【年度回顧】2015 年度科學界十大風雲人物

Ten people who mattered this year-01

■2015年的科學界發生了不少大事,歲末年終,一起來回顧今年有哪些重要的人物吧。同時也感謝讀者們一年來的支持,CASE在此祝大家新年快樂!

●克莉絲緹亞娜.費葛芮絲 (Christiana Figueres):氣候變遷守護者

01在她戮力奔波之下,促成了全球氣候新協議。

費葛芮絲擔任聯合國氣候大會主席,五年內馬不停蹄,奔走於世界各地,將環保人士、各大企業與各國政府糾結在一起,共同簽訂了 195 國首肯,誓言讓全球暖化不超過攝氏兩度的新協議。

費葛芮絲出生於哥斯大黎加的政治世家,其父兄皆曾出任總統。但她並沒有停留在自己的舒適圈中,而是一頭栽進環保的國際事務之中,原因竟然是蟾蜍由於全球暖化所造成的升溫,在國內絕跡。「我小時候看過蟾蜍,但我的女兒們卻沒有這個機會,這件事讓我驚覺事情不對勁。我開始關心這個話題,不知不覺便投身於遏止氣候變遷的工作中。」

費葛芮絲在 1995 年,於美國華盛頓特區成立一個非營利組織,鼓勵拉丁美洲加入新成型的聯合國氣候大會。她在氣候大會裡愈來愈活躍,人們開始知道她是個說到做到的人。在 2009 年哥本哈根氣候峰會一敗塗地之後,她接任聯合國氣候大會主席一職,將工作範圍從原先的國家級政府,拓展到區域性政府以及企業界。她的出身有助於在富國與窮國間搭起溝通橋樑,她在巴黎峰會時也使出渾身解數,想辦法把各國政府聚集在談判桌上,最終促成了新協議成型。

費葛芮絲說,她的使命感是承襲於她的父親,只是碰巧選擇了氣候變遷這個戰場。「不過這是同一回事,我們負有巨大的道德責任,要竭盡所能改善現況。」

●黃軍就,改造胚胎

02一位溫文儒雅的生物學家,卻引發了全球對於改造人類胚胎的激烈辯論。

廣州中山大學分子生物學家黃軍就,在 2015 年四月發表全世界第一篇以基因編輯的方式,改造人類胚胎的論文,引發一場這樣做是否符合倫理的論戰。黃軍就的研究團隊使用一種叫做 CRISPR-Cas9 的技法,變更特定的 DNA 序列。他說這樣可找出與癌症跟糖尿病有關的遺傳問題,並可藉此研究基因在胚胎發育過程中所產生的作用。

黃軍就使用的是從婦產科拿到,沒辦法長大的備用胚胎。改造胚胎的過程中產生許多意料之外的突變情形,黃軍就原本認為,這樣可讓大家看到改造胚胎的結果,在技術尚未證明成熟安全之前不會濫用。然而這事卻在科學社群中引發軒然大波,科學家大多認為出於生育目的,對胚胎進行改造的技術尚不完備,卻可能會被不守規範的婦科診所拿去濫用。

黃軍就對於批評低調回應,表示他的論文只是做基礎研究,指出基因編輯有何風險。其他的生物學家則認為,就算他的研究本身並沒有什麼嚴重的倫理問題,但既然他搞出了這場風波,他還是有道義責任出來說明一下,比方說討論一下基因編輯未來有什麼臨床應用的可能。黃軍就自己的說法是,我們可能要過個五十年一百年,才會真正看到基因改造的胚胎嬰兒出生。「不過誰知道呢,十年前也沒人聽說過 CRISPR 是啥玩意,但現在各大生物實驗室都在用這套技法。你真的不知道明天會怎樣。」

●亞倫.史騰 (Alan Stern) ,追逐冥王星的男人

03這位行星科學家一心一意,要掀開這顆矮行星的神秘面紗。

在歷經四分之一世紀的漫長準備之後, NASA 的新視野號 (New Horizons) 成為第一艘造訪冥王星的太空探測器。它以距離冥王星表面 12,504 公里的近距離掠過,傳回影像跟光譜等科學資料,成功攫取了世界各地的頭條新聞。人類首次看到冥王星的廬山真面目:高達四公里的冰山脈,漣漪相接的廣闊沙丘,以及大氣霧霾染成的藍天。

史騰是這趟任務的幕後推手,他早在 1989 年就在為這一天做準備。 NASA 在 2000 年一度因為預算考量,砍掉了冥王星的勘查計畫,但是史騰跟他的團隊並未因此放棄。在美國國會重新批准預算之後,「新視野號」以區區 7 億 2000 萬美元的預算,在 2006 年一月發射升空,並在 2015 年 7 月 14 日,完成造訪冥王星的壯舉。

史騰想要一探遙遠新世界的熱情,驅使他樂於跟群眾打好關係。他在「新視野號」飛掠冥王星之前幾個月,就找了一群藝術家跟作家,想要找出一個把冥王星推廣給社會大眾的方法。他也樂於在媒體上曝光,即使在任務最為繁重的階段,他還是在推特跟臉書上頭不停地發動態。在飛掠冥王星過後,演講邀約如雪片般飛來,而他在勤跑講座的同時,又埋首於後續的資料分析工作之中。

史騰探索新世界的腳步未曾停歇。「新視野號」在 2015 年底時點燃引擎,往第二顆位於古柏帶內的星體前行,預計在 2019 年元旦抵達。倘若 NASA 批准了後續的觀測任務,史騰可又有得忙嚕!

鮑哲南,材料科學大師

04將電子產品融入人體的化學工程師。

服務於史丹佛大學的鮑哲南,是輕薄可撓式有機電子產品領域的佼佼者。質輕幾近無重量的心跳測量貼布,以及可感應觸覺的人工皮膚,都是她用奈米碳管製成的產品。

大自然一直是她的創新靈感來源。「倘若我們能夠把材料設計到跟大自然同樣複雜精巧,就能夠處理很多現實生活的難題。」觸感人工皮膚便是一例,先前的人工皮膚需要非常耗電的外部裝置,才能夠產生送達大腦的訊號,然而鮑哲南用奈米碳管製成的顯微迴路,只要一受壓就會改變其振動頻率,自動就能夠產生訊號。

雖然鮑哲南說這樣的設計「很單純」,但這可是集思廣益的結晶。鮑哲南的實驗室集結了大約 40 位化學家、化學工程師跟材料科學家,為醫療照護的穿戴式裝置擘畫未來。

阿克巴.薩勒希 (Akbar Salehi) ,核能外交家

05伊朗核能計劃的主事者,成功締結了和平協議。

伊朗在 2015 年 7 月 14 日,與世界六大強國簽署限制核子發展協議,以交換解除國際貿易制裁。伊朗發展核武的隱憂有望因此消解,同時得使伊朗在全球科學發展中佔有一席之地。伊朗原子能組織主席阿克巴.薩勒希功不可沒,他跟美國能源部長厄尼斯.莫尼茲 (Ernest Moniz) 密切合作,敲定協議的技術部分。

曾在麻省理工接受教育的薩勒希,在伊朗革命後返國服務,很快地建立起學術聲望並出任公職。他對伊朗忠貞不貳,也因為信仰堅定而頗受何梅尼信任,但他同時也是個能夠講理的人,幾次外交危機都靠他從中斡旋。他跟莫尼茲都是科學人,協調起來事半功倍,因此才能屏除國際政治上的紛紛擾擾,實事求是地推動協議。

瓊.施梅茲 (Joan Schmelz) ,為女性發聲

06這位天文學家勇敢舉發大人物的性騷擾行為。

美國天文學會女性天文學家處境委員會主席瓊.施梅茲,近年來接獲不少女性天文學家投訴,說她們被同一位大名鼎鼎的天文學家,任職於加州大學柏克萊分校的系外行星專家吉歐夫.馬西 (Geoff Marcy) 性騷擾。在施梅茲的鼓勵下,有四位女性正式提出訴願,最終迫使馬西辭職負責。在馬西事件之後,各大學的天文系所開始開門見山地討論,什麼樣的行為是不妥當的性騷擾。若不是施梅茲引領輿論,這樣的轉變不太可能會發生。

施梅茲自己也曾經是受害者,她的指導教授對她性騷擾,她卻不知道要如何處理。她在 2011 年於部落格上貼文談到此事,不久後馬西的性騷擾故事就開始紛至沓來。她找了很多人商量要怎麼做才能幫助這些女性天文學家,最後決定依據校園反性騷擾法提出訴願。這些事正好發生在她學術事業最繁忙的階段,但她知道對抗性騷擾是一場長期抗戰。「讓我們想辦法消解這些年輕女科學家的壓力,讓他們能夠專心做研究寫論文,不必花心思去應付這些鳥事。」

大衛.瑞許 (David Reich) ,基因體考古學家

07他把古基因體學從小打小鬧,轉變成產業化研究。

古遺傳學這個研究領域,在過去三十年來,一直都只能靠挖出某塊含有足夠完整 DNA 的極稀有化石樣本,才能進行研究。不過族群遺傳學家大衛.瑞許,卻在今年提出大量研究古代基因體的方式。他在哈佛醫學院的研究團隊,最近發表了一份在過去八千年間, 230 個居住在歐洲與中東地區的人類基因體資料,還能看出他們的膚色跟免疫性等等特徵的變化。

基因體定序成本在近幾年大幅降低,萃取古代 DNA 並加以分析的工作也變得較為容易進行。瑞許想到若是能夠分析大量古代人類的基因體,就能看出移民跟混血對遺傳的整體影響,於是在 2013 年成立了自己的古代基因體定序實驗室。這個實驗室打從一開始,就是以產業化標準進行研究,第一批樣本就來自 66 個人類。

瑞許的研究團隊發現,一個位於今日俄羅斯,名叫「顏那亞」 (Yamnaya) 的銅器時代文化,在五千多年前往西歐大規模移動。這或許可以解釋為何印歐語系的語言得以橫跨歐亞大陸,解決了困擾語言學家多年的難題;其他像是人們移居美洲大陸,以及印度的史前文化等等,也都有望藉此得到新見解。「透過古代 DNA 研究過去,就像是發明顯微鏡一樣,能夠讓我們看到以前看不見的種種事物。」瑞許說。

米哈伊爾.艾瑞梅茲 (Mikhail Eremets) ,超導體大師

08經過數十年努力不懈的研究,終於達到無電阻的超導性。

任職於德國馬克斯蒲朗克化學研究所的米哈伊爾.艾瑞梅茲,在 2014 年底發表論文,指出硫化氫在克氏 190 度(攝氏零下 83 度)的低溫下,可變成無電阻的超導體。他的研究團隊在 2015 年八月,進一步提出充分的證據,顯示硫化氫在更高的溫度下,同樣可達到無電阻的超導性。這對於物理學界長久以來,一直想要達到的室溫下超導性,可謂邁出了一大步。

艾瑞梅茲向來是個有耐心的人。「如果我想要做到某件事,我會很樂意反覆不斷地嘗試做到好。」當你需要用兩個鑽石高壓砧的尖端,對實驗樣本施加幾近地球核心的壓力時,特別需要這種耐得住煩的研究心態。超導體研究工作勞神費力又反覆枯燥,不過艾瑞梅茲似乎不以為意,已經打算要繼續進行實驗,看看氫化物加上其他化學物質,是否能夠在常溫常壓下產生超導性。

克莉絲汀娜.絲墨克 (Christina Smolke) ,引領發酵革命

09這位合成生物學家用酵母做出鴉片類藥物。

鴉片類止痛藥對醫療來說極為重要,但完全倚賴無法預期的鴉片產量供應,實在令人不放心。科學家一直想要找到鴉片類藥物更為穩定的生產方法,卻碰上一個難以克服的障礙:沒人能夠找出轉化牛心果鹼,這種嗎啡等麻醉藥物核心化學成分的酵素。

克莉絲汀娜.絲墨克跟她在史丹佛大學的研究團隊,與其他一些實驗室競相尋找可用的酵素。其他實驗室試著從罌粟花裡直接分離出酵素,絲墨克則另辟蹊徑,在遺傳資料庫裡尋找可能跟牛心果鹼新陳代謝有關的基因序列。他們發現其中有一段序列,同時出現在幾種不同的罌粟,就用機器合成出這個基因,再把它插入酵素中,結果成功製造出世界上第一份合成麻醉劑。

這種能夠生產鴉片的酵素細胞,意味著透過一步步建構基因序列的手法,可將微生物轉變成製藥工廠。當然有人會擔心這會使得毒品製造變得更容易,為了安大家的心,絲墨克跟她同為合成生物學家的先生,用標準釀啤酒設備跟實驗室培養出來的酵母,嘗試自製鴉片,結果只做出一點牛心果鹼,完全沒有產生合成麻藥所需的蒂巴因。這表示一般人很難用自釀設備製造這些藥物。

雖然有些生物學家質疑,用天然鴉片製造麻藥沒什麼不好,捨近求遠用合成的意義不大,不過絲墨克說她的目的不是只想要複製鴉片,而是要想辦法用合成方法,去除鴉片會產生的上癮性等等副作用。「從自然中獲得靈感,然後想辦法超越,是一種非常厲害的研究方法。」

布萊恩.諾塞克 (Brian Nosek) ,去除偏誤專家

10實驗心理學家想要改善科學研究的偏誤性。

布萊恩.諾塞克在當研究生時,就在鑽研「內隱連結測試」。這是個很有趣的實驗:看到男性名字就按右鍵,女性名字就按左鍵,聽起來好像很簡單;但是要你看到「執行長」跟「蘇珊」時都按下同樣的按鈕,不知道為什麼你就是會有點遲疑。

諾塞克覺得就算是科學家自己,也需要透過這個測試好好「教育」一番。他認為科學家往往會下意識地被他們自己的研究假設誤導,在解讀資料時產生偏誤,導致研究可重複性不足的危機。他在 2013 年創立了非營利組織「開放科學中心」,宗旨是要促進更佳的研究方法。「開放科學中心」在 2015 年推動的「可重復性計畫」,重新檢驗一百篇心理學研討會論文,結果竟然有 61 篇論文的結果無法重現。

諾塞克呼籲研究者採用能夠改善可重複性的研究做法,比方說預先登記研究項目,公開追蹤研究結果,無論結果如何都要發表等等。他打算在明年繼續推動癌症生物學、生態學、以及電腦科學等領域的檢驗實驗。這當然會劇烈改變研究文化,也會增加不少工作量,不過有些研究者覺得把腳步放慢一點,未嘗不是一件好事。

 

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本文由科教中心特約寫手 高英哲編譯。
編譯來源: 'Ten people who mattered this year.'

 

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