尼安德特人的生理学特征和解剖学特征。”

3

贺建奎

CRISPR 妄为者

创造基因编辑婴儿的科学家引发国际震怒

当贺建奎在11月宣布自己改变了两个婴儿的基因组时，他深知自己已经跨越了一条生物伦理红线。贺建奎运用CRISPR技术编辑了这对双胞胎女婴的基因组——这种改变会传递给她们的后代，宣称是为了保护她们不受HIV感染。他在宣布女婴降生的视频中表示：“我知道会有争议，但我愿意为有需要的家庭接受指责。”

外界对这一新闻的反应超出了贺建奎的预期。批评声排山倒海般涌来，指责他弃重要伦理规范于不顾，将双胞胎暴露于未知的风险中。贺建奎所在的南方科技大学表示没有参与此事。科技部已经禁止贺建奎继续从事研究工作，卫生部门也已展开调查。贺建奎不再接受媒体采访，他退下历史舞台的速度一如他当初的昙花一现。

贺建奎以局外人的身份闯入了基因编辑领域。他在自己的网站上列出的第一篇论文是十年前一篇有关量子物理学的论文；2010年，贺建奎先后发表了有关经济、演化以及细菌基因组中的奇怪的DNA重复片段性质的论文。他在基因组测序方面的工作为他赢得了一些喝彩。他在深圳创建了瀚海基因生物科技有限公司，主要面向临床测序市场，吸引了数亿美元的投资。

但贺建奎一直想进入基因编辑领域，他曾前往麻省理工学院会见CRISPR 先驱张锋，张锋警告他编辑生殖用人类胚胎的危险性；加州大学伯克利分校的遗传学家马克·德威特（Mark DeWitt）表示自己也对贺建奎发出过同样的警告；伯克利的另一位CRISPR先驱詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）当初拒绝了贺建奎的到访，因为她认为贺建奎当时并未从事任何有关该技术的工作。如今，她怀疑贺建奎“遍访”本领域知名人士的做法是为了事后证明自己曾获得过普遍支持。

贺建奎的事迹必将众说纷纭。科学家担心基因编辑领域可能会因此在资助经费、监管审批或公众支持方面受到影响。虽然基因编辑技术可能会带来有关人类发育的新见解，并有可能找到预防致命遗传疾病的方法，但很少有人会说贺建奎的方法对此有过任何贡献。

4

杰丝·韦德

多样性大使

数百条维基百科词条的创建者、致力于提高女性科学家代表性的物理学家

当杰丝·韦德（Jess Wade）开始每天创建一篇维基百科介绍时，她并没想过这一举动会引来全球关注，她只是单纯想要纠正这一在线百科中女性和有色人种科学家代表不足的现状。7月，她将一条对她工作的恶意评论发到推特上后，立刻收到了对她这一行动铺天盖地的支持。

韦德是帝国理工学院的一名高分子物理学家，参与过众多以构建维基多样性为目的的科学传播项目。在得知90%的维基百科编辑都为男性，且百科上有个人词条的女性只占18%后，她开始了一天编写一个词条的习惯。

如今，她已经创建了约400个词条，并与机构合作定期举办“编辑马拉松”活动（edit-a-thon，这类行动以增强包容性为目标），倡导人们共同创建并编辑维基百科内容。此举在世界各地掀起了类似行动，包括一些其他行业的行动。

圣安德鲁斯大学从事多样性研究的蕾娜·康伯巴奇（Lenna Cumberbatch）表示：“虽然单靠维基百科词条无法解决科学界的包容性问题，但韦德等人的行动会改变人们的预期。她在尝试纠正存在已久的不平衡，这有点酷。”

韦德发起的维基百科运动并不是2018年让她走进聚光灯的唯一理由。9月，她在瑞士的欧洲核子研究组织（CERN）大会上汇报了她参与的工作。同一天，意大利比萨大学的物理学家亚历山德罗·斯特鲁米亚（Alessandro Strumia）在演讲中质疑女性在物理学方面的能力，并攻击倡导多样性的政策。

韦德再一次将上述言论发布在社交媒体上，网友普遍指责这些言语。针对斯特鲁米亚的调查目前正在进行中，他在CERN的工作也已暂停。

韦德计划在这一方面再接再厉，她打算在学校图书馆中放上安琪拉·赛尼（Angela Saini）的《逊色》（Inferior）一书——主要探讨性别刻板印象带来的危害。

韦德表示：“我认为多样化的团队能把科研做得更好。所有这些行动终将确保学术共同体能更加强大，更有韧性，且富有创造力。”

5

瓦莱丽·马森-德尔莫特

地球监测员

推动IPCC沉甸甸的全球变暖报告问世的气候学家

2018年10月，瓦莱丽·马森-德尔莫特（Valérie Masson-Delmotte）和同事揭示了地球令人担忧的未来。用不了十几年的时间，地球的平均温度可能会比19世纪中叶的平均温度高出1.5℃，接踵而来的变化会导致生态系统改变，地球上大多数珊瑚礁消失等。这则警告来自于政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的一份专题报告，马森-德尔莫特在其中发挥了重要作用。

马森-德尔莫特是法国气候与环境科学实验室的气候学家以及评估气候变化自然科学的IPCC工作小组联席主席，她的工作包括集结报告作者，协调他们的工作，促使报告通过各国政府的审批。

IPCC通常需要近十年的时间才能发布大规模评估报告，但这份1.5 ℃的报告却很快就出炉了，里面甚至包含了报告终稿提交政府审阅前几周才发表的研究。

报告明确指出，将全球变暖控制在1.5℃以内比任由其飙升至2℃来说，具有巨大好处。不过，要将升温幅度限制在1.5℃，需要采取更有力控制温室气体排放的措施。

然而，即便各国做到了这一点，地球仍然会发生很大的变化：地球6%以上的陆地表面的生态系统会遭到破坏，70%～90%的珊瑚礁很有可能会消失。

美国亚利桑那大学地理学家戴安娜·利沃曼（Diana Liverman）特别提到了马森-德尔莫特为提高IPCC成员构成多样性和代表性所做的努力。在2014年完成的评估中，女性只占整个作者团队的22%，而这份报告的女性作者比例达到了史无前例的40%。马森-德尔莫特还致力于让来自南半球国家的青年科学家和研究人员发挥更大作用。下一次的全面气候评估将于2021年发布，为此，马森-德尔莫特已经开始采用鼓励所有作者参与的方法，包括为那些不习惯在会上发言的科学家准备在线参与工具。

为了打破科学“谷仓效应”（编者注：指各个组织或企业间缺乏相互协同的现象），报告的每一章都汇聚了不同学科科学家。马森-德尔莫特认为，这份报告不再过分关注排放场景，而是更关注如何才能制定出能产生影响的社会、技术和政府政策。

6

安东尼·布朗

星图绘制者

备受期待的“盖亚”超详尽银河系星图背后的天文学家

对于许多天文学家来说，2018年的圣诞节早在协调世界时间4月25日10∶00整就已提前到来（编者注：协调世界时是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统），因为这一天欧洲航天局盖亚（Gaia）任务的科学家发布了首组重要数据：一张大小为551 GB、详细记录13多亿颗恒星的位置和运动的星图。星图一经发布，全世界的研究人员都迫不及待地想深挖这组数据。

但此时，荷兰莱顿天文台的天文学家安东尼·布朗（Anthony Brown）的感受只有一个：“太累了！”布朗这么说是有原因的。他领导了整个盖亚项目的数据处理与分析联盟，该联盟的400多名研究人员在这些数据上深耕多年。盖亚探测器于2013年发射升空，对整个天空进行搜索，并对相机前扫过的星光进行记录。将盖亚探测器采集到的数据转化为关于恒星位置、运动和其他属性的精确信息，需要在地面上进行异常繁复的数据处理过程。

对于那些更有兴趣通过盖亚探索银河系奥秘的研究人员来说，布朗的工作看上去并不那么光彩夺目。布朗从2012年起担任数据处理联盟的主席。他的日常工作涉及大量的管理任务：他多数时间都在协调联盟工作，会见联盟团队成员，确保数据处理工作能按部就班地进行，这些数据主要来自马德里附近的一个操作中心。

布朗的细心和专业对盖亚数据集的发布至关重要。这些数据已经在700多篇研究论文中被引用。他为整个联盟的协调者扫清了无数障碍。

联盟成员荷兰卡普坦天文研究所天文学家阿米娜·希勒米（Amina Helmi）表示： “布朗非常善于引导那些有热情做科研的人士加入。我不知道他是如何做到的，我们都很尊敬他。

布朗和同事几乎没有喘息的时间。他们已经在为下一次的数据发布做准备了，预计发布时间为2021年上半年。

7

杨美盈

环保斗士

马来西亚新任科学与环境部长强烈抵制塑料污染

当年杨美盈（Bee Yin Yeo）在土库曼斯坦沙漠中考察油井时，她就已经开始对世界的未来以及自己的职业规划提出了疑问。当时刚从大学毕业的她坚信人类终将远离化石能源，这也让她决心寻找一份能为全人类带来福祉的事业。

几年后，杨美盈获得了剑桥大学高级化学工程硕士学位，并于2010年回到了家乡马来西亚。她随后进入了政界，并于2013年成为一名州议会议员。在那之后，马来西亚遭遇了一场政治海啸：2018年5月9日，选民将1963年马来西亚建国以来一直掌权的联盟赶下了台。新政府任用了自己的内阁成员，杨美盈则被任命为能源、技术、科学、气候变化及环境部长。

在马来西亚南部小镇长大的杨美盈（现年35岁）表示：“那听起来不可思议。”杨美盈此前用5年时间攻击国家政策的缺陷，如今她得以改变它们。从7月2日上任以来，杨美盈新官上任三把火，对马来西亚治理环境和管理研究的方式进行了改革。她宣布到2030年实现可再生能源占总能源产量的比重由2%上升至20%的目标，并将改革电力市场和提升能源效率。

她还发起了对抗塑料污染的行动——塑料污染是东南亚普遍面临的严重问题。10月31日，杨美盈推出了一项为期12年的工作路线图和法律框架，争取让马来西亚在2030年底前淘汰一次性塑料用品，这需要对可生物降解塑料等生态友好型替代品开展研究并实现商品化。杨美盈的努力呼应了国际社会对一次性塑料日益加重的担忧。

环保组织马来西亚珊瑚礁体检组织的总负责人祖利安·海迪（Julian Hyde）对杨美盈的努力和路线图的发布大加赞赏：“这件事情中最重要的一点是，这是一张具有现实意义的时间表。”

但马来西亚塑料制造商协会（MPMA）可持续小组委员会主席黄清云（Ching Yun Wee）认为，本地制造商现在可以生产可生物降解塑料，但其降解速度或程度都无法达到解决塑料污染问题的要求。

杨美盈表示，通过资助本地研究并结合引入外国技术，马来西亚可以发展可生物降解塑料技术。

8

芭芭拉·瑞伊-文特尔

DNA侦探

鉴定连环杀手 、 引领DNA破案的系谱学家

2017年2月，芭芭拉·瑞伊-文特尔（Barbara Rae-Venter）接到了一名侦查员的电话，对方请她协助侦破一起刑事案件。

瑞伊-文特尔当时是加州北部的一名已退休的专利律师，她并未意识到自己即将协助追捕的是美国历史上最臭名昭著的连环杀手和强奸犯之一。在瑞伊-文特尔的帮助下，凶手终于在2018年落网，而基于遗传系谱学鉴定罪犯的方法虽然具有争议性，但也被证实具有强大作用。

瑞伊-文特尔最早学习遗传系谱学是为了寻找自己的祖先来源。后来，她开始运用这一工具帮助他人，比如那些被收养的儿童，这也引起了加州康特拉科斯塔县地方检察院的侦查员保罗·霍莱什（Paul Holes）的注意。

霍莱什负责追捕的凶手，其作案方式在20世纪70～80年代震惊了整个加州——12桩杀人案、45起强奸案和120起入室盗窃案，逃亡的犯罪者被叫作“东区强奸犯”“暗夜尾随者”“金州杀手”。霍莱什的看法是，如果瑞伊-文特尔能拼凑出凶手的家谱史，或许就能找到罪犯。

瑞伊-文特尔将犯罪现场搜集的DNA制成一份个人信息，并上传至系谱学家共享的公开数据库GEDmatch。虽然GEDmatch的规模不如商业系谱网站的大，但GEDmatch的服务条款并未明确禁止其信息用于执法搜证。很快，她就发现了可能是凶手第三代或第四代的表亲。在FBI和当地执法人员的帮助下，她确定了他们的一位共同祖先，并很快建立了凶手的家谱。她最终将目标指向一名住在美国萨克拉门托名叫约瑟夫·詹姆斯·迪安杰洛（Joseph James DeAngelo）的退休警官。进一步的DNA检测显示他就是嫌犯本人。

瑞伊-文特尔表示自己收到过的案件协助请求超过70起。虽然生性安静，但能更多地参与其中让她感到很兴奋。

9

罗伯特-让·史密茨

开放获取领袖

发起科学出版改革的资深官员

2018年，大胆发起推倒科学出版付费墙行动的官员表示，自己的灵感其实来自出版机构本身。

3月，罗伯特-让·史密茨（Robert-Jan Smits）收到欧盟科研委员卡洛斯·莫达斯（Carlos Moedas）分派的一项为期一年的特殊任务：让更多的研究论文更快地发表在期刊付费墙外面。作为一名资深的科学政策官员，史密茨决定从源头入手：他咨询大型出版机构该如何推进。得到的回答是，如果资助研究的机构坚持研究结果必须公开发表，那么期刊只能顺应这一要求。

因此，史密茨打算从说服资助机构着手，并在9月提出了一项在整个科学出版业掀起波澜的计划。

史密茨过去几十年都是欧盟委员会科学政策的幕后主导人，担任研究总司长一职有8年的时间，直到近期才接手了这项新任务。他一开始负责向欧洲机构宣传这一名为“S计划”（Plan S）的倡议。如他所说，S代表“科学、速度、解决方案、冲击”。截至《自然》十大人物新闻报道之际，16个资助机构已经签署了这项计划，并将从2020年开始，要求他们所支持的研究结果一经发表即能免费获取。

史密茨表示：“几十年来，出版机构一直主导着论文的发表方式。现在轮到资助机构来做决定了。”

虽然四面八方涌向史密茨的支持信息让他始料未及，但这项倡议也面临着阻力：若干出版机构均表示这项计划会让他们的运营模式走向绝路，一些科研人员也表示不希望自己选择在何处发表论文的权利受到限制。

史密茨喜欢打破欧洲科学界的现状不是一天两天了。2007年，史密茨协助成立了专门资助卓越研究的欧洲研究理事会（ERC）——当时很少有成员国愿意接受它。他说：“我们当时不得不一个一个国家地去拜访，好让他们相信我们需要它。”与史密茨共过事的人都深知他具有让人们对争议性政策形成共识的能力。

史密茨作为开放获取大使的短暂任期即将结束，2019年他将回到家乡荷兰的埃因霍芬理工大学担任教授。

10

吉川真

小行星猎手

敢于从太空岩石中收集样本的天文学家

2018年6月，天文学家吉川真（Makoto Yoshikawa ）正夜以继日地工作，看着他领导的太空任务朝着既定目标——名为“龙宫”（Ryugu）的饺子状岩石进发。经过3年多的精确操纵，“隼鸟2号”探测器在推进器的帮助下，将与这颗一千米宽的小行星一起同步绕太阳运行。

随着任务的顺利完成，吉川真和他在日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的团队开始进入探索阶段。截至10月初，探测器已在龙宫上成功投放了3辆小型探测车，并拍下了这颗小行星的首张清晰特写。

“隼鸟2号”2019年还面临一项更严峻的考验，届时它将在龙宫上软着陆并完成样品收集。任何程度的导航精度误差都会导致其撞毁在石块上。另一个更加大胆的操作将让探测器朝小行星发射一颗弹丸，并对弹丸激起的物质进行分析。探测器预计将于2020年返回地球，其携带的样本或有助于阐明太阳系的早期演化过程。

吉川真经历过重重惊险考验，作为JAXA的天文学家，他曾帮助策划了无人太空探索历史上两起最为壮观的救援行动。2005年，最初的“隼鸟号”为收集样本，抵达小行星“丝川”（Itokawa），但控制中心很快就失去了“隼鸟号”的联系信息。团队成功恢复通讯，并让失去主发动机的“隼鸟号”重返地球。高速行进的“隼鸟号”在返航途中烧毁，但其样本舱最后被成功找到。

2010年，JAXA的“拂晓号”（Akatsuki）探测器则在尝试减速进入金星轨道时因发动机故障产生偏离。2015年，在“拂晓号”绕太阳多次飞行后，团队成功让其在飞掠金星时再次入轨金星。

法国国家空间研究中心（CNES）天体物理学家奥黑莉·穆西（Aur é lie Moussi）认为：“吉川真有能力带领许多不同的实验室进行合作，却从不自大，这是任务能取得成功的关键。”

吉川真表示，小行星是需要人类密切关注的潜在威胁，但它们也是揭开太阳系奥秘的钥匙，同时还是未来太空探索的一个潜在资源。

资料来源 Nature