这是一个瞬息万变的时代。
年5月,世界排名第一的围棋棋手柯洁0:3负于人工智能AlphaGo。年8月,1.3亿光年外两个中子星发生碰撞,科学家通过引力波、电磁波同时观测到了这一天象奇观。年9月,央行等七部门叫停首次货币发行(ICO),而区块链技术仍方兴未艾。
或许不远的将来,世界将以完全不同的模样向我们走来。
站在更功利的角度,作为高中生的你,已无法对书窗之外的世界视而不见。无论是如今全国卷高考的作文,还是自招综评的考核,都要求你了解社会,了解中国,了解这个真实世界。
在今天的这篇文章中,我们将带你浏览年至今,与科技发展有关的重要事件。并在每个事件中,尽可能选取展现不同的观点。也希望在阅读中,你能有所思考。
出发吧,看大地多辽阔!
◆杨振宁姚期智入籍◆
◆事件回顾
年2月21日,已放弃外国国籍成为中国公民的中国科学院外籍院士杨振宁、姚期智两位教授日前正式转为中国科学院院士。
因外籍院士提出转为中国科学院院士在学部历史上是首次,无先例和程序可循,中科院学部专门制定了《中国科学院外籍院士转为中国科学院院士暂行办法》。
◆思考方向
你认为外籍院士转为中国科学院院士这样的现象意味着什么?
“科学没有国界,但科学家有自己的祖国”这句话你赞同么?如何理解?
近年来,许多优秀学子选择出国深造,你怎么看?如果是你将如何选择?
◆参考阅读
◇《静待精英回流的大潮》,来源:澎湃新闻网
从学术的角度而言,两位都是毋庸置疑的世界顶级科学家,取得了科学界所公认的重大成果,杨振宁所获得的诺贝尔奖和姚期智的图灵奖(迄今为止唯一的亚裔图灵奖得主)就是最有力的证明。
具体到中国的科研事业方面,两位更是踏踏实实地做出了重要贡献。从上世纪七十年代杨振宁返回中国,就一直为中国物理学的学科建设、学生培养与海外联系等方面提供帮助;年他回到北京定居、常驻清华之后,不仅为终身教职的制度改革、清华高等研究院的建设建言献策,也直接吸引了一大批高水平教授回国——姚期智就是被杨振宁从普林斯顿大学请回清华的,他在清华建设的交叉信息学院,以及创立的姚班,这十余年来,早已闻名遐迩,有口皆碑。
而从更深远的意义上来说,这两位科学家的归国,可以视作中国科研事业与高等教育崛起,以及全球华人精英回流的一个标志。
事实上,将年“千人计划”的实施作为时间节点,我们可以很清楚地看到一股海外人才回归的潮流:时至今日,已有超过四万名的高等次人才从海外返回中国,或任教,或创业,有力地支持了中国的前沿研究与产业发展。
◇《专访杨振宁:中国发展最前沿基础科学,需要慢慢建立“传统”》,来源:澎湃新闻网
现在好像国内大家一致觉得,中国科学发展得不行,这我认为是一个错误的看法。科学的发展,现在方向很多,我认为中国的科学发展,有一些部门是非常成功。
怎么证明呢?只要看改革开放以来,中国国防工业、航天工业、造船、造铁路,这些都是全世界羡慕的高速发展。要能有这些发展的话,必须有非常多称职的工程师和技术人员,他们多半是改革开放以后训练出来的。所以从这个角度讲起来,基础科学教育的发展在中国这几十年来,不是不成功,而是非常成功。
至于说,最前沿的基础科学,比如说像得诺贝尔奖之类的科学研究,那中国这几十年来是没有发展出来。偶然有一两个重要的贡献,不过整体讲起来,还是很落后。这个并不稀奇,因为西方前沿的近代科学的发展,搞了好几百年。现在要把它压缩十倍,在几十年内就发展出来,这是不可能一下子就成功的。
比如物理学,一个年轻人要想钻到这个领域里头,他得学习过去几百年已经有的知识,还不止这个,他还得能够知道今天这个领域里头正在高速发展的是哪些问题。你如果在美国,在一个好的学校里头,你就浸淫在那种学术氛围里头,知道什么东西是重要的问题。
我到芝加哥的时候,恰巧整个物理学界有个新的领域出现。年刚打完仗的时候,欧洲困难得不得了,但在那种情景之下,英国、意大利做出来了几个大家想不到的实验,震惊了物理学界,因为是发现了一些从前不知道存在的基本粒子。这就是粒子物理学或者高能物理学的开始。
这出来后,大家要去研究这个东西,这就奠定了这个领域之后的发展。如果你那时候在中国的话,消息就比较晚,不知道里面发生了什么事情,当然你就不能够跟别人竞争。现在基本上还是这种状态,最新的这些发展基本上是在美国、欧洲、日本。这要跟进,不过就晚一些。
最近十年的样子,发展出一个新的方向,叫做拓扑固体物理学。这个领域现在国内做得很好,清华、物理所还有好几个别的地方,中国的研究员、博士生做得很好。这一部分是偶然的。但是既然国内有了好几个人做这个,它就发展出来一种学术氛围,新毕业的本科生就会参与进去,这就可以渐渐地变成中国容易发展的方向。
◆Crispr/Cas9◆
◆事件回顾年3月1日,广州医院生殖中心主任、广东省普通高校生殖与遗传重点实验室研究员刘见桥教授团队试图用CRISPR基因编辑技术来消除遗传病的研究成果发布。
这是全球首篇关于CRISPR技术在人类二倍体胚胎中应用的描述,也是首次将基因编辑技术运用于人类二倍体胚胎,在胚胎层面对携带遗传突变基因的胚胎进行修复
CRISPR/Cas9基因编辑技术可以实现对DNA片段的敲除、加入等,在可预计的未来,将在治疗疑难杂症上大有市场,被称为“基因魔剪”。
◆思考方向
你认为基因编辑技术将会如何改变我们的生活?
基因编辑应当受到哪些限制,比如怎样的内容不能够进行编辑,为什么?
基因编辑技术的出现是否会重新定义“疾病”或“残疾”?
◆参考阅读
◇《利用基因编辑技术,人们能够像修改文本一样改变目标基因序列,甚至用来定制“完美人体”“定制婴儿”,你能接受吗》,谷业凯,来源:《人民日报》
基因编辑就是特异性地来改变目标基因序列的技术。首先需要用一种复合体把目标基因序列特异性地识别出来,以避免“伤及无辜”。
这种能切割的复合体必须是一把自带“导航系统”的“剪刀”,即包含DNA识别区域和DNA切割区域。“剪刀”在基因编辑的过程中至关重要,因此找到更好用的“剪刀”一直是基因编辑的主要任务。让基因编辑真正变得简便好用的,是一把叫CRISPR的基因“剪刀”。
细菌是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体。和大多数生物一样,细菌也会受病*感染——噬菌体。20世纪80年代末,研究人员在观测大肠杆菌时发现,在细菌基因的尾端,有一些看上去很奇怪的重复序列。这些序列随后被命名为成簇的规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)。研究人员注意到,这些重复的序列之间总是由一些很古怪的间隔区(spacr)隔开,这些间隔区之所以看上去很古怪,是因为它们根本就不是细菌自身所有的东西,而是从噬菌体病*的DNA上“剪”下来的小片段。
简言之,细菌细胞产生CRISPR相关蛋白(Cas蛋白),在病*入侵之后,Cas蛋白便会结合到病*DNA上,从上面“剪”下一块病*DNA,然后将其转运到细菌细胞的基因组,插入其中,使之成为一处“间隔区”。从此以后,细菌细胞便会利用这一间隔区来识别与之相对应的病*,实现对病*再次入侵的免疫应答。更神奇的是,CRISPR系统还可以将获得的部分DNA片段整合进基因组,形成记忆并遗传,从而可以保护后代的细胞免受病*的攻击。
科学家很快意识到,基于这种精确的靶向功能,CRISPR/Cas9系统可以被设计开发成一种高效的基因编辑工具,只要将被编辑的细胞基因组DNA看作病*或外源DNA就可以了,从而使我们可以利用RNA(核糖核酸)来引导Cas9蛋白实现对多种细胞基因组的特定位点进行修饰。
与以往技术相比,CRISPR技术显得非常“平民化”,它无物种限制、成本低、易上手、实验周期短、靶向更加准确,节省了大量的时间和成本。科学家希望用这种技术对人类的基因进行编辑,以达到治疗疾病的目的,同时也希望将这种技术用到作物的改良之中。
◇《美国谨慎放开人类生殖细胞基因编辑,“人类增强”争议再起》,来源:澎湃新闻网
近两三年来,基因编辑几乎“承包”了医学热点,而这一报告被普遍认为是一个重要的节点。能不能将基因编辑用在人类生殖细胞上,这是围绕着基因编辑的伦理争议中最为激烈的一个话题。
对胚胎的基因进行敲除、插入、替换,这些改动后的性状将随着胎儿遗传到后代。编辑胚胎的基因触碰了人类对待医学技术的敏感点——设计婴儿。
伦理学家担心,如果放开基因编辑在胚胎上的应用,可以会导致该技术应用于改变人的身高、智力等方面。“人类增强”被伦理学家认为是出于非治疗目的,通过自然或人工的手段,暂时性或永久性地克服人体局限。据年美国皮尤研究中心的一项调查结果显示,对用于“人类增强”的基因编辑技术,近七成美国人怀有担忧态度。
年,中山大学**就团队发表了全球首篇关于基因编辑人类胚胎的论文,引起一番对基因编辑伦理问题的议论。美国的这次“放行”是打开了潘多拉魔盒,还是擦亮了阿拉丁神灯?有一点肯定的是,启动它之前需要解除诸多限制。
但反对者仍然担心,副作用可能会在私人诊所悄悄蔓延,认为报告对基因编辑用于生殖细胞的支持态度,不可避免地会引向为改变身高、长相甚至智力等特征而编辑胚胎基因。并且他们担忧支付得起这项技术的富人与支付不起的穷人之前的鸿沟会进一步拉大。这种副作用还可能因为客观的原因而无意发生。
比如,哈佛大学教授GorgChurch是最先研究基因编辑技术CRISPR-cas9的学者之一,据他介绍,GRIN2B基因不仅与自闭症有关,其蛋白水平也和认知能力相关。这意味着为了预防自闭症而编辑这个基因后,可能会同时提高智力水平。
◆C首飞◆
◆事件回顾年5月5日下午,中国首款按照最新国际适航标准研制的干线民用飞机C在上海浦东国际机场成功实现首飞。
这意味着中国成为世界上少数几个拥有研制大型客机能力的国家,引起国际舆论广泛