首次火星探測任務工程總設計師張榮橋入選《自然》年度十大人物

北京時間12月16日0時，國際權威科學雜志《自然》發布2021年度十大人物，我國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋入選。

2021年5月15日，當中國的火星探測器“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後，位於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，中國成為美國後之後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，對於著陸類的任務成功率只有40%多一點。中國首次火星探測任務便完成了火星環繞、著陸和巡視三大目標，更是難上加難，險上加險。三大目標穩穩完成的背後，則是“十年磨一劍”的努力。

“為了今天的首戰告捷，我們從10年前開始籌劃，千軍萬馬為之奮鬥了6年，在發射場堅守了110天，在北京航天飛行控制中心堅持了202天，首戰告捷就是環繞火星，之後到今天又堅守了93天，目的是什麼呢，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。

出生於1966年的張榮橋是安徽省祁門縣人，本科就讀於西安電子科技大學，1991年獲中國空間技術研究院碩士研究生學歷，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計師，中國首次火星探測任務工程總設計師。

在6月12日國家航天局在京舉辦新聞發布會上，張榮橋表示，“一步實現繞著巡，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，好在有党中央的正確領導、有各級政府組織部門，特別是國家航天局強有力的組織，有航天科技集團、中國科學院，還有發射場和測控的主管部門大力協同，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，這條技術路線的選擇是非常正確的。”張榮橋說，整體上更加節省經費，特別是在技術上能實現跨越發展，在較短時間內使我國在行星探測領域跨入世界先進行列。“因此我們講，首次火星探測任務是結合我們中國國情，走出了具有中國特色的航天發展之路。”

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

“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，需要我們立足當下，放眼未來。”

張榮橋說：“我們對宇宙的認知和了解仍然很膚淺。我們應該看到，搖籃之外的世界，無限廣闊。創新永無止境。”

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：

南非誇祖魯-納塔爾研究創新與測序平台主任Tulio de Oliveira

聯合國艾滋病聯合規劃署（UNAIDS）主任Winnie Byanyima

英國衛生安全局的流行病學家Meaghan Kal

美國食品藥品監督管理局（FDA）Janet Woodcock

倫敦的格蘭瑟姆氣候變化與環境研究所的氣候科學家Friederike Otto

在菲律賓工作的聯合國原住民人權特別報告員Victoria Tauli-Corpuz

人工智能（AI）研究員Timnit Gebru

計算機科學家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事件中心的個人，這些科學事件對全球產生了深遠的影響。”

和去年一樣，2021年的科學新聞頭條仍被新冠肺炎（COVID-19）占據了大半壁江山，《自然》十大人物的許多故事都與新冠疫情相關。南非誇祖魯-納塔爾研究創新與測序平台主任Tulio de Oliveira和他的團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宣布他們發現了一個高度變異的新冠變異毒株奧密克戎，由於其具有眾多危險的突變，Oliveira擔心其可能對目前的疫苗和抗體藥物產生免疫逃逸。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，是迄今為止發現的突變最多的新冠病毒變異毒株。

此前，科學家已經了解到，新冠病毒S蛋白若出現K417N、E484A或N501Y突變，提示免疫逃逸能力增強；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效力。

Oliveira的團隊在南非是冒著肺結核和艾滋病的風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團隊發現。Beta同樣具有較強的免疫逃逸能力，其導致了南非感染率一度上升，結果卻使得報告之後的數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現後又重演了：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帶領的病毒基因檢測團隊視為敵人。Oliveira非常失望，“我們不是他們的敵人。恰恰相反。”Oliveira說，新冠疫情在南非等不發達國家蔓延，某種程度上也是富裕國家囤積疫苗的惡果。

而聯合國艾滋病聯合規劃署（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他們的公民。英國衛生安全局的流行病學家Meaghan Kall將該機構的科學報告拆解成通俗易懂的內容發布在社交媒體上，幫助傳播關於新冠肺炎的關鍵信息。Janet Woodcock帶領美國食品藥品監督管理局（FDA）度過了風波不斷的一年，包括應對FDA在新冠疫苗加強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，讓氣候變化上升為重大科學問題，各國紛紛探討如何通過加強一個國際協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境研究所的氣候科學家Friederike Otto與其他研究人員合作，快速評估了人為導致的氣候變化是否在引發特定極端天氣方面起到了一定作用。今年，各國在承認原住民群體對於保護生物多樣性和預防全球變暖的重要性上邁出了實質性步伐，這離不開前聯合國原住民人權特別報告員、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上研究如何以更合乎倫理的方式開發AI系統——一年前，她因這些工作離開科技巨頭穀歌一事曾鬧得沸沸揚揚。計算機科學家Guillaume Cabana揭露了數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。

“蛋白質預測者”

《自然》雜志給AI研究員John Jumper和他在倫敦DeepMind的同事的評價是“蛋白質預測者”。他們公開了AlphaFold的代碼——AlphaFold能利用AI技術以驚人的准確率預測蛋白質結構。

John Jumper

蛋白質是生命的物質基礎，每個蛋白質的氨基酸鏈扭曲、折疊、纏繞成複雜的結構，想要破解這種結構通常需要花很長的時間，甚至難以完成。截至目前，約有10萬個蛋白質的結構已經用實驗方法得到了解析，但這在已經測序的數10億計的蛋白質中只占了很小一部分。

但“看清”蛋白的結構和人類的很多疾病機理、藥物研發等等息息相關。在蛋白質結構解析的幾十年歷史中，X射線晶體學、核磁共振波譜學（NMR）、冷凍電鏡(Cryo-SEM)技術紛紛發揮了巨大的貢獻，但這些技術在科學界看來，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的氨基酸序列來預測其形狀？如何能解答這一問題，將為了解生命運作方式打開截然不同的一扇窗。這種設想提出的50多年後，穀歌旗下人工智能公司DeepMind在去年12月的國際蛋白質結構預測競賽CASP上投下重磅，他們開發的基於神經網絡的新模型AlphaFold2擊敗了其他選手，在預測准確性方面達到接近人類實驗結果，讓整個結構生物學界震驚。

DeepMind團隊曾向澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者提供了一份聲明，公司創始人兼首席執行官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3D結構預測精確到原子水平的全新AlphaFold系統，此後我們承諾會分享我們的方法，並為科學共同體提供廣泛、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，並發表了系統的完整方法論，詳盡細致說明AlphaFold是如何做到精確預測蛋白質3D結構的。作為一家致力於推動科學進步的公司，我們期待看到我們的方法將為科學界啟發出什麼其他新的研究方法，也期待很快能和大家分享更多我們的新進展。”Hassabis表示。

蒙納斯特斯基總結道：“《自然》年度十大人物的事跡為我們理解那些對科學意義深遠且引發世界共鳴的重大進展、議題和爭議提供了新的視角。”