Nature年终总结：影响了2016年的重大科学事件
南极洲罗斯海的一只帝企鹅。现在，这里已经设立了全球最大的海洋保护区。
Paul Nicklen/NGC
原文以2016 in news: The science events that shaped the year为标题
发布在2016年12月16日的《自然》新闻上
原文作者：Alison Abbott, Declan Butler, Davide Castelvecchi, Daniel Cressey, Elizabeth Gibney, Heidi Ledford, Jane J Lee, Lauren Morello, Sara Reardon, Jeff Tollefson & Alexandra Witze
2016年的科学热点事件包括气候协议、争议性的辅助生殖技术和CRISPR专利之争等。
从举世震惊的美国大选到灾难性的太空技术故障，研究人员经历了动荡不安的一年。当然，在过去一年中，人们也取得了一些令人瞩目的进步——直接探测到引力波，“三亲婴儿”诞生，人工智能战胜围棋高手。
物理学家在2016年取得了重大突破。2月11日，研究人员宣布，经过几十年的探索，他们终于探测到了时空中的涟漪，即引力波。2015年，位于美国路易斯安那州和华盛顿州的激光干涉引力波天文台（LIGO）双探测器发现了引力波信号，该信号是约10亿年前的黑洞合并产生的。
上述发现有力地证明了爱因斯坦约100年前发表的广义相对论，也为爱因斯坦的另一项预测——黑洞，提供了最直接的存在证据。天体物理学家认为LIGO所取得的成功是一场胜利，它带来了一种全新的宇宙观测方法，使其它方法无法发现的现象也有望被检测到。
在LIGO声明公布仅几个星期后，另一项实验表明对引力波的搜寻未来或许可以在太空中进行。欧洲空间局的激光干涉空间天线开路者号（LISA Pathfinder）任务测试了未来的三个探测器将会使用的技术，比起LIGO，这些技术能探测到来自更大、更远的物体的引力波。
粒子物理学家就没有这么幸运了。2016年的大部分时间，他们都是在紧张中度过的。2015年末，在瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机执行的两项独立实验报告了异常测量结果，暗示可能存在质量为希格斯玻色子六倍的粒子。
当时，实验人员警告这种异常可能来自统计误差。8月公布的更多数据证实了实验人员的警告。而在那时，理论物理学家们已经撰写了几百篇论文，尝试用各种各样的模型来解释原始数据。
美国候任总统特朗普在进行竞选游说。
Win McNamee/Getty
今年11月，激烈的美国总统大选最终以共和党商人特朗普的意外获胜落下帷幕。研究者在理解特朗普政府将如何处理科学议题方面遇到了困难，这在一定程度上是因为科学并不是他竞选过程中的重点议题。尽管如此，特朗普的一些观点是显而易见的：他宣称气候变化是中国人设下的骗局，并且发誓让美国退出巴黎气候协定。他也曾暗示自闭症与童年接种疫苗相关。
随着特朗普政府逐渐成形，研究人员开始游说反对这位对科学极不友好的候任总统。11月末，超过2300名科学家，包括22名诺贝尔奖得主，向特朗普发表了一封公开信，敦促他“在面对现有和新出现的公共卫生与环境卫生威胁时，坚持科学诚信与科学独立的高标准”。
6月23日，英国公投脱离欧盟，撼动了英国科学界。每年数百万欧元来自欧盟的研究经费去向，以及来自其它欧盟成员国而在英国大学任职的员工的移民状态，都让研究人员感到担忧。一些英国研究人员表示，他们被排除在了欧盟合作项目之外，而一些外国科学家则表示感到自己在英国不受欢迎，计划离开这个国家。不过好消息是，英国政府（由脱欧公投后掌权的内阁领导）在11月意外宣布到2020年每年增加20亿英镑的研究经费。
7月，土耳其一次失败的军事政变在学术界掀起轩然大波：土耳其高等教育委员会迅速解雇了1500多名大学院长。之后，其中约58%的职位由原先任职人员重新担任。然而，超过6500名教授因涉嫌卷入政变而被解雇。人权组织表示，许多被解雇的人都是无辜的。
2016年，政治经济灾难侵袭委内瑞拉、巴西和南非，研究者也没能幸免。轮流停电、购买食品的长长队伍和上升的暴力水平导致数百名科学家离开委内瑞拉的高校，有些人甚至离开了委内瑞拉。巴西的研究人员面临着预算大幅削减和科技部降级，他们抗议冻结联邦科技支出和削弱巴西环境法的提案。南非的财政紧缩政策已经导致大学资金供应长期不足，引发了大量校园抗议和暴力。
木星被太阳照亮的部分。
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Mai
2016年是《星际迷航》剧集播出50周年，这一年，技术故障使数项航天任务受挫，但也见证了人类取得的瞩目成就。今年三月，日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的“瞳”X射线观测卫星在发射几周后失联。调查人员认为，软件故障造成“瞳”旋转失控而解体。7月，NASA的朱诺号探测器到达木星，但主引擎故障导致火箭点火推迟，而点火原本会将朱诺号绕木星运行的椭圆轨道收窄。朱诺号每次飞掠木星时仍会从木星的大气层和磁层收集信息——只是比原计划慢。
与此同时，欧洲空间局（ESA）也送走了两架探测器。今年十月，由于测量误差导致降落伞和制动火箭部署时间错误，斯基亚帕雷利EDM登陆器在火星表面坠毁。它是欧空局ExoMars火星探测计划的一部分。不过，至少与斯基亚帕雷利号一同发射的姐妹航天器成功进入了火星轨道。对一些科学家来说，ESA失去的另一架探测器也令人伤感，但它的离去是计划之中的。今年九月，具有开拓意义的罗塞塔号探测器按计划在67P/丘留莫夫－格拉西缅科彗星上坠毁，在失联前发回了近距离照片，其任务宣告终止。
作为一支正在崛起的太空力量，中国在今年斩获了数场胜利。八月，中国发射了首颗量子卫星墨子号，以测试将安全的量子通讯扩展到太空中的方式。今年9月，中国在西南部的贵州省完成了全球最大的单天线望远镜——500米口径球面射电望远镜的建设。今年11月，中国发射了长征5号火箭——全球运载能力最强的火箭之一，目的是将宇航员、漫游车和重型行星探测器送上太空。
最后，两位中国宇航员打破了中国最长太空任务的记录，他们在10月到11月间在天宫2号太空实验室驻留了一个月。
基因组编辑工具CRISPR–Cas9新应用的开发快速推进。10月28日，成都华西医院的一位肺癌病人成为了首个接受CRISPR–Cas9工具编辑的细胞治疗的患者。在这次临床试验中，研究者让一个通常会抑制细胞免疫系统的基因失能，希望编辑过的细胞能提高对癌症的免疫反应。2017年，还将有更多使用基于CRISPR–Cas9技术的癌症试验在中美两国进行。
但CRISPR–Cas9疗法的商业前景仍不明朗。今年一月，在美国专利及商标局宣布对两支团队启动“专利冲突”程序后，对这项基因编辑技术美国专利权的争夺进入了白热化阶段。这一程序可能会在明年初结束，旨在确定谁先发明了这项技术。两支团队申请的都是可能对商业应用至关重要的专利。
与此同时，CRISPR–Cas9在人类胚胎中的研究今年也取得了进展。这一研究领域存在争议，引发了人们对“定制婴儿”的担忧，但一些国家的监管者已经批准了有关项目。中国、英国和瑞典的团队都公布了使用CRISPR–Cas9技术，优化其在胚胎中的应用、研究人类发育的意向。人们预计美国的研究项目也会跟进，尽管美国联邦资金被禁止用于研究人类胚胎或修改人类生殖细胞。
艾菲尔铁塔亮起绿光，以庆祝《巴黎气候协议》签署。
Geoffroy Van Der Hasselt/Anadolu Agency/Getty
在4月22日地球日，多达174个国家及欧盟的代表签署了2015年12月在巴黎制定的国际气候协议。但要想让协议真正生效，占全球温室气体排放量至少55%的逾55个国家必须批准或接受协议。
最大的利好消息来自九月，占全球温室气体排放38%的中美两国在当月正式批准协议。巴西和30余个其他国家在几周后加入，欧盟则在10月5日宣布批准。《协议》于11月4日开始生效。
但《巴黎协议》并不是今年签订的唯一一个全球气候协议。10月6日，联合国下属的国际民用航空组织限制了国际航班的温室气体排放。10月15日，197个国家同意修正旨在保护臭氧层的《蒙特利尔议定书》，逐步淘汰氢氟烃（一种通常用于空调中的强大温室气体）。10月28日，各国还打破了长达四年之久的僵局，决定在南极洲罗斯海建立全球最大的海洋保护区。
但与此同时，全球变暖仍在继续。在热带太平洋，在一场历史性的厄尔尼诺的推动下，全球温度记录在今年前五个月被刷新，使得2016年成为了连续第三个有史以来最温暖的年度。灼热造成了全球各地的珊瑚白化——受到压力的珊瑚排出它们赖以维生的虫黄藻。厄尔尼诺现象在五月退去，但珊瑚白化贯穿2016年全年，且预计将会持续到2017年。
一个患有小头症的四个月大的巴西婴儿。
Nacho Doce/Reuters
今年二月，世界卫生组织（WHO）宣布与巴西寨卡病毒爆发相关的一系列出生缺陷构成了全球公共卫生危机。这些出生缺陷包括严重的小头症，即胚胎或新生儿的头部和脑部异常的小。
虽然病毒传播到了整个美洲大陆，但原本预计的小头症和其他与寨卡病毒相关的出生缺陷爆发都没有发生。
即使是在巴西，极高的小头症发生率仍只限于该国东北部，研究者也开始猜测混合因素的影响。今年7月，巴西政府启动了一项研究，旨在探究如果将环境、社会经济或生物因素与寨卡病毒感染结合起来考察，是否能解释小头症高发生率的异常分布。初步成果预计将在明年早些时候揭晓。
11月18日，WHO宣布国际公共卫生危机结束，理由是寨卡病毒与出生缺陷之间的联系已被确认，人们应该将焦点转移到理解寨卡病毒感染的后果（包括出生缺陷）以及开发疫苗上。
目前，有多项国际研究项目正在研究一系列有关寨卡病毒的问题，比如受感染孕妇生下有出生缺陷的婴儿的比例，预计将于明年得出成果。
围棋选手李世乭回顾与AI的对弈。
Google/Getty
今年一月，一个计算机程序首次在围棋中击败了世界级人类棋手。但真正的对决发生在今年三月，Google旗下DeepMind公司开发的人工智能AlphaGo在对弈中战胜了世界顶尖棋手李世乭。AlphaGo在五局比赛中连下三盘，李世石赢得了第四局，并差一点拿下第五局，但AI取得了最终的胜利。
今年10月，DeepMind的研究者还推出了另一款AI，这款极为复杂的AI将经验学习能力与记忆相结合，能在没有任何先前知识的情况下学会在伦敦地铁寻路，。这意味着AI距离执行类似人类的任务（比如推理）又更近了一步。
AI还将机器翻译的错误减少了约60%，协助物理学家寻找新的超级材料。这些进展在很大程度上依靠了深度学习，即利用海量数据和类似人脑的分层计算方法。
经过数十年的研究后，混合三人DNA的辅助生殖技术终于开花结果。这一操作能防止新生儿遗传线粒体（细胞中制造能量的结构）缺陷造成的代谢疾病。
今年九月，在一家墨西哥诊所工作的研究者报告了首个健康“三亲婴儿”的降生。据报道，在中国也有一个婴儿利用同样的技术诞生。今年10月，乌克兰的一家诊所宣布，两位此前无法生育的女性已通过类似的技术受孕。12月15日，在科学家的建议下，英国的人类生殖及胚胎学管理局批准了该技术的临床应用，最早在2017年就能实施。ⓝ
Nature|doi:10.1038/540496a
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