北京時間12月16日0時，國際權(quán)威科學(xué)雜志《自然》發(fā)布2021年度十大人物，我國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師張榮橋入選。

2021年5月15日，當(dāng)中國的火星探測器“天問一號”成功著陸在火星赤褐色的砂質(zhì)平原上時，張榮橋摘下眼鏡，熱淚盈眶。

在“祝融號”火星車傳回遙測信號后，位于北京的飛控中心亮起大紅屏，中國航天人激動高呼“火星，你好！”至此，中國成為美國后之后第二個成功部署火星車的國家。

“火星探險家”

《自然》年度人物對張榮橋的描述是“火星探險家”（ Mars explorer）。

火星是很多國家的航天噩夢，到目前為止整體成功率只有50%左右，對于著陸類的任務(wù)成功率只有40%多一點。中國首次火星探測任務(wù)便完成了火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標(biāo)，更是難上加難，險上加險。三大目標(biāo)穩(wěn)穩(wěn)完成的背后，則是“十年磨一劍”的努力。

“為了今天的首戰(zhàn)告捷，我們從10年前開始籌劃，千軍萬馬為之奮斗了6年，在發(fā)射場堅守了110天，在北京航天飛行控制中心堅持了202天，首戰(zhàn)告捷就是環(huán)繞火星，之后到今天又堅守了93天，目的是什么呢，就是為了今天最終的勝利！”張榮橋5月15日在飛控中心激動地說道。

出生于1966年的張榮橋是安徽省祁門縣人，本科就讀于西安電子科技大學(xué)，1991年獲中國空間技術(shù)研究院碩士研究生學(xué)歷，2004年至今在國防科工委月球探測中心工作，是國家探月工程副總設(shè)計師，中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師。

在6月12日國家航天局在京舉辦新聞發(fā)布會上，張榮橋表示，“一步實現(xiàn)繞著巡，意味著研制難度加大，說的白一點，失敗的可能增加了。對我們研制人員來講承受的壓力劇增。”

張榮橋表示，好在有黨中央的正確領(lǐng)導(dǎo)、有各級政府組織部門，特別是國家航天局強(qiáng)有力的組織，有航天科技集團(tuán)、中國科學(xué)院，還有發(fā)射場和測控的主管部門大力協(xié)同，還有探火研制全體人員的努力拼搏、攻堅克難。

“說句白一點的話，就是探火人的爭氣。我們今天成功了，回過頭來看，這條技術(shù)路線的選擇是非常正確的?！睆垬s橋說，整體上更加節(jié)省經(jīng)費，特別是在技術(shù)上能實現(xiàn)跨越發(fā)展，在較短時間內(nèi)使我國在行星探測領(lǐng)域跨入世界先進(jìn)行列?！耙虼宋覀冎v，首次火星探測任務(wù)是結(jié)合我們中國國情，走出了具有中國特色的航天發(fā)展之路。”

在火星之后，中國還有著更加星辰大海的目標(biāo)：2025年前后，中國將實施近地小行星取樣返回和主帶彗星環(huán)繞探測任務(wù)，實現(xiàn)近地小行星繞飛探測、附著和取樣返回；2030年前后，實施火星取樣返回任務(wù)；還將實施木星系環(huán)繞探測和行星穿越探測任務(wù)。

“仰望星空，腳踏實地”，是張榮橋非常喜歡的兩句話。2016年11月4日，張榮橋為母校西安電子科技大學(xué)的青年教師、研究生、本科生做了題為《仰望星空，腳踏實地》的主題報告。他當(dāng)時解釋：“以‘仰望星空，腳踏實地’作為報告主題，可能有些俗套，但這恰恰是社會對我們每個人的需求，是我們在社會上安身立命的途徑，需要我們立足當(dāng)下，放眼未來。”

張榮橋說：“我們對宇宙的認(rèn)知和了解仍然很膚淺。我們應(yīng)該看到，搖籃之外的世界，無限廣闊。創(chuàng)新永無止境?！?/p>

拉響新冠變異毒株警報

《自然》年度十大人物榜單旨在選出這一年重大科學(xué)事件中占有一席之地的人物。除了張榮橋外，此次入選的十大人物還有：

南非夸祖魯-納塔爾研究創(chuàng)新與測序平臺主任Tulio de Oliveira

聯(lián)合國艾滋病聯(lián)合規(guī)劃署（UNAIDS）主任Winnie Byanyima

英國衛(wèi)生安全局的流行病學(xué)家Meaghan Kal

美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）Janet Woodcock

倫敦的格蘭瑟姆氣候變化與環(huán)境研究所的氣候科學(xué)家Friederike Otto

在菲律賓工作的聯(lián)合國原住民人權(quán)特別報告員Victoria Tauli-Corpuz

人工智能（AI）研究員Timnit Gebru

計算機(jī)科學(xué)家Guillaume Cabana

Deepmind AI研究員John Jumper

《自然》特寫部主編理查德·蒙納斯特斯基（Rich Monastersky）表示，“從追蹤危險的新冠變異株到證明氣候變化在極端天氣中的作用，再到將探測器送上火星，本年度《自然》十大人物聚焦身處重要科學(xué)事件中心的個人，這些科學(xué)事件對全球產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響?！?/p>

和去年一樣，2021年的科學(xué)新聞頭條仍被新冠肺炎（COVID-19）占據(jù)了大半壁江山，《自然》十大人物的許多故事都與新冠疫情相關(guān)。南非夸祖魯-納塔爾研究創(chuàng)新與測序平臺主任Tulio de Oliveira和他的團(tuán)隊拉響了新冠病毒變異毒株Omicron（奧密克戎）的警報——該變異株目前正在全球快速傳播。

Tulio de Oliveira

11月25日，Oliveira宣布他們發(fā)現(xiàn)了一個高度變異的新冠變異毒株奧密克戎，由于其具有眾多危險的突變，Oliveira擔(dān)心其可能對目前的疫苗和抗體藥物產(chǎn)生免疫逃逸。奧密克戎變異株總共有50個突變，其中刺突蛋白突變有32個，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的突變最多的新冠病毒變異毒株。

此前，科學(xué)家已經(jīng)了解到，新冠病毒S蛋白若出現(xiàn)K417N、E484A或N501Y突變，提示免疫逃逸能力增強(qiáng)；而奧密克戎變異株同時存在“K417N+E484A+N501Y”三重突變；此外，奧密克戎變異株還存在其他多個可能降低部分單克隆抗體中和活性的突變。突變的疊加可能降低部分抗體藥物對奧密克戎變異株的保護(hù)效力。

Oliveira的團(tuán)隊在南非是冒著肺結(jié)核和艾滋病的風(fēng)險檢測新冠病毒樣本的。此前，另一著名的新冠病毒變異毒株Beta也由Oliveira團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)。Beta同樣具有較強(qiáng)的免疫逃逸能力，其導(dǎo)致了南非感染率一度上升，結(jié)果卻使得報告之后的數(shù)月多國對南非實施旅行禁令。

這一故事在奧密克戎變異毒株發(fā)現(xiàn)后又重演了：多國又開始對南非實施旅行禁令。最早報告變異毒株的國家，反倒遭到了懲罰。這也招致了南非部分政客的攻擊，他們將Oliveira帶領(lǐng)的病毒基因檢測團(tuán)隊視為敵人。Oliveira非常失望，“我們不是他們的敵人。恰恰相反。”O(jiān)liveira說，新冠疫情在南非等不發(fā)達(dá)國家蔓延，某種程度上也是富裕國家囤積疫苗的惡果。

而聯(lián)合國艾滋病聯(lián)合規(guī)劃署（UNAIDS）主任Winnie Byanyima帶頭批評富裕國家和藥企對公平分配新冠疫苗的呼聲充耳不聞，這讓許多中低收入國家無力保護(hù)他們的公民。英國衛(wèi)生安全局的流行病學(xué)家Meaghan Kall將該機(jī)構(gòu)的科學(xué)報告拆解成通俗易懂的內(nèi)容發(fā)布在社交媒體上，幫助傳播關(guān)于新冠肺炎的關(guān)鍵信息。Janet Woodcock帶領(lǐng)美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）度過了風(fēng)波不斷的一年，包括應(yīng)對FDA在新冠疫苗加強(qiáng)針和一種阿爾茨海默病藥物上做出的爭議性決定。

今年，野火、洪水、熱浪侵襲了全球許多地區(qū)，讓氣候變化上升為重大科學(xué)問題，各國紛紛探討如何通過加強(qiáng)一個國際協(xié)議來對抗全球變暖及其影響。倫敦的格蘭瑟姆氣候變化與環(huán)境研究所的氣候科學(xué)家Friederike Otto與其他研究人員合作，快速評估了人為導(dǎo)致的氣候變化是否在引發(fā)特定極端天氣方面起到了一定作用。今年，各國在承認(rèn)原住民群體對于保護(hù)生物多樣性和預(yù)防全球變暖的重要性上邁出了實質(zhì)性步伐，這離不開前聯(lián)合國原住民人權(quán)特別報告員、目前在菲律賓工作的Victoria Tauli-Corpuz等活動人士的努力。

人工智能（AI）研究員Timnit Gebru 成立了一個研究所，在她之前工作的基礎(chǔ)上研究如何以更合乎倫理的方式開發(fā)AI系統(tǒng)——一年前，她因這些工作離開科技巨頭谷歌一事曾鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)。計算機(jī)科學(xué)家Guillaume Cabana揭露了數(shù)以千計的造假論文充斥著軟件生成的無意義文字，為全世界敲響了警鐘。

“蛋白質(zhì)預(yù)測者”

《自然》雜志給AI研究員John Jumper和他在倫敦DeepMind的同事的評價是“蛋白質(zhì)預(yù)測者”。他們公開了AlphaFold的代碼——AlphaFold能利用AI技術(shù)以驚人的準(zhǔn)確率預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

John Jumper

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，每個蛋白質(zhì)的氨基酸鏈扭曲、折疊、纏繞成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，想要破解這種結(jié)構(gòu)通常需要花很長的時間，甚至難以完成。截至目前，約有10萬個蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)用實驗方法得到了解析，但這在已經(jīng)測序的數(shù)10億計的蛋白質(zhì)中只占了很小一部分。

但“看清”蛋白的結(jié)構(gòu)和人類的很多疾病機(jī)理、藥物研發(fā)等等息息相關(guān)。在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析的幾十年歷史中，X射線晶體學(xué)、核磁共振波譜學(xué)（NMR）、冷凍電鏡(Cryo-SEM)技術(shù)紛紛發(fā)揮了巨大的貢獻(xiàn)，但這些技術(shù)在科學(xué)界看來，都有著勞心勞力又價格高昂的缺點。

如何簡單地通過蛋白質(zhì)的氨基酸序列來預(yù)測其形狀？如何能解答這一問題，將為了解生命運(yùn)作方式打開截然不同的一扇窗。這種設(shè)想提出的50多年后，谷歌旗下人工智能公司DeepMind在去年12月的國際蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測競賽CASP上投下重磅，他們開發(fā)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新模型AlphaFold2擊敗了其他選手，在預(yù)測準(zhǔn)確性方面達(dá)到接近人類實驗結(jié)果，讓整個結(jié)構(gòu)生物學(xué)界震驚。

DeepMind團(tuán)隊曾向澎湃新聞（www.loaarchitects.com.cn）記者提供了一份聲明，公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Demis Hassabis在聲明中表示，去年在CASP14大會上我們揭曉了一個可以將蛋白質(zhì)3D結(jié)構(gòu)預(yù)測精確到原子水平的全新AlphaFold系統(tǒng)，此后我們承諾會分享我們的方法，并為科學(xué)共同體提供廣泛、免費的獲取途徑。

“今天我們邁出了承諾的第一步，在《自然》期刊上分享AlphaFold的開源代碼，并發(fā)表了系統(tǒng)的完整方法論，詳盡細(xì)致說明AlphaFold是如何做到精確預(yù)測蛋白質(zhì)3D結(jié)構(gòu)的。作為一家致力于推動科學(xué)進(jìn)步的公司，我們期待看到我們的方法將為科學(xué)界啟發(fā)出什么其他新的研究方法，也期待很快能和大家分享更多我們的新進(jìn)展。”Hassabis表示。

蒙納斯特斯基總結(jié)道：“《自然》年度十大人物的事跡為我們理解那些對科學(xué)意義深遠(yuǎn)且引發(fā)世界共鳴的重大進(jìn)展、議題和爭議提供了新的視角?！?/p>