在剛剛過去的8760個小時裡,雖然有瘟疫侵襲西非,學術不端事件貫穿全年,但人類仍在拓展認知疆界的道路上橐橐前行。宇宙學家們似乎是找到了宇宙「大爆炸」理論首個觀測到的證據,但仍需確認。生命科學領域內的科學家們做到了精確編輯DNA,對於遺傳操縱的精度正在逐漸逼近生命的最底層。研究者們創造了一對全新的鹼基,為創造新的生命類型提供可能。而關於新一輪遺傳工程,科學家們關注的不僅是「美國人吃不吃轉基因」這種層面的問題,採用RNAi技術創造的低丙烯醯胺土豆可以商業種植,而曾多次引發貿易爭議的MIR162轉基因玉米在中國獲得了批准。爭論可能永不會消失,但技術不會因此而停滯。
2014年,兩架馬航的飛機牽動了全球人的眼光。一架失去聯繫,飛向了未知,令全世界錯愕痛惜,另一架被擊落,則讓全球的愛滋病防治事業慘受重創。在全球吸引人眼光的還有「往自己頭上潑冰水」的冰桶大挑戰,這一在網際網路上發起,並迅速吸引全球知名人士參加的大型活動,除了讓人們體驗了網際網路上全球共同行動魔力的同時,還讓人知道了肌萎縮性脊髓側索硬化症這樣的罕見病。科學與公眾,就以這種奇妙的方式,糾纏在一起。
年底,全球的人們還集體「穿越」了史上最真實的黑洞,由此引發了全球理論物理的討論。上一次這樣的全民熱潮,還是肌萎縮性脊髓側索硬化症患者,擁有「宇宙之王」之稱的理論物理學家史蒂芬·霍金寫的科學讀物《時間簡史》上市的時候,想來已有十年之久。十年前,還不知道智慧型手機和平板電腦為何物的「羅塞塔」,從地球上起飛。今年8月,它終於抵達了目的地——67P/楚留莫夫-格拉希門克彗星,成為首個環繞彗星飛行的太空飛行器,它還在預定地點釋放了「菲萊」著陸器,這也是人類歷史上第一次在彗星表面釋放成功的探測器。這簡直是要拉開人類和「三體人」宏大對峙的帷幕了。真若有「黑暗森林」法則,此舉又將如何決定地球人的命運呢?
做一個科學傳播的網站,盤點過去一年中發生的科學事件,從中選擇「最具有影響力」的事,每年都是一個令人異常糾結的事。但這種盤點,也總是讓我們的回望有置身於宏大歷史當中的感覺。智人得名源於其「智」,存續20萬年繁榮昌盛至今,所仰賴的莫過於對世界的理解——而科學,是我們迄今為止發現的最有效的理解世界的方式。
2015年,科學仍將繼續前行。
1.「羅塞塔」抵達67P彗星菲萊登陸彗星之後從彗核表面發回的圖片。經過長達10年的太空飛行,歐洲空間局的「羅塞塔」探測器於8月6日飛抵目標——67P/楚留莫夫-格拉希門克彗星,成為首個環繞彗星飛行的太空飛行器。11月12日,「羅塞塔」釋放「菲萊」著陸器。儘管觸地時意外發生了兩次彈跳,最終偏離了預定著陸地點,但「菲萊」仍然成為首個成功在彗星表面軟著陸的探測器。它在彗星表面進行了64個小時的科學探測,並在主力電池耗盡之前將全部數據傳回了地球。「菲萊」在彗星表面以下探測到了堅硬的冰層,並且發現了有機物。
而「羅塞塔」對目標彗星所作的分析則暗示,將水帶到地球上的可能並非彗星,而是小行星。隨著67P彗星越來越靠近太陽,彗星表面的溫度會越來越高,活躍程度也會越來越甚,「菲萊」或許有可能得到充足的陽光照射,從而再次甦醒過來,「羅塞塔」則會繼續環繞彗星運行,對它展開持續的細緻探測。
彗星是太陽系內最古老的構建原料,保存了太陽系形成之初的最原始信息。對彗星進行深入研究,有助於科學家進一步了解太陽系乃至地球的演化歷史。
2.小保方晴子STAP幹細胞事件STAP發現之初,新聞發布會上的小保方晴子。她身邊的是笹井芳樹。今年,科學圈的視線幾乎從未從小保方晴子這個名字上移開。1月30日,這位來自日本理化學研究所(RIKEN)的研究者在《自然》上發表了兩篇研究論文,在文章提出了一種獲得多能幹細胞的新方法——刺激觸發性多能性獲得(STAP)。文中宣稱這種方法能單純通過環境脅迫讓體細胞獲得多能性,因此論文發表後受到了研究者和媒體的高度關注。
然而在短短半個月後,小保方晴子的研究被指造假,RIKEN方面隨即展開內部調查。4月1日,RIKEN調查委員會認定小保方晴子存在捏造與篡改行為。小保方晴子在隨後召開記者招待會公開道歉,但提出不服申訴。7月,那兩篇關於STAP的論文被《自然》撤回,小保方晴子涉嫌學術不端一事也引起了日本對學術監管的整肅。在重現STAP細胞的嘗試尚未有最終結論之時,小保方晴子的導師,著名幹細胞學家笹井芳樹在8月自殺離世。
12月18日,理研做出最終決定:STAP再現失敗,實驗終止,小保方晴子辭職。年度大戲,至此塵埃落定。
3.史無前例的伊波拉疫情當地時間2014年10月10日,賴比瑞亞首都蒙羅維亞,運屍隊將感染伊波拉死亡的屍體運去火化,親人悲痛欲絕。在2014年,「伊波拉」無疑是衛生領域最牽動人們神經的一個詞彙。這種來自非洲的烈性傳染病原在2014年帶來了一場規模空前的瘟疫災難。博拉病毒通過體液傳播,它可以擾亂人體的免疫系統,造成嚴重的發熱、疼痛、出血等症狀,死亡率極高。在此之前,伊波拉在國際上也很少得到關注,然而隨著交通變得越來越發達,這個「非洲死神」也闖入了更多人的視線。至今,針對伊波拉的藥物和疫苗仍未上市,西非疫區也面臨著公共衛生體系極其脆弱、民眾健康意識缺乏等諸多問題,疫情一度失控。幸好,在疫情大規模爆發之後,國際援助力量參與到了伊波拉的防控當中,藥品和疫苗的研發試驗工作也開始積極地推行。作為橫跨2014年全年、全球最重大的公共衛生事件,伊波拉為西非人民留下了血與淚的記憶,也為全世界的疾病控制工作敲響了警鐘。
4.原初引力波「證實」暴脹?位於南極點附近的BICEP2望遠鏡,正在極夜中觀測宇宙微波背景輻射。3月18日,美國哈佛-史密松天體物理中心召開新聞發布會,宣布約翰·科瓦克(John Kovac)帶領的研究團隊,利用南極點附近的BICEP2望遠鏡,在微波背景輻射中檢測到了B模式極化信號。研究團隊當時宣稱,這些信號很可能是宇宙最初時刻的原初引力波留下的印跡。
此結果一經公布,立刻在物理學界引發爭論。不少科學家指出,該信號可能只是銀河系裡的塵埃產生的假象。9月19日,歐洲空間局的普朗克團隊發表論文指出,在BICEP2望遠鏡觀測的天區,普朗克探測器觀測到了銀河系塵埃的幹擾,要比先前認為的更加嚴重。
目前,科瓦克團隊正與普朗克團隊合作,利用後者的數據扣除銀河系塵埃對他們結果的影響。另一方面,他們繼續在南極展開觀測,期待更多的數據能夠幫助他們得出確切的結論。如果能夠證實原初引力波確實存在的話,那將為宇宙早期被稱為「暴脹」的急劇膨脹過程提供首個觀測證據。
5.編輯生命四鹼基系統被所有DNA生命共享,但現在我們終於加入了新的東西。遺傳工程誕生已經四十多年,精度也正在逐漸逼近生命的最底層。2014年4月,基於CRISPR/Cas機制的基因編輯系統獲得專利,11月其發明人獲得年度科學突破獎。這項技術利用了細菌中的古老免疫系統,實現了方便而高精度地編輯DNA,理論上基因組中每8個鹼基就有一個可用位點——而它的前輩系統則是數百個鹼基才有一個。更重要的是,這一系統實現極其簡單,幾乎任何實驗室均可完成,而不必像此前那樣依賴商業公司。
而在另一個領域裡,2014年5月研究者創造了一對全新的鹼基,這對鹼基不但能配對,而且還能混入細菌的天然DNA中,並正常複製和轉錄。這是第一套被細菌「承認」的DNA新字母。這兩個字母在自然界中沒有「意義」,因此無法翻譯,但這也意味著我們可以賦予它們意義、向蛋白質中引入新的胺基酸而不影響原本的生理過程,並可能合成出天然機制無能為力的特殊藥品或工業產品。
6.七大探測器圍觀彗星飛掠火星彗星飛掠火星時,所有軌道探測器都躲在火星的背面,以防被彗星帶來的微粒擊毀。9月,火星迎來了兩艘全新的人造太空飛行器:22日,美國航空航天局(NASA)的MAVEN探測器抵達火星;2天後,印度空間研究機構的MOM探測器也順利進入環繞火星的軌道。至此,連同NASA和歐空局先前仍在運轉的火星探測器,對這顆紅色行星展開考察的人造太空飛行器史無前例地達到了7個。
不到一個月之後,即10月20日,首次闖入內太陽系的C/2013 A1賽丁泉彗星近距離飛掠火星,最近時距離火星不到14萬千米,相當於地月距離的大約1/3。這場可以說是一生只能遇到這麼一回的罕見天象,不僅將一顆奧爾特雲彗星送到了7個探測器的面前,還在火星上展開了一場超出人類能力範圍的大規模試驗。這些火星探測器對彗星飛掠進行了觀測,發現彗星帶來的物質給火星帶來了一場流星暴雨,甚至在短時間內改變了火星大氣的成分。
目前,科學家仍在分析各個探測器發回的大量數據,關於彗星與火星的這場激情溼吻,可能還有更多驚喜等著他們去發現。
7.新一輪遺傳工程爭議2014年8月,美國明尼阿波利斯,Gary Schrad站在他的玉米田裡,他的農場種植的是轉基因玉米。 東方IC 圖圍繞轉基因的爭議實際上從未真正停歇,在過去的一年裡,中國也成為了全球範圍內重要爭議點。年初,一部關於美國轉基因食品狀況的紀錄片在國內引發了巨大反響,但其中的大量漏洞、斷章取義、採樣偏差和邏輯謬誤也引發了許多專業人士的批評。
2月,美國農業部發布了《轉基因作物在美國》的報告,總結了18年來美國轉基因種植的諸多數據。6月,曾遭廣泛批評並被撤稿的塞拉利尼轉基因玉米論文換了期刊重新發布,但此前的問題也沒有真正解決。8月,美國農業部邀請中國多家媒體前往美國,了解美國農業生物技術的全貌。11月,採用RNAi技術創造的低丙烯醯胺土豆獲得批准。12月,曾多次引發貿易爭議的MIR162轉基因玉米獲中國批准。
與此同時,各種新一代轉基因產品——易於製造生物燃料的楊樹、富含維生素A的香蕉、光合作用效率提升的菸草……也都在各自的研發道路上前行。爭論可能永不會消失,但技術並沒有因此而停滯。
8.《星際穿越》和《三體》熱潮黑洞吸積盤背景下的飛船。記得上一次全民上下皆在討論理論物理,還是十多年前《時間簡史》上市時;而今年,《星際穿越》的上映和《三體》英文版的出版讓我們再次見證了物理和太空探索的魅力。
諾蘭執導的《星際穿越》由理論物理學家基普·索恩擔任製片及科學顧問,包含了「迄今最真實的黑洞模擬」,片中提及的引力、蟲洞、黑洞、時間膨脹、枯萎病甚至「末日作物」玉米等概念,雖然並不算新鮮,但在公眾和科學界都引發了激烈的討論,更有大批科學家和科普愛好者來「吐槽」影片不科學的地方,而作為科學顧問,索恩也對爭論最多的一些設定做出了積極的回應。
劉慈欣的著名科幻小說《三體》三部曲於2010年完結,已經在國內形成了巨大的粉絲群;今年《三體》英文版第一部由劉宇昆翻譯完成並在美國上市,又再次引發了人們的關注。三體中討論的眾多瘋狂科幻設想令人印象深刻,但它用以推動劇情的「黑暗森林」世界設定引發的爭論尤其巨大。怎樣的宇宙才能滿足黑暗森林的要求呢?我們的宇宙離它又有多遠?
9.不同尋常的數學獎得主左為張益唐,右為瑪利亞姆·米爾扎哈尼。2014年有兩位數學獎項的得主引人矚目。華人數學家張益唐因在證明孿生素數猜想中做出關鍵貢獻而獲得了2014年的柯爾數論獎和麥克阿瑟天才獎;伊朗數學家瑪利亞姆·米爾扎哈尼則因為在黎曼曲面及其模空間領域的貢獻成為第一位獲得菲爾茲獎的女性。
這兩位得主的身份都有些不同尋常。張益唐博士畢業後曾經因為在學術界找不到工作而以做三明治為生,後來成為新罕布夏大學講師但也一直沒有進入終身教職系統,十多年來沒有發表論文,卻在數論領域做出了突破性的進展。
而米爾扎哈尼則是數學界裡並不多見的女性:美國只有30%的數學博士生是女性,終身教職系統中的女性只有12%。米爾扎哈尼說,雖然她沒有遇到過明顯的歧視,但的確有很多細微的文化因素阻撓了女性從事這一職業。
10.「冰桶挑戰」與ALS波士頓的集體冰桶活動。2014年6月,一種被稱為「冰桶挑戰」的娛樂開始在網際網路上流行:參與者往自己頭上澆一桶冰水,然後點朋友的名,被點者要麼也澆水,要麼向慈善組織捐錢。7月底,一位「漸凍人」(肌萎縮性脊髓側索硬化症,英文縮寫ALS)患者彼得·弗雷特斯將這項挑戰和ALS聯繫在一起,發生了爆炸式傳播,不久幾大慈善組織開始介入,許多上層人士也被點名,並蔓延到了世界各地。迄今為止,來自全世界的參與者一共在臉書上貼出了1700萬個冰桶視頻,募集金額超過1.15億美元,是美國國立衛生研究院去年ALS研究經費的三倍。這是社交媒體上有史以來最成功的生物醫學研究募集活動。
批評者認為冰桶只是跟風,讓人忽視其他更致命的疾病。但支持者認為,這是一個娛樂活動科學化的成功案例,不但讓一種罕見病得到了前所未有的關注,募得的經費也對改善患者生活質量、推進相關領域研究十分重要。畢竟,科學事業是歸於全人類的,科學傳播也是其中的一部分。
(本文經果殼網授權澎湃新聞轉載)
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