基因编辑、探月、斗癌症…十位顶级科学家披露的东西你知多少

2018-12-30 14:14:48 来源: 科学大师 举报
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十位科学大神揭秘基因编辑、探月工程等科研心得

撰文|彭丽慧

2018年,一个很“重”的年份。

这是北京奥运会结束后的第十年,是互联网进入中国的第二十年,也是中国改革开放的第四十年。

时间回拔到1978年,正是百废待兴的年景,在经历近一年的筹备之后,全国科学大会在北京隆重召开,时任中国科学院首任院长郭沫若老先生满怀激情地呼喊:科学的“春天”来了。

郭老的确是言中了。从这一年开始,国家发明奖、国家自然科学奖、国家自然科学基金委员会等相继恢复或设立,知识分子、科学工作者集体迎来“黄金时代”——还记得陈景润与哥德巴赫猜想吗?还记得那句人人在口的“学好数理化,走遍天下都不怕”吗?星火计划、863计划、火炬计划、攀登计划、973计划,还记得这一项项当年滚烫出炉的重大科研战略的名字吗?

改革开放,让中国与世界接轨,也让中国的科技事业获得新生。

四十年间,科技领域由一个朝气勃发的少年,走到今天渐趋成熟和稳健的青年阶段,在继续吸纳、包容和开拓,在继续朝前沿奋力奔进。这离不开一代又一代科技工作者的汲汲以求。

古希腊哲学家普罗泰戈拉有言:人是万物的尺度,借用这句话到科技领域,也可以说,科学家也是一种丈量尺度。

四十年间,中国科学家首次有人拿到了诺贝尔奖,很多在国外出类拔萃的科学家或回游,或频繁在中外穿梭,来来去去,科学交流的窗口不断打开,而本土科学家群体,力量也在增长。有数据说,到2017年,中国研发人员总量已超过600万,连续5年稳居世界第一位,而在1991年,这个数字不足百万。以中国的两院院士队伍来看,总数达到了1647人(不含外籍院士),每年正以上百位名额递增,除此之外,杰青、优青等国家高层次人才的队伍,也在不断扩大。

科学研究,是象牙塔里的工作,是技术、是符号、是公式、是理论和模型,但科学家,并不是平面体的存在,是人,是生灵,是血肉丰满有思想有灵魂的群体,他们的研究和思考,最终依然要回归到现实空间,落点到具体层面。

事实上,没有一项科学工作,没有一位科学家致力的方向,不是为人类社会的福祉进步服务的。

所以,探求科技进步,讲论自主创新,拉近公众与科研的距离,还是让我们回归到人身上,回归到一个个科学家身上。

这,也是网易科技本次重磅推出全新系列策划——《科学大师》的一点用意。

第一季,我们为大家呈现了十位顶级科学家的声音,畅谈他们的科学愿景,分享他们的科学智慧。不久之后,还有更多重量级的科学家会在我们的平台上露面发声。

第一季这十位科学家,有经常来中国交流访问、见证中国科学事业脉动的诺贝尔奖得主,有华人血统或者本身就是华人一员的享誉世界的杰出医学家、工程科学家,也有长期立足本土、不断释放着自主创新能力的神经生物学家,航天科学家,分子病毒学家和昆虫学家,每一位,都称得上是所处领域的代表人物,或者拔尖人物,阵营不可谓不豪华。

下面,就让我们提纲挈领地了解一下,这些科学大神都吐出了一些什么样的精髓智见吧。

一,第一期探月工程首席科学家欧阳自远院士登场,详细讲解嫦娥四号探月中国的太空计划

12月8日凌晨,嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭顺利上天,它的闪光灯将首次照亮月球的黑暗面,此前从来没有航天器在那里软着陆过。

110小时后,到达月球附近的嫦娥四号,接到航天飞行控制中心的指令,在距月面129公里处成功实施7500牛发动机点火。约5分钟后,发动机正常关机。根据实时遥测数据,嫦娥四号探测器顺利进入近月点约100公里的环月轨道,近月制动成功。

在整个探月项目中,出生于1935年的欧阳自远院士引人注目,他是中国科学院院士、第三世界科学院院士,中国月球探测工程领导小组高级顾问、首任月球应用科学首席科学家,也是中国天体化学领域的开创者。中国的探月工程之能启动,早期就有他在出力推动。

“我们要降落在月球的背面,但我们是个瞎子,看不见,另外也是个聋子,不知道它背面的具体状况,因为在地球上跟月球背面不能实现通讯,信号全部被月球正面给挡住了。所以这个事儿就麻烦了。”欧阳自远向“科学大师”记者介绍,嫦娥四号要实现在月球背面着陆的技术难度非常大。因此,项目组决定通过发一个中继星,来直接联络地球和月球的背面。

这颗名为“鹊桥”的中继星早在2018年5月21号就已发射升空,它不仅可以跟地球联系,还可以跟月球上面的着陆器和月球车联系,地球上的工作人员就可以知道探测器落到月球背面的情况。

本次中继星的发射,也是中国在国际上首次实现地球与月球背面之间的测控和数传中继通信。

对于接下来的探月工作,欧阳自远说,中国计划明年发射嫦娥五号,首次实现地外天体自动采样返回,返回难度很高,但技术瓶颈已经解决。老先生还透露,返回舱的名字他们都取好了,昵称叫——小飞。

欧阳自远预计,嫦娥五号到时候大概要采样2公斤到3公斤的样品,供全国的科学家来进行研究。

访谈里,院士还向“科学大师”的记者披露,科学家在遥远的木卫二上发现了排泄物,在那个冰封的星球上,确信冰层底下有海洋,至于有没有生命存在,还需要进一步科学考察,他的口吻也是充满期待。

在走向火星、改造火星之前,探月可以称得上是先导行动,是必须的太空探索阶段。

近期的规划,就是要先利用月球。

欧阳自远说,从嫦娥一号到嫦娥五号,中国将实现既可以去月球,也可以安全着陆月面,还可以安全返回地球的壮举, “将来我们要在月面建立固定的月球科学探测基地。”

二,基因编辑婴儿挑战伦理标准,美国国家医学科学院院长曹文凯说,现阶段基因编辑还不能用于人

11月26日,南方科技大学副教授贺建奎宣布,一对名为“露露”和“娜娜”的基因编辑婴儿已经在中国健康诞生,他们对双胞胎的一个基因经过编辑修改,相信她们出生后即能天然地抵抗艾滋病病毒HIV。

这一出人意料的消息披露,在科学界和舆论界激起轩然大波。

有震惊、有愤怒、有质疑、有不安。消息公布当天,122位中国科学家联署声明,呼吁相关监管部门及研究单位展开行动,全面调查、严格监管。

“潘多拉魔盒已经打开,应该在不可挽回前关上它。”

在事件发生之前,“科学大师”的记者巧好采访了美国国家医学科学院院长、斯坦福大学医学主任曹文凯,国家医学科学院是美国四大最高水平的学术机构之一,曹先生是华人血统,有不少中国科学家和学者是他领导的这个科学院里的外籍院士,他对华人科学家颇为欣赏。

对于基因编辑和基因治疗技术是否会从根本上改变人类的生存,或者说是否会打乱了人类既定的遗传和生命规律,曹文凯对记者说,科学技术在快速发展,恰当的使用会有非常好的效果,但如果使用方式出现错误,会引起从科学到社会再到伦理道德等领域的很多问题。

具体来说,一些获得性、遗传性、基因性疾病,有可能需要在胚胎里,或者在精子和卵子当中做基因编辑,然后再对卵子进行受精,但这项研究还存在巨大的争议和分歧,有一些国家不愿意,有一些国家则已经准备好了。

他说,科学家们对胚胎进行基因编辑和对成人或孩子的细胞进行基因编辑,需要区别对待,因为对胚胎进行基因编辑会影响到子孙后代,而对成人和孩子的细胞进行基因编辑,则不会影响到子孙后代。

“从人身上获取基因来治疗疾病,现在在临床上已经开始在研究了。但对胚胎进行基因编辑是现在争议的关键,因为一旦在胚胎上做就会影响人的一辈子,甚至是未来几代人,所以这个问题现在还在讨论。”

曹先生呼吁,科学界、法律界和社会层面应该一起来把握其中的尺度,防止一些意想不到的后果出现。

三,国家传染病防控重大专项技术总师侯云德院士:长事件是个案,大多数疫苗是安全的

资料显示,中国是全球最大的人用疫苗生产国,主管部门每年批签发疫苗5亿-10亿瓶(支),全球排名第一。

与此同时,疫苗生产和销售等环节也时有问题发生,今年中国爆出的长春长生假疫苗案,举国哗然。

这引起了监管层面的警惕。

最新的消息称,疫苗管理法草案已经提请全国人大常委会审议。主管部门负责人公开透露,草案将预防重大疾病疫苗的研制、生产和储备纳入国家战略,为体现最严格监管,草案提出,国家对疫苗生产实行严于一般药品生产的准入制度。

在接受“科学大师”记者采访时,身为国家最高科技奖得主的侯云德院士,首先肯定了中国的疫苗应用,“我们国家打疫苗,世界卫生组织都知道,控制了不少传染病,都表扬过我们。”

至于公众比较关注的疫苗质量问题,侯云德是这么讲的:

应该讲大多数疫苗是安全的,生产环节我们国家有专门管理机构,是要经过检验的,不批准你不能用。操作环节上有好几层,中央有中央的,地方有地方的,只要疫苗出来,用到人群身上之前,各种安全试验都做过,由国家批准了,才能(临床)实施,有一个管理疫苗生产和接种的过程。这种机构都存在的,没有问题的。

像长春长生这样的事件,怎么样能够避免?侯云德认为,长春长生这个事情是个个案,他相信是能解决的,他的观点是,不能因噎废食。

“疫苗,不能因为长春这个出了问题,好多人就打问号了,不应当打问号。总的来讲,控制传染病,主要靠 疫苗,大部分疫苗是安全的,不安全国家不会批的。”

侯云德还与“科学大师”记者交流了另一个重要话题——传染病。

身为国家“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治”科技重大专项技术总师,侯云德握有发言权。

他告诉记者一个不无残酷的事实,“病毒病是治不了的,一般性细菌病是有办法治的,病毒病基本上没治。所以最主要的办法,还是做好预防。对传染病的控制,单靠治疗是控制不了的,不能单靠治疗,一定要预防。”

唯一可行的办法是减少传染源。

侯云德介绍,因为传染病的发展主要是三个环节:一个是传染源,一个是传播途径,一个是易感人群。三者只要控制住一环,传染病疫情就能得到遏制。

他提出的应对策略就是:早期诊断、早期隔离。

记者查看过的资料显示,传染病重大专项设立以来的10年间,中国在应对传染病上面正逐渐取得主动。侯云德在重大专项上的一位搭档院士称,中国已经建立了72小时内鉴定300种已知病原的检测技术体系,如果“敌人”是这300种病原中的一种,3天之内就能摸清敌情,有针对性地采取行动。同时,重大专项还在国际上率先发现了1600多种病毒,以及十几种细菌,“未来寻找‘敌人’时,这些技术储备就能派上用场。”

四,林本坚院士拿走100万美金奖励,凭什么?

7月12日,中兴事件,终于有了结局。

美国商务部宣布,已取消近三个月来禁止供应商与中兴商业往来的禁令,其将能恢复运营。但回顾中兴事件不难发现,这是一代中国“缺芯”企业夹缝生存的缩影。

11月,林本坚来到北京,作为未来科学大奖数学与计算机科学奖的唯一得主,拿走了100万美元奖金,相比之下,杂交水稻之父袁隆平只从与人分享的奖项中拿到三十多美元。

林本坚独得大奖,是因为他在全球芯片技术上的引领性和原创性科研工作。

他既是美国国家工程院院士、台湾“中央研究院”第一位产业界出身的院士、台积电原研发副总经理,更是影响全球半导体产业进程的浸润式光刻技术的发明者及开拓者。

“大概从2006年开始至今,世界上所有的高端芯片-包括咱们人手一部的手机里的核心芯片、人工智能芯片、5G芯片、比特币挖矿芯片,无一不是浸润式光刻科技制造的。说没有浸润式光刻科技就没有IT的今天,毫不夸张。世界上第一个提出这个科技的就是林本坚。” 未来论坛理事会轮值主席陈恂如是介绍道 。

“微影浸润式技术”到底是个什么样的技术?

林本坚描述说,这项技术主要就是将一个集合了各种线、管的电路系统缩到超级小,植到晶片上。缩到多小呢?譬如说,把一根头发剪下来,就是这根头发横截面那么大,“我们现在的科技可以做到放七千个电路在上面,所以这是很奇妙的地方。”

林本坚的工作,就是负责差不多每两年将之缩小30%,“继续把可以成像的东西缩小”。

据媒体报道,林本坚在未来科学大奖之后曾到清华大学演讲,经他披露,光影微刻技术如今发展到一个头发横截面已经可以装下20735个SRAM(一种存储器)单元。

据不完全统计,今天世界上每年超82%的芯片由浸润式微影技术生产,从2002年至今,林本坚以两年一迭代的速度,将摩尔定律向前推进了7代。

林本坚的研究创造 了多少实质性的经济效益,可以从台积电身上一窥状貌,在全球半导体制造市场的份额中,台积电去年超过56%,是第二名的4倍多,名冠第一毫无疑问。

五,中国科学院外籍院士王小凡:尽管癌难治,但相信管控癌症的目一定能实现

2018年10月25日凌晨5点20分,著名节目主持人李咏,在美国因癌症去世,享年50岁。

而在李咏去世半个月前,微软联合创始人保罗·艾伦也因癌症并发症去世,享年56岁。

此外,传奇苹果公司联合创始人乔布斯在2011年因患胰腺癌辞世......

癌症,是牵动人心的话题,也是医学界迄今想要攻克又迟迟攻不下来的难题。

癌症生物学家、中国科学院外籍院士、杜克大学终身讲席教授王小凡的研究方向,就是被医学界公认为人类健康“头号杀手”的癌症。

在癌症研究上,他有过不少重要的发现,例如,克隆了在癌症发生和生物发育过程中都具有重要作用的TGF-βIII型和II型受体、发现特定的microRNA分子和分泌蛋白作为TGF-β信号转导的中间载体而影响肿瘤微环境的分子机制等。

走在科研前沿的王小凡,应“科学大师”记者的问询,讲解了癌症何以不好治愈。

他说,因为癌细胞多变,它的基因组不稳定,而且同一肿瘤中不同癌细胞之间存在多种层次的异质性。在治疗上,需要有更为精准的诊断和更为多样的药物选择。此外,癌的潜伏期往往有十到三十年,即使人体中产生了一些癌变的细胞,早期你是感觉不到它,也难以用现有技术手段发现的。

王小凡介绍,为了对付癌魔,科学家的科研目前有两个方向:

第一个方向是癌症免疫治疗,但之前在这个方向的尝试并不成功,让大家都有点失去信心了。现在因为PD-1抗体这种免疫疗法有了新进展,又让大家看到了希望。现在国外也把这种免疫治疗往主流上推。

第二个方向是精确的靶向治疗。简单说就是对特定基因突变的病人来使用专门针对这个特定情况的药物,这样能极大减小副作用和提高有效性。但目前靶向治疗的药物选择仍然很有限,同时因为肿瘤异质性的问题难以解决抗药性的问题。

“整体上讲,虽然癌症治疗方法在过去二十年间有了很大提高,但对于多数癌症病 人我们确实还没有真正治疗的办法。它确实还是最难攻克的疾病。”

不过,王小凡相信,随着人们对癌症生物学的不断深入研究,管控癌症的目标是一定能实现的,只是需要一个很长的时间。

六,抑郁症危害生命神经生物学家院士:神科学可以让你避免被精神病

12月1日,美籍华裔物理学家、美国科学院院士、中科院外籍院士张首晟教授去世,终年55岁。

他的家人发表声明称:在与抑郁症顽强对抗后,我们敬爱的首晟上周六意外离世。

抑郁症日益困扰着当代社会,世界卫生组织的数据说,在国家的人口比例当中,像抑郁症、精神失常等精神性疾病占比高达到7%。

神经生物学家、中科院院士段树民在张教授去世后发了个微信朋友圈,写了两个字“痛心”,配发了他担任主编的全英文学术刊物《神经科学通报》,上面有一批讲述抗抑郁症疗法的文章。

段树民两个月前在北京接受“科学大师”记者采访时表示,现在神经系统的疾病对人类健康造成的危害,或者医疗负担是各类疾病中最重的,可能占百分之十几,超过心血管疾病和肿瘤,主要原因是,现在生活节奏加快,工作压力增大,导致精神压力也大,由此产生的睡眠障碍及抑郁症、焦虑症等发病率就上升得很快。

这类疾病不能治疗吗?

段树民告诉记者,这类疾病不是不能治疗,而是人们对这类疾病有认识上的偏差。如果病人是患神经疾病,比如中风、帕金森病,他很容易到医院去治疗。但是,如果病人是精神心理方面的疾病,如抑郁症等,可能在认识方面就有不足,有些人就不好意思去医院,担心受到歧视。事实上,精神疾病也是一种实实在在的脑的疾病,和其他器官出现问题所导致的疾病一样,应该去看医生,是可以干预治疗的。

段树民称,精神类疾病在脑子里是找不到明显病灶。过去认为这样的病人脑内没有实体性病变。现在的理解是,这类疾病一定是有物质基础的。这些物质基础可能就是神经网络之间的连接、或者网络功能运行出了问题。

神经生物学是怎样神奇而具有应用价值的一门科学?

段院士说,对于神经网络的解析,可以帮助科学家进一步找到精神类疾病发生的“客观证据”。

“将来有可能我们诊断精神疾病,就有比较客观的物理指标,而不是仅仅通过问卷进行心理分析和测试,或许“被精神病”这种问题就不会发生了,因为我们有客观的指标摆在那里。”段树民表示。

七,大神们说,中国科技展迅速,但达国家仍存在差距

“中国科技进步的非常快速,特别是在生物科学、计算机科学、医药学等方面,这远远超过了世界上其他的国家,像西方国家,甚至亚洲的日本,我对中国的未来也很有信心。”

2011年诺贝尔生理学或医学奖获得者、法国科学院院长、法国生物学家Jules A Hoffmann第一次到中国是在1980年,距离今天已经快40年了,这期间中国科技的发展如此迅速令他印象非常深刻。

中国在某些领域超越了发达国家,具备更进一步发展的潜力,美国国家医学院院长、斯坦福大学医学主任曹文凯也这么认为,他说,因为在科学研究上中国有很好的规划,也投入了很大的资金来做基础研究,通过从基础研究到转化到应用的一个过程,他相信中国一定会成功提升所有研究成果。

1997年诺贝尔奖获得者,英国化学家John E. WalkerJohn E. Walker也说,中国各界都做出承诺来提升中国的科学水平标准,现在已经开始收获红利了,中国一些一流大学和研究机构已经开始出一些成果。

当然,在赞美声中,我们自己还要保持足够的清醒和理智 ,不能飘 飘 然起来。

中国科学院院士、著名生态学家和昆虫学家康乐提醒道:虽然中国每年培养的博士数量在全世界排第一,政府投入的研发经费在世界也排第二位,但是高水平的科研成果与发达国家相比仍有较大距离。康院士强调,这是中国科技发展过程中必须经历的一个过程。

康乐同时警醒式地提出,中国的科学发展必须立足于自力更生,需要有自主的知识产权,有自主的创新能力,这才能不受制于人。

想要了解大神们更充分的真知灼见,只管在我们打造的这第一季专题中纵情畅读吧。

资料援引出处:

央视新闻、团结网、中国科学院、中国工程院。

附十位科技大访内容:

第一期:2011年诺贝尔生理学或医学奖获得者、法国科学院院长、法国生物学家Jules A Hoffmann。

第二期:1997年诺贝尔奖获得者、英国化学家John E. Walker。

第三期:癌症生物学家、中国科学院外籍院士、杜克大学终身讲席教授王小凡。

第四期:2002年诺贝尔化学奖得主Kurt Wüthrich。

第五期:神经生物学家、中科院院士段树民。


第六期:美国国家医学院院长、斯坦福大学医学主任曹文凯。

第七期:中国科学院院士、发展中国家科学院院士、美国昆虫学会会士,著名生态学家和昆虫学家康乐。

第八期:美国国家工程院院士、台积电原研发副总经理,2018年未来科学大奖“数学与计算机科学奖”获得者林本坚。

第九期:中国科学院院士,第三世界科学院院士,中国月球探测工程领导小组高级顾问、首任月球应用科学首席科学家,中国天体化学领域的开创者欧阳自远。

第十期:中国工程院院士,现任国家“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治”科技重大专项技术总师侯云德。

yaoliwei 本文来源:科学大师 责任编辑:姚立伟_NT6056
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