《自然》：2012十大科學事件回顧

喬若靜/編譯

2012年是科學史上具有里程碑意義的一年，在這一年里，科學家們發現了希格斯玻色子，“好奇”號火星車成功登陸火星……其中，兩項最大的科學突破依賴于其驚人的數據量：過去五年中 ，ENCODE （Encyclopedia of DNA Elements，DNA元素百科全書）在揭示人類DNA序列功能方面，已產生15千兆兆字節的數據；歐洲核子中心（CERN）的大型強子對撞機，僅2012年一年已存儲了26千兆字節的數據，希格斯玻色子的存在得到了證明。但是，大量的數據既是科學發現的依據，也是引起某些爭議的源頭，例如，是否應該公布有潛在危險流感病毒的信息等，包括投資者、研究人員和出版者也討論過如何讓原始數據或經同行審查后更為公開地向外提供的問題。同時，一些可疑或欺詐事件也在提醒我們，必須保證科學發現的可信度。以下是《自然》雜志評選出的2012年度十大科學事件，其中尋找希格斯玻色子列為年度十大科學事件之首。

彼得·希格斯

1.找到希格斯玻色子

掌聲、欣慰、喜悅和淚水。2012年7月，世界上最大的物理實驗正式發現了希格斯玻色子。歐洲核子中心的大型強子對撞機在經過500萬億次質子碰撞實驗之后，物理學家可以很自信地宣布，他們已經看到了一個質量大約為125千兆電子伏特的玻色子。大約50年前，包括彼得·希格斯（Peter Higgs）在內的一些理論物理學家提出，希格斯場遍布于宇宙中并賦予某些粒子以質量，而希格斯玻色子則是希格斯場的具體化。令人失望的是，除了根據粒子物理學標準模型所作的預測，沒有令人信服的線索揭示出希格斯玻色子的行為。如今，大型強子對撞機終于發現了根據超對稱理論預測的粒子，這將大大拓展我們對亞原子世界的理解，并有助于對暗物質等神秘現象做出解釋。

2.科學領域挑戰極限

2012年是奧運年，這一年，在科學領域內科學家也在挑戰極限，誕生了許多新記錄。經過二十年的鉆探，一個俄羅斯團隊突破了3.8公里的南極冰層，于2月抵達沃斯托克湖湖面。這是一個與地球表面其他地區隔絕了數百萬年的巨大水體，但早期樣本分析尚未發現科學家推測存在的生命跡象。最近，一個英國研究小組希望能到達南極大陸冰下湖泊之一的埃爾斯沃思湖，以噴射高壓熱水克服鉆透冰層所遇到的一些技術障礙。

這一年，加拿大電影導演詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）成為獨自一人潛入地球最深處——近11公里深的馬里亞納海溝底部——的第一人。雖然科學價值稍遜，但同樣引人注目的是跳傘運動員費利克斯·鮑姆加特納（Felix Baumgartner）在新墨西哥州3.9萬米上空的驚人一躍，突破了自1960年以來一直保持的跳傘高度紀錄。

并不是每項挑戰極限的嘗試都獲得成功。例如，經過6年的努力，美國加利福尼亞州建造和運行成本高達35億美元的“美國國家點火裝置”——世界上最大的激光器——未能實現其“點火”目標。

3.能源開發之反思

2011年福島核災難事故之后，美國的國家能源政策在轉型調整中。面臨廣大公眾反對重啟核反應堆的抗議，日本提出了未來“零核”目標，并于5月關閉了其最后運行的核反應堆進行維修，但在7月又重新啟動了兩個核反應堆。

在歐洲，對140個以上核反應堆的壓力測試后得出結論，這些核電站都需要進行大規模的安全升級。與此同時，美國核能管理委員會授權一家核電廠使用激光濃縮核燃料鈾，一些人為此擔心這一技術可令核彈制造者私下濃縮鈾。為保障照明和道路運輸所需能源，美國將繼續探索石油和天然氣的非傳統來源：大力發展頁巖天然氣的水力壓裂勘探技術，旨在將10%的燃煤發電能力轉向天然氣。

根據國際能源機構稱，到2020年，美國將成為世界上最大的石油生產國，到2035年，其能源需求幾乎可以自給自足。需要提醒的是，尋找新的石油儲量也存在著一些風險。例如，墨西哥灣石油泄露事故之后，英國石油公司被罰了40億美元。羽翼未豐的清潔能源產業也有其自身的問題：緣于電動車市場仍然太小，美國鋰離子電池生產商A123系統公司于10月破產。

4.科學數據的修正與開放

科學體系素以自我修正而著稱。2012年3月，科學家否定了中微子超光速的觀點，以及2010年科學家發現的一種生活在極端環境中的細菌 （其DNA用砷元素取代磷元素），該細菌被冠之以砷基生命形式，如今的大量實驗駁斥了這種說法。

然而，這種修正并不總能來得這么快，當研究很難再次復制，偏見或錯誤有時可持續數年。例如，麻醉學家藤井吉高和營養學家埃里克·斯馬特（Eric Smart）在2012年備受責難，因其錯誤結論在長達幾十年里未被發現。科學家擔心，由于一些獨立實驗室重復一些備受關注的研究，此類情況可能會更普遍。

有觀點認為，更公開溝通和發布數據的科學家對自身提高也有助益，英國一些網上開放型期刊正在朝這方面努力。7月，政府和私人研究基金會表示，從2013年4月開始，他們將為論文付費并對外公開。

5.“好奇號”成功登陸火星

“好奇號”登陸火星，美國宇航局的科學家歡呼雀躍

美國宇航局的科學家，當看到“好奇”號火星車在空中吊車操控下登陸火星表面后發來的第一批圖像之后，都不由得歡呼雀躍。

自8月降落在蓋爾環形山以來，“好奇”號提供了大量令人驚嘆的圖像，以及對火星表面和大氣的分析數據。迄今，尚未發現任何可能暗示生命存在的甲烷或有機分子。

開普勒太空望遠鏡的“鷹眼”，讓太陽系外的行星也進入了科學家的視線，這樣的“候選新世界”累計約3 000個。地球上的太空望遠鏡也在離我們僅4.4光年的恒星系半人馬座發現了一顆與地球大小相仿的系外行星。

人類空間探險取得了一系列的成功。美國宇航局的“黎明號”航天器在小行星灶神星上發現有水存在的證據；中國派出的第一位女宇航員劉洋成功進入預定軌道；10月，美國私營太空探索技術公司SpaceX國際空間站發射“龍”飛船，首次承擔了太空商業補給任務。該公司甚至已經開始考慮未來的火星之旅。

6.壓力下的地球該何去何從？

夏天，北極地區海冰的大量融化打破了歷史紀錄，甚至超過了氣候模型的預測。2012年，美國遭遇半個世紀以來最嚴重的干旱。但是，對于生活在東海岸的美國人來說，超級風暴“桑迪”的肆虐，表明全球變暖已迫在眉睫。“桑迪”導致了500億美元的損失，并由此引發了更激烈的辯論，其焦點是如何適應有可能出現的極端天氣，而不是如何防止氣候變化。

然而，有關全球氣候問題的重要性在涉及經濟問題時也會黯然失色。聯合國6月在里約熱內盧召開的全球峰會上，發展中國家反對限制其發展，富裕國家不愿承諾更多的發展援助。12月在多哈進行的氣候變化談判，各國代表同意將約束力弱化的 “京都議定書”延長至2020年。

寂寞的喬治于2012年6月去世

巴西，亞馬遜地區的森林砍伐率2012年下降到歷史新低；4月，墨西哥實施了一項具有法律約束力的減排措施；6月，澳大利亞推出了世界最大的海洋保護區網絡計劃。而在加拉帕戈斯群島上，巨大的象龜喬治——這一亞種最后的幸存者——在寂寞中死去(見上圖)，由此反映出世界各地瀕危物種所面臨的困境。

7.科學家為科學價值辯護

當科學爭論爆發之時，許多研究人員會保持沉默，但當整個科學領域或科學價值受到威脅時，他們會奮起抗爭。

2012年5月，當一個反轉基因團體揚言要摧毀轉基因小麥時，英國科學家奮起為轉基因（GM）作物價值進行辯護；10月，意大利一家法院判處一個專家小組人員入獄六年，指稱其涉嫌在2009年拉奎拉地震前低估了地震風險，此事令世界各地的科學家深感沮喪。

一些評論文章告誡道，類似事件可能會導致科學家因此而產生恐懼，不愿提供專家意見。但是，科學家對于其他的一些挑戰反應則較為平靜。可以肯定的是，2012年，動物權利活動者極大地限制了貨運航空公司實驗動物的運輸量，但此舉并未遭到有力的反對。

8.人類基因組百科全書

人類基因組30億個DNA堿基對中，只有1%多一點（大約只有2萬個基因）是用于蛋白質編碼的。然而，其余大量非編碼序列仍然擁有重要的功能，影響著基因在不同類型細胞中的調節和表達方式。2012年9月，由大約440位科學家組成的科學討論會發表的30余篇來自ENCODE項目（DNA元素百科全書）的論文估計，至少20%的基因組有可能影響基因的表達。

大生物學數據研究也有一些雄心勃勃的項目，包括首次成功描繪出小鼠大腦基因活性的完整圖譜項目，以及對大約900多例人類大腦解剖結構基因活性的跟蹤調查項目。在細胞水平上，干細胞的靈活性繼續令我們驚訝，美國研究人員發現，干細胞在女性卵巢中似乎能夠產生新的卵子；日本科學家可以誘使從小鼠身上獲得的干細胞變成可生育的卵子，受精后移植到雌鼠體內產生健康的后代。

9.病毒實驗引發爭論

兩篇指出高致病性H5N1禽流感病毒變異版本如何在雪貂之間傳播的論文，在國際上引起了爭論。很多人由此擔心，一旦這種能夠在哺乳動物間傳播的H5N1病毒的制造方式意外流失，有可能會被恐怖分子利用。

2011年年底，美國國家科學生物安全咨詢委員會（NSABB）提議將論文以節錄的方式發表后，便有人認為這有可能影響到一些可能挽救生命的研究。3月，NSABB改變了其立場，上述論及的兩篇論文在5月和6月相繼發表。然而，爭論并未就此結束，政客們批評政府行為草率，部分科學家則責備政府延時作出最后決定。目前，政府監管部門正在考慮加緊限制對此類病毒的研究。

1 0.全球科研支出有增有減

一旦富裕國家開始縮減公共支出，科研經費相應也會被削減，盡管并非每一個國家都是如此。例如，2012年加拿大在削減環境支出的同時，叫停了包括對安大略省58個淡水湖污染問題的研究項目；同年西班牙在削減研究預算25%之后，2013年預算草案將連續4年削減。美國科學家一直在擔心2013年的全面預算削減方案，盡管在選舉年里，美國宇航局行星研究等領域的經費已減少了許多。

2014年-2020年的歐洲研究預算，包括之前提出的80億歐元計劃的討論，將于2013年重新啟動。即使是印度，也一反其歷年增加研究預算的做法，以縮減開支來謹慎應對2012年-2013年通脹水平的增大。

并非全是壞消息：中國的科研經費提高了近12.5%，法國2013年的科研投資增加了2.2%，德國將更多的聯邦資金投入大學，并在柏林新建立了一個大型保健科學研究所。美國的生物技術行業已從公共市場投資者中看到了科技復興的曙光。