2024《自然》十大人物揭曉:兩位中國科學家入選
《自然》年度十大人物(Nature’s 10)每年從全球的重大科學事件中選出十位人物。 《自然》年度十大人物榜單集中了今年的科學里程碑以及其中舉足輕重的人物。這十位人物和他們的同事一起做出了了不起的發現並提醒公眾關注至關緊要的問題。 《自然》十大人物不是一個獎項或排名。這十位人物由《自然》的編輯選出,他們的故事代表了今年發生的重要科學事件。
Ekkehard Peik:時間之父

“一位物理學家的關鍵發現或帶來超越原子鐘的核鐘。 ”
Ekkehard Peik曾以為,只要幾個月就能創造出完全不同的新一代時鐘。那是2001年,他和德國國家計量研究院PTB的同事Christian Tamm提出了一種設備,可以比當時世界上最好的原子鐘更精確、更輕。今年,他的團隊和另外兩支團隊終於完成了他和Tamm的最初設想,並讓一台基於原子核內躍遷能的時鐘實現了首次走時。
Peik一直對精準時鐘很感興趣。他在PTB的同事、計量學家Uwe Sterr說起了核物理文獻中的一個怪事:釷-229的原子核肯定有一個非常低能量的激發態——能量低到使用精密激光器就能觸發躍遷。 Peik很快就意識到釷-229製作的時鐘有一系列優勢。原子核鐘不只比原子鐘更精確,穩健性也更好,因為原子核對電磁場較電子不敏感。
他們花了一年多,用各種辦法把放射性釷-229的原子核變成激發態,然後把雷射調整到原子核的躍遷能上,希望最終用它的頻率計時。 「但所有實驗都失敗了。」Tamm退休之後,Peik繼續研究這個問題。他的付出在今年得到了回報。 2010年加入團隊的Schumm把成功歸功於Peik對自己想法的堅持:「換成別人可能走不到今天」。
Kaitlin Kharas:公平薪資鬥士

“一位博士生幫助加拿大研究生和博士後獲得了20年來最大漲薪。 ”
2024年4月16日,在少數與加拿大國會一街之隔的辦公室裡,Kaitlin Kharas是獲準進入了解新預算案的少數人之一。等待已久的Kharas終於見證了加拿大研究生和博士後研究員20年來的最大加薪。
這場長達數年的運動終於迎來了高潮;過去六個月,Kharas一直在領導著一項於2022年啟動的「Support Our Science(SOS)」運動。這場運動包括集會、與內閣部長會面、郵件推廣。但Kharas說,最有成效的一次活動是2023年5月的全國罷工。得知政府未能在2023年預算中提高獎學金金額後,全國46所機構的約1萬名研究人員停止工作以示抗議。
Kharas幫助組織了當地機構的罷工活動,並在多倫多抗議者聚集的辦公室會見了財政部長Chrystia Freeland。 Kharas認為,SOS活動之所以成功,是因為它提出了與加拿大現任政府的優先事項一致的觀點——重視研究的經濟貢獻和研究生群體的多樣性。
儘管她和與她合作的許多學生和博士後不會從這次加薪中獲得個人利益,但讓她感到自豪的是,加拿大的科學研究正向著更好的方向發展。
李春來:月岩守護人

“一位中國地質學家主導了嫦娥六號月背樣品的研究工作。 ”
6月25日,李春來殷切地看著攜帶首個月球背面樣本的嫦娥六號返回器在地球著陸。他和自己說:「樣品,我終於得到你了。」彷彿在向一位競爭多年的對手喊話。
這一刻濃縮了中國嫦娥六號副總設計師李春來數十年的辛勤工作。在返回地球前,這個重達3,200公斤的登陸器在月球表面完成了表取和鑽取的採樣任務。
李春來是決定探測器在月球的著陸點的關鍵人物,也是第一批返回岩樣著手分析的科學家之一。他和他團隊的70名成員負責管理中國航太任務所收集的數據,包括樣本的儲存和分發。
當李春來還是地質學與宇宙化學專業的學生時,他說他從來沒想過能拿到月球樣本。但從中國探月工程開始之日起,他就參與制定了工程的科學目標。這是李春來參與的中國國家太空總署的第二次採樣返回任務。他在將月球正面土壤和岩石帶回地球的嫦娥五號任務中也擔任了類似工作。
這次的任務帶回了近2公斤的月球物質,取自從在地球上看不到的月球背面,它或許能揭示月球早期演化以及其他行星的許多謎題。
返回艙在地球著陸後,就被送到了李春來在北京國家天文台的實驗室。 9月,李春來和同事發表了這些樣本的初步描述。他們在11月發表的兩篇論文中稱,月球背面在28億年前可能還有火山活動。
李春來已經在期待中國下一次的樣本返回任務—— 2025年前往一顆近地小行星,以及幾年後前往火星。對於今年從探月任務中獲得的各種新知,他說,「只是剛開始」。
Anna Abalkina:學術打假人

“這位俄羅斯科研偵探將虛假論文和劫持期刊公之於眾。”
今年年初,Anna Abalkina發現自己的名字上了俄羅斯聯邦通訊、資訊科技和大眾傳媒監督局(Roskomnadzor)的名單。身為在柏林工作的俄羅斯公民,Abalkina進入俄羅斯當局的視野是因為她花了13年的時間清理科學論文的造假現象。她對學術抄襲和論文工廠的揭露主要聚焦在俄羅斯和那些前蘇聯國家,最近則是伊朗和印度。她還在全球追蹤“劫持期刊”,即透過克隆真實期刊論文以騙取作者發表費的假網站。她證明劫持期刊會被Scopus等研究資料庫索引,並藉此洗白。
像Abalkina這樣為文獻庫「消毒」的偵探正在增加。但她的獨特之處在於,她研究的是俄羅斯的這類活動,她的工作有柏林開放大學東歐研究所的經費支持,而且她在研究造假系統的運作模式。 「她做這類分析時十分嫻熟,可以摸出這背後的人脈網絡。」牛津大學的神經生理學家Dorothy Bishop說。她和Abalkina合作破獲了一家論文工廠。
現在,Abalkina想要深挖劫持期刊和論文工廠,探明這些產業是如何組織和合法化的。她說:“我想要理解這個系統的問題出在哪裡,哪裡有弱點,以及為什麼學者會買論文。”
徐滬濟:無畏的醫者

“一位醫生/研究員勇敢嘗試了自身免疫性疾病的革命性療法。”
徐滬濟團隊在給病人完成首次治療後忐忑不安。 「我們睡不著,因為這些都是重症病人。」位於上海中國人民解放軍海軍軍醫大學的風濕病專家徐滬濟說。徐滬濟在9月發表了治療自體免疫疾病的一個革命性細胞療法的首批結果。
在接受工程改造的免疫細胞治療兩週後,第一位病人——患有一種會導致重度肌無力的衰弱性疾病的女性——和護士說她有力氣抬手臂和梳頭了。其他兩位患有另一種疾病的男性患者表示,他們的症狀在幾天後開始消失。 6個多月後,所有三位病人都進入了緩解期,徐滬濟說,“我們終於可以鬆一口氣了。”
這種工程改造的細胞名為嵌合抗原受體(CAR)T細胞,被設計用來追捕和消除B細胞-這類免疫細胞在自體免疫疾病患者體內有時會不受控制。 CAR-T細胞療法被廣泛用於治療涉及惡性B細胞的血癌,但在治療自體免疫疾病方面也展現了前景。
徐滬濟的試驗所使用的細胞取自一位獨立供體,一旦成功,這種供體策略或將實現CAR-T細胞療法的批量生產,從而降低成本,擴大覆蓋面。
徐滬濟在上海接受了醫生訓練。 1990年赴澳洲阿德雷德攻讀免疫學與風濕病學博士學位,他研究一個特異性抗體在風濕病中的作用-風濕病是影響關節、肌肉和骨骼的發炎性疾病。徐滬濟後來又研究過許多主題,從紅斑性狼瘡的生理機制和多種關節炎再到嬰兒猝死症候群(SIDS)和瘧疾疫苗。 2008年,他回到上海建立了大型風濕病學臨床研究中心。
「他很勇敢。」華東師範大學免疫學家杜冰說。杜冰所在團隊開發了試驗中使用的細胞。杜冰和同事利用基因編輯工具CRISPR-Cas9敲除了供體T細胞的5個基因,防止移植細胞攻擊宿主或受到宿主排斥。杜冰說他們聯繫了很多醫生,請他們嘗試將細胞用於自體免疫疾病。沒有人願意冒這個險,除了徐滬濟。
徐滬濟之所以願意嘗試,是因為他的臨床經驗豐富,而且對背景研究很熟悉,清華大學免疫學家林欣說。林欣也開發了來自供體的CAR-T細胞,正在與徐滬濟合作進行治療狼瘡的類似試驗。林欣說:“他是一位知識淵博的醫生。”
徐滬濟團隊後來又將類似治療用於另外數十位自體免疫疾病患者。他希望這類療法能在這類疾病的輕度患者中使用。
Muhammad Yunus:國家建設者

「一位經濟學家、諾貝爾和平獎得主,肩負著孟加拉學生的沉沉期望。」
今年8月,孟加拉發生了長達數週的大規模遊行,發起這場革命的學生們有一個請求:請諾貝爾和平獎得主、經濟學家Muhammad Yunus領導國家。
這是Yunus一生中前所未有的挑戰。在60年的職業生涯中,他一直在與貧困作鬥爭,了解他的人說他在解決問題時,喜歡用研究指導決策,並用第一原理理解系統。 「他已經80多歲了,但依舊充滿活力,身心健康。他很有同情心,溝通能力很強。」與他共事三十多年的Alex Counts說。
Yunus最出名的成就是他開創的“微額貸款”,這類小額貸款通常少於100美元。發放小額貸款的公司常以高額利息剝削窮人,但Yunus證明,若能保證公平,這些小額貸款也能改變社會中最貧困人群的命運。
他於1983年創立的「孟加拉鄉村銀行」(Grameen Bank)如今向全孟加拉提供小額貸款。但是,創辦和管理孟加拉鄉村銀行這類機構與在一個有1.7億人的國家領導改革並不是一回事。
如今,壓在孟加拉人民心頭的問題是,Yunus能否實現學生們的訴求——終結腐敗、保護公民權利、提供平等的就業和教育機會,以及為抗議中的遇難者家屬伸張正義。 Yunus和學生們建立了專家工作小組,以確保公共機構不受政治幹預。
另一個矛盾點在於,有些人希望改變能立即發生,但有些人認為,像Yunus這樣的未經選舉的技術專家不適合在臨時政府中進行大刀闊斧的改革。如今,種種沉沉的期望壓在了一個人身上。
Placide Mbala:病毒獵手

“他拉響了致命猴痘疫情的警報。但全世界真正聽到了嗎? ”
今年早些時候,猴痘病毒在中非四處爆發,導致數百人死亡。剛果民主共和國(DRC)首都金沙薩的國家生物醫學研究所流行病學家Placide Mbala說,看到這一幕發生在2022年疫情餘波未平之際,「就好像科學失憶了」。
Mbala和同事分析了這次疫情的病毒基因組,發現這是一個新的人際傳播毒株,與2022年疫情以及剛果先前發生的疫情都不同。隨後,它在瑞典、泰國、印度、德國、美國、英國和六個先前從未報告過猴痘感染的非洲國家相繼出現。
Mbala認為,他的個人使命是結束這種“科學失憶症”,而正是這種失憶讓猴痘等疾病死灰復燃。世界知道猴痘的禍害,但一旦在非洲以外的傳染性減弱,人們就不再注意。許多高收入國家為遏制2022年疫情而開發的疫苗和療法,但非洲國家直到去年9月才剛獲得──當時該株已經肆虐非洲大陸。
Mbala的團隊進一步研究了疾病的傳播,記錄了多種病毒株在金沙薩的傳播。他在剛果民主共和國對伊波拉和猴痘疫情的回應中起到了關鍵作用,而且「無論下次出現什麼,他還會這麼做」。
Cordelia Bähr:氣候鬥士

“瑞士一位律師和一個老年女性組織在起訴政府氣候政策的歷史性訴訟案中獲勝。 ”
8年的法律抗爭將在這一刻決定勝負。 4月9日,Cordelia Bähr和她所代表的逾2500名女性在一場具有里程碑意義的氣候訴訟中等待著歐洲人權法院(ECHR)的最終裁決。
2015年,Bähr還是蘇黎世的年輕律師,但她當時已經開始研究氣候變遷訴訟中的一個顛覆性概念。在搜尋導致7萬人死亡的2003年歐洲熱浪的相關研究時,Bähr發現,在那場災難中,老年女性的死亡率異常高,而且她們特別容易受到氣候變遷的影響。她意識到,這為起訴瑞士政府打開了一扇大門,進而指控其未能採取措施防止氣候變化,侵犯了老年婦女的權利。
Bähr和同事與環保團隊「瑞士綠色和平組織」(Greenpeace Switzerland)合作,立案並組成了名為「瑞士氣候保護老年婦女組織」(KlimaSeniorinnen Schweiz)的協會。該協會於2016年首次提起訴訟,隨後在瑞士司法系統中一路向前,直到2020年5月在聯邦最高法院敗訴。同年晚些時候,Bähr和KlimaSeniorinnen協會將案件提交給歐洲法院。
今年4月,在這個決定性的時刻,她們贏了。法院裁定瑞士沒有採取足夠措施限制全球暖化,對KlimaSeniorinnen成員的人權構成了侵犯。法律學者表示,該裁決的影響已經波及開來,其他法院在氣候變遷訴訟的判決中也引用了該案。
Rémi Lam:AI天氣預報員

“這位研究員開發的機器學習技術極大地改進了天氣預報。 ”
對於一個城市的不同地區,天氣預報的準確度也會差異很大。身為倫敦人工智慧(AI)公司Google DeepMind的研究員,Lam率先提出使用機器學習來改善天氣預報。這一領域在過去幾年取得了快速進展,而Lam和同事一直站在這個團隊的前沿。
其他許多團隊也在競相開發AI輔助的天氣預報,包括微軟、英偉達、華為和位於英國雷丁的歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)。但在今年的大部分時間裡,準確度更好的AI是Lam領導的名為GraphCast的計畫。
傳統的天氣預報是個複雜的程序,它根據空氣、熱和水蒸氣在地球上移動的已知物理原理模擬地球大氣的演變。 GraphCast是一個人工神經網絡,形狀像覆蓋球體的網格。 Lam和同事用真實大氣測量資料「訓練」它,但沒有給它輸入任何明確的物理定律。儘管如此,這個AI在許多方面都比傳統預測好。儘管訓練需要大量計算,但在先進的桌上型電腦上,預測只需不到一分鐘的時間,而傳統預測則需要超級電腦運行個把小時。
本月,Lam所在的DeepMind團隊發布了一個名為GenCast的模型。團隊稱,GenCast只需8分鐘就能產生一組15天的預報,而且比傳統預報更準確。 Lam希望,有朝一日機器學習能打破目前10天左右的預測極限,幫助預報員產生更可靠的預報,並做出更詳細的本地預報。
Wendy Freedman:宇宙漫遊者

「一個關於宇宙膨脹率的歷史難題或已平息——多虧了這位天文學家的研究。 ”
幾十年來,科學家在一個關鍵問題上始終存在分歧:宇宙的膨脹速度有多快?今年,天文學家Wendy Freedman公佈的結果或許能終結這場爭論。
一直以來,計算宇宙膨脹率——即「哈伯常數」——的兩種方法總是給出不同的結果。使用宇宙微波背景漲落的方式得到的結果是67千米每秒每百萬秒差距。但是,當Freedman等科學家測量遠方星系的退化速度並估算距離時,得到的結果是72~74 km s −1 Mpc −1。
估算星系距離的方法是其中的關鍵:它依賴於觀測那些星系中超新星的亮度,而研究者需要與那附近的「標準燭光」星體比較進行校準。先前,約翰霍普金斯大學的Adam Riess的分析使用了一類叫造父變星(Cepheids)的恆星作為標準燭光,得到了較大的哈伯常數。所以芝加哥大學的Freedman與合作者一起完善了另外兩類標準燭光作為對照。
今年4月,Freedman在會議上公佈了使用韋布望遠鏡得出的結論,當她把兩種新的標準燭光與超新星數據合併後,得出的宇宙膨脹率落在了67 km s −1 Mpc − 1宇宙微波背景結果的誤差範圍內。雖然使用造父變星得出的結果仍然神秘地偏大,但科學家們希望韋布望遠鏡的更多觀測數據,或使用重力波的其他計算方法可以平息這個爭議。
附註:
現代科學研究是由團隊——且往往是大型團隊——合作完成的,然而科學研究世界也充滿了個人發揮影響力的故事。 《自然》年度十大人物(Nature’s 10)並非一個獎項,也不是全球前十名排行榜,它是對今年重要科學進展、事件以及其中一些關鍵人物和他們同事的記錄。十大人物由《自然》編輯選出,集中了影響2024年一些最重要科學事件的個人。
作者:Nature Portfolio