文/騰訊科技 孫實 喬輝

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完整視頻回顧2019騰訊科學WE大會，時長約3小時21分5秒

劃重點：

• 通過探索新的生產模式，癌症的免疫治療有望大大降低成本；

• 多重宇宙有存在的可能，或許能在微波背景輻射中找到痕跡；

• 未來人類有可能製造出能夠自主學習，擁有自我意識的機器；

• 地球內部有兩個巨大的“腫塊”，分別位於非洲和太平洋之下；

• 人類要發展人工通用智能，通用人工智能可以賦能各行各業；

• 從達爾文到DNA雙螺旋結構，遺傳和進化比我們想象得要複雜；

11月3日，第七屆騰訊科學WE大會於北京北展劇場舉行。今年，大會以“小宇宙”為主題，重在探索微觀物質中的宏觀世界，邀請權威癌症免疫療法專家Carl June、知名理論物理學家Brian Greene、權威機器人研究專家Hod Lipson、高能物理學家王貽芳、清華大學類腦計算研究中心主任施路平、地質物理學專家Jennifer Jackson和《自然》總編輯Magdalena Skipper等全球頂尖的科學家，向觀眾分享弦理論、微觀粒子、腦科學、地質科學等領域的突破進展。

01

騰訊CXO網大為：中國有望成新型交通技術的先行者

騰訊CXO(首席探索官)網大為分享“科技向善”的最新實踐，提出利用新型交通技術應對地球級挑戰。他表示：

新型交通技術可以使發展中國家的生活更便利，不需要建設那麼多基礎設施，就能實現用車模式的跨越式發展。 網大為分享的新型交通技術名為“eVTOLs（Electric Vertical Takeoff and Landing Vehicles）”，以具備垂直起降能力的混合動力飛行器取代汽車等交通工具，有效減少公路設施用地需求，解決日趨嚴重的人口問題，對於降低資源消耗、減輕環境污染也將產生重要影響。

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中國有很好的機會，成為新型交通技術的嚐鮮者，在基礎設施方面，成為世界的先行者。 網大為希望，以此能探索出一個生活、出行的新範式。

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不只今天，未來30年，地球滿足人類的交通需求，面臨着巨大的挑戰。 關注解決地球級挑戰，背後的初衷是騰訊新使命願景“科技向善”。在去年WE大會上，網大為介紹了騰訊打造“救命的AI”，探索利用人工智能推進醫療發展。 今年，他將關注點放在了利用人工智能解決地球級挑戰上，即AI for FEW，Food Water and Energy(食物、水和能源)。

網大為説：

我們怎樣迎接2050年前容納100億人在世界上可持續的生活？食物、能源、水至關重要。這些領域又相互勾連，我們在一方面取得進展，就有助於解決其他方面的需求。科技向善，騰訊過去一年應對這些地球級挑戰做出了很多努力。 目前，騰訊已經在這方面有了一些實質性的進展，比如與荷蘭瓦赫寧恩大學一起，嘗試利用人工智能決策種植黃瓜，提高種植水平，未來還會拓展到更多品類，提升農作物產量，並幫助農業從業者合理規劃生產種植。此外，騰訊還探索優化生產和家庭用水、預測水資源供應以及監控水質，預測能源需求、幫助調度能源供應、協調清潔能源生產等。

我們去擁抱、學習、開發、思考新型交通技術，就不會説開飛機是不可能的，而會説是可能的未來。

網大為談到自己探索利用前沿科技應對地球級挑戰的想法，

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我們在生活當中有可能性的時候，就要努力讓它變為可能和現實，每天要為此奮鬥。

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騰訊CXO網大為再談科技向善：中國有望成新型交通技術的先行者

02

Carl June：未來癌症免疫治療費用有望大大降低

Carl June是賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院終身教授，也是 CAR T細胞療法創始人之一。作為一種治療腫瘤的新型精準靶向療法，這一技術目前對血液惡性腫瘤 已取得突破性的療效。June 也因該成就被《時代週刊》評為 2018 年全球最具影響力的 100 人之一。

他在開場介紹了什麼是CAR-T細胞，CAR-T細胞實際上是一個縮寫，即嵌合、抗原、受體、T細胞。T細胞是人們體內的一種細胞，可以針對病毒產生一些反應。B細胞和T細胞可以結合，人體內是有B細胞的，它會產生抗體，從而保護你不受細菌的感染，T細胞會保護人體免受病毒的感染，而CAR-T細胞是B細胞和T細胞的嵌合。

Carl June開始並沒有想到會進行癌症研究。1971年，他去了斯坦福大學，當時正值越南戰爭，後來參加了海軍學院，在1975年的時候又去了醫學院，在海軍的這20年我一直在做艾滋病方面的工作，在海軍這20年的工作對他非常有幫助。1999年去了賓夕法尼亞大學，現在依然在這裏教學，在那裏開始了CAR-T細胞的研究。

因為20年來，June一直從事治療艾滋病和瘧疾的研究，結果發現這對他來講是很幸運的起點，因為他知道了怎麼樣利用艾滋病的病毒，這是CAR-T細胞的一個重要部分。其實，當今對T細胞進行改造的方法之一，就是使用艾滋病病毒進行改造。

CAR-T的流程首先就是取血，在實驗室取血通過HIV的病毒進行改造，就產生了一個經過改造的細胞，然後再進行冷凍，之後再放回病人的身體。

整個過程，稱之為靜脈對靜脈，大概是幾周的流程，第一步也就是從細胞的製造，到最後植入到病人的體內是兩週的時間。

CAR-T細胞在體內可以存活很多年。他舉了個例子，埃米莉在6歲的時候接受了治療，現在她已經14歲了，現在是一個非常健康的孩子，她的體內還是有CAR-T細胞的，她現在能夠過上正常的生活了，所以她是一個活生生的樣本，只要注入一次CAR-T細胞，就可以在人的身體存活終生，它在人體內的半衰期是70年。

June表示，CAR-T細胞治療有一個副作用叫做細胞因子釋放綜合徵（CRS），埃米莉當時有非常嚴重的發燒，也是因為這個原因，當時她身體的體温非常高，在對她進行治療之後，她3天有40多度的體温。其實她沒有感染，是因為癌症細胞被T細胞殺死而導致的副作用。

CAR-T細胞現在已經是一個全球使用的療法了。目前，已經有400多個遍佈全世界的CAR-T臨牀實驗，其中大多數是在中國和美國進行的。

目前，CAR-T細胞非常貴，因為是一對一針對病人專門定製的（量身定製的療法），現在在中國也有很多應用，機器人或者是自動化的生產，而不是使用人的勞動力來降低成本。

還有一個就是被稱為第三方的CAR-T細胞，也就是説不再從病人自己血液當中提取，也許可以找到一個捐贈者就像紅細胞一樣。這樣的話如果我們能夠進行集中的生產，然後供多個病人使用就會降低成本。

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權威癌症免疫學家Carl June分享研究成果

03

Brian Greene：多重宇宙真的存在？

Greene是美國哥倫比亞大學數學及物理學教授，是超弦理論研究的領軍人物。他也是“世界科學節”的聯合創始人之一，著有《宇宙的琴絃》、《宇宙的結構》等全球銷量百萬的科普讀物，曾入圍普利策獎最終評選，被媒體稱為 世界上最擅長解釋深奧思想的人。

Greene一上台就從多重宇宙講起，迅速勾起了大家的好奇。他向大家透露，在過去10年中，科學家們覺得好像我們的宇宙其實只是一個更大、更宏偉、更寬廣的宇宙全景當中的一個，這就是所謂的多重宇宙。

為了講解多重宇宙，他首先給大家講了三個故事，每一個都與“引力”有關。

首先，牛頓在17世紀發現了萬有引力定律，這個簡單的小方程竟然能夠預測日月星辰的運行規律。但牛頓的引力定律只是描述性的，並沒有告訴人們引力是從哪裏來的，是如何在物體之間傳播的。他説：“牛頓沒有告訴我們引力這個“力”到底是怎麼運行的？它怎麼會從一個地方到另外一個地方？到底太陽為什麼在那兒？地球為什麼在這兒？到底引力是如何發揮作用的呢？“

愛因斯坦出場，給了人類全新思考引力的方式。Greene舉例説，假如有一個很有韌性的塑料薄膜，上面滾過一個棒球的話，它會直直的前進，但如果薄膜上有一個更大質量的物體，這個塑料薄膜會彎下去，棒球就不能再直線前進。

Greene告訴大家，這其實和引力的作用特點類似，只不過引力對應的是三維時空的彎曲。

太陽導致其周圍的時空發生彎曲，地球就沿着彎曲的方向運動，同樣地球也會造成其周圍時空的彎曲，月球就沿着地球彎曲的時空運動，這就表現為，地球圍繞太陽轉，月球圍繞地球轉。

愛因斯坦的引力理論雖然看起來瘋狂，但早在1919年通過天文觀測，驗證了這一理論。當時，恰巧發生日全食，兩支天文團隊測量了星光在太陽周圍的偏折情況，與愛因斯坦的廣義相對論符合得很好。

後來，有一位神父，他的名字叫“勒梅特“。雖然他是一個神職人員，但卻擁有麻省理工的博士學位。他把愛因斯坦的引力場方程應用到整個宇宙，然後發現宇宙不可能是靜止和一成不變的，宇宙要麼在膨脹，要麼在縮小，這打破了愛因斯坦認為的宇宙應該是無窮無盡，永遠不變的設想。隨後，天文學家哈勃發現宇宙的確在膨脹。

現在，科學家認為宇宙起源於大爆炸，從一個高度緻密的奇點開始，然後越來越大，温度越來越低，最終成為我們今天看到的宇宙。

雖然從牛頓到愛因斯坦，我們逐漸認識了引力，並解釋了宇宙的運行規律。但是仍然沒有告訴我們，是什麼推動了最初的膨脹？

到70年代末的時候，科學家開始研究愛因斯坦的數學，發現引力有兩種形態：第一，吸引，就像我們司空見慣的那樣，就像我們在地球上有引力，我們不離開地面一樣。第二，整個外太空當中有均勻分佈的能量，它使得有另外一種引力，也就是所謂的反斥引力，它會把我們推出去，能夠推動宇宙不斷膨脹。

Greene給大家展示了宇宙微波背景輻射的圖像，並指出顏色的不同代表温度的差異，宇宙背景輻射的理論值與觀測值符合得非常好，美得就像藝術品。科學家們通過對微波背景輻射圖像分析，指出一次宇宙大爆炸可能用不完所有的能量，剩餘的能量還可以引發下一次大爆炸，如果還有剩餘，又會引起下下一次大爆炸，以此類推。如果是這樣的話，就會形成多重宇宙。

如果想把統治微觀世界的量子力學和統治宏觀世界的引力結合起來，就需要對一種叫“弦”的微觀結構進行認識。這其實是格林要講的第二個故事。

進入到微觀世界，我們就能夠看到物質的最基本形態，大家都知道有電子、夸克這些基本粒子，但這些粒子可能都是由更加微小的“弦”振動產生的。

著名數學家丘成桐是Greene的老師，也影響了他後來的研究內容。Greene發現，微觀世界弦的振動方式由額外維度的幾何形狀決定，如果能夠知道額外維度的具體形狀，就能夠回答電子和夸克的質量為什麼取現在的值。

暗能量是他講的第三個故事。在90年代末有兩個天文學家團隊發現，空間的擴張並沒有越來越慢，而是越來越快，四散奔逃，而且逃的越來越快。這看起來非常奇怪，但目前來看是正確的，並且獲得了諾貝爾物理學獎。

暗能量的本質是什麼呢？當時的想法是即使現在還有這麼一個能量場，就是所謂的暗能量。瀰漫於整個宇宙當中，房間和外面哪兒都有，也就是它們不斷往外推，把我們推到這個宏大的宇宙當中，讓本來就遙遠的星系越來越遠。這個解釋有個問題，我們講到多重宇宙，把這幾個故事都能聯繫起來的一個方式在於我們要知道到底需要多少暗能量，才能夠解釋空間的擴張越來越快，這個數字很詭異，小數點之後竟然有120個零。

在我們的方程當中，數字一般都是1、2的平方等等亂七八糟的形式展現。我們想像普通的數字是那樣，可我們算出來得出這麼一個數字。我們最後一頁的數字是這樣的，那我們能怎麼樣呢？你可以放棄，説這個數字可能不知道從哪兒掉下來的，就是沒法解釋的，就是這樣的理論讓我們大失所望。

當然，還可以通過多重宇宙進行解釋。因為如果每一個宇宙額外維度，根據弦理論形狀不一樣，這樣的形狀會使得物理不一樣。比如説暗能量的值就不一樣，所以我們的想法就是，我們這一個具體的數字就是存在那裏，因為我們有10的500次方個宇宙，所以很容易得出這麼一個數字，最後那個值就會非常小。

多重宇宙的設想能被驗證嗎？Greene説有可能。比如説我們可以看一下大爆炸下的餘熱，如果説有多重宇宙存在的話，這些宇宙會不會相互碰撞，如果説它們會相互碰撞，比如説像我們這個宇宙被碰撞後會有漣漪、波動。微波背景輻射的温度分佈裏面就會有差異，會給我們顯示另外一個宇宙的存在。

縱觀人類歷史，500年前認為地球是宇宙的中心，後來又認為太陽是宇宙的中心，再後來發現太陽只是銀河系眾多星辰中的一顆時，也曾經認為過銀河系就是宇宙的中心，直到後來發現，銀河系竟然也是可觀測宇宙中數千億個星系中的一個，也許這樣的狀況還會繼續出現，可能還會發現，我們的宇宙是眾多宇宙中的一個。

最後，Greene表示，如果幸運的話，在我們有生之年，或許能夠找到多重宇宙的證據。

世界頂尖理論物理學家Brian Greene揭祕暗能量等宇宙奧祕

04

Hod Lipson：擁有自我意識的機器人正在覺醒

Hod Lipson現任哥倫比亞大學創意機器實驗室主任，致力於研發具有自主意識的機器人。

1939年的世界博覽會在紐約舉行，當時展出了一個機器人，它可以走、説話，甚至可以點煙、吸煙。這是機器人要做的事，但是它沒有智能。

現在AI發生了革命性變化，機器看到圖片，可以在一納秒的時間內告訴你這張圖是貓還是狗。這個任務看起來特別微不足道，但是這件事已經讓人工智能的專家糾結了10多年了，而且這樣一個任務能夠使無人駕駛汽車成為可能。

除此之外，機器可以後空翻，可以做一些不可思議的事情，比如參與設計蛋白質、設計天線，可以在油畫布上畫畫，可以創造出非常有趣並具有原創性的作品，甚至還可以感知情緒、偽裝情緒。與此同時，Hod Lipson也提出了一個疑問：我們能不能有那種真的擁有情緒的機器人呢？機器人是否能夠有感覺、意識，是否能夠想到自己，有自我意識？這件事是否會發生？

按照Hod Lipson的設想，自我意識，其實不過是能夠把自己模擬到未來情景當中的能力，也就是説在多大程度上你能夠想象，預測自己在未來會如何感覺，會如何採取行動，有什麼樣的經歷和體驗。

機器可以在模擬中學習，但是人和機器還是不一樣的，所有的這些模擬都是由工程師創造出來的，我們需要先知道需要模擬什麼，這需要花很多的時間，有一些時候我們也不知道模擬哪些事情重要，模擬哪些事情不重要。Hod Lipson總結道：“問題就在於，機器人能否獲得自我模擬的能力，這個似乎就是拼圖的最後一塊了。”

Hod Lipson介紹了其研發的一個機器人，它在試圖自我模擬、自我建模，這個機器人是瞎的，它不能夠看到世界，只能感受到自己，當時它在學習怎麼走路，這是非常簡單的機器人。在一開始它不知道自己是一條蛇，還是一個蜘蛛、樹、胳膊，但是過了一段時間，它可以感受到自己有四條腿，過了4天它開始這樣一個進程，它形成了一種自我認知。

這個自我形象的形成，足夠使它開始學習走路，它不需要在外面的物理世界中學習，這個很貴，而且風險很大。但是，它自己在它的大腦內學會了走路，這是自己在進行這樣的模擬和走路。

Hod Lipson又介紹了一個機械臂。它有幾個電機，但是我們沒有給它任何的信息，就是它到底是什麼、在做什麼 ，但是一開始它四處甩，就好像一個嬰兒躺在牀上。大概過了一天的時間，它的自我形象似乎就產生了，這並不是完美的，但是足夠好，使得它能夠了解到怎麼做一些簡單的任務。

Hod Lipson最後總結道：

我希望有一天我能夠看到智能的物種，或者在所有的宇宙中出現，這一點可能會發生，或許在我有生之年不可能發生，但是我會在地球上看到智能的物種，這個智能的物種將來自於我們當中，我們會建造出來。

機器人專家Hod Lipson揭祕AI如何更像人類

05

Jennifer Jackson：地球長了兩個大腫塊！

Jennifer Jackson是加州理工學院的礦物物理學教授，主要研究方向為地球構造。她與團隊運用“地震層析成像法”對這兩個神祕“腫瘤”做了一次全面檢查。這些研究或有助於揭開地球早期狀態的祕密，引發了地質學界廣泛關注。

Jackso給中國朋友帶來的是有關地球內部的兩個巨大“腫塊”的故事。這是在地心和地幔邊界發現的大腫塊，科學家認為在板塊的運動以及火山的形成中起到了重要的作用。

首先，Jackson帶領大家複習了地球的內部結構，她指出，地心的温度接近太陽的表面，壓強大概是大氣壓的350萬倍。科學家一直都想了解地球內部的結構以及內部與地表之間的關聯。

Jackson告訴大家，其實最早牛頓就研究發現，地球的密度是不均勻的，越靠近地心密度越高。經過三個世紀的發展，科學家才最終摸清了地球的三層結構：地核、地幔和地殼。

我們知道，地震能夠造成巨大的破壞力，但地震波卻能夠幫助地球物理學家研究地球的內部結構，就像給人體做超聲和CT一樣。

特別是70年代之後，因為計算能力的增強，再加上地震波技術的進步，科學家發現有了層析圖像，層析圖像可以對地球內部進行更加全局的成像，而且可以看到地震波在哪些地方速度更快，在哪些地方會更慢。通過對地球內部的成像，發現了地球內部的複雜性，在地幔內部竟然發現有兩個巨大的腫塊。

這兩個腫塊是相互對立的，一個是在太平洋之下，另一個在非洲大陸和大西洋之下，腫塊的大小和月球的直徑相當。大腫塊邊緣還有一些小的腫塊，這些小的腫塊其實也接近珠穆朗瑪峯的高度。大小腫塊並沒有必然的關聯性，在中國和北美之下的區域，就是比較孤立的小腫塊。、

這些腫塊到底是什麼呢？由於這些腫塊深入到地幔之下，密度可能會比周圍的物質高。可能由金屬巖石組成並進行了壓縮，或者可能是玄武巖和其它一些成分的混合。

Jackson告訴大家，他們也會在實驗室進行物質高壓測試，來模擬地球內部的環境。

那麼小的腫塊到底是什麼呢？他們認為可能是方鐵礦或鐵礦石的組成，者可能是導致地震波降速的一個原因。

Jackson表示，她們現在還在研究，到底玄武巖，地球內部以及我們的地表大概70%的組成是否也是對於腫塊形成產生了重要的作用。

目前，大腫塊的來源仍然是一個有爭議的問題，尤其是他們和板塊運動、火山運動的關聯是怎麼樣的。但是現在科學家的共識是，這樣的腫塊確實在塑造地表方面起到了重要的作用，這些都是非常大的腫塊，哪怕是小腫塊也會起到重要的作用。

最後，Jackson還提到了金星，因為金星和地球大小、密度都差不多，但不像地球這樣有板塊運動，它沒有什麼磁場，如果能夠對於內部進行更加高清的成像，同時再加上其他的一些觀測方法，包括地球物理學的觀測方法，就可以對地球之外行星的內部結構進行了解。

地質學家Jennifer揭開地球內部的神祕面紗

06

施路平：人類必須要發展人工通用智能

今年夏天，一輛會自己騎行的自行車刷爆了朋友圈。它不需要真人操縱就能實現自平衡，越過路面的小凸起也不會摔倒，可以輕鬆識別“向左轉”、“直行”、“加速”等語音指令，甚至能夠躲避障礙，跟隨主人的步伐。

這輛自行車之所以能夠如此神奇，就是因為配上了“天機芯”大腦。基於此研究成果的論文《面向通用人工智能的異構天機芯片架構》，登上了8月1日世界權威學術期刊《自然》（Nature）雜誌的封面。這項轟動世界的科學成果背後，是清華大學類腦計算研究中心施路平教授及其團隊的7年潛心研究。

儘管人工智能已經發生了翻天覆地的變化，但施路平認為仍然有缺陷。如果讓一個智能機器人從這裏出去，如果不事先編程它是做不到的，在哪裏、怎麼出去、走門、走窗户，所有的這些都與通用智能有關，所以結論是，我們要發展一個人工通用智能。

經過長期的研究，施路平得出一個結論借鑑腦科學的基本原理，改造現在的計算機系統，發展類腦計算是發展人工通用智能的一個非常重要的部分，因為它是它的計算基石。

在這個過程當中，現在主要是有兩條路線：第一，計算機主導的；第二，腦科學主導的。計算機主導的像機器學習，它在圖象識別、語音理解、自然語言的處理方面，取得了輝煌的成績，但是它的很難處理不確定性的問題等等。

腦科學神經形態計算，發展的也很快，但是由於人不理解腦的機制，極大地阻礙了它的發展，但是兩跳技術路線實際上互補，把兩者結合起來，是目前最好的一種方法，發展類腦科學實際上還有兩條：1、基於計算機，用腦科學的基本原理來改變計算架構；2、我們用一個“類腦”這樣簡單又明瞭的詞涵蓋了這兩個部分。

這個研究實際上你要研究理論芯片、軟件、系統，雲腦到應用。但是，大家總是問一個問題，不理解人腦，憑什麼你能造出類腦計算系統來？我們思考了很久，後來我們得到了答案。

我們的答案是這樣的：計算機是把多維空間的信息轉換成為0、1這樣一維的信息流，用計算來解決問題。CPU的主頻越來越快，換句話説你用的是時間複雜度，你的問題是什麼？你的問題是當你縮維的時候，你的相關性丟失了，這就是人很容易確定一個物體是在真實空間裏還是在鏡子裏，計算機則很難，這個是根本原因。

腦我們不知道它的基本原理，但是我們知道，一個神經元兼一千到一萬個神經元，換句話説我們在這裏把信息擴輸了，把相關性增強了，我們用的是空間複雜度。

另外，我們的腦還用脈衝來編碼，引進了時間的因素，我們還利用了時空複雜度，所以我們是想保持現在的計算機所有的優點，保持時間複雜度，增加一塊類腦芯片，並提出了天機芯片架構，用了3%的代價，實現了既支持人工神經網絡，又支持像腦一樣工作的脈衝神經網絡，而且還支持兩個的異構建模。我們還利用類腦芯片，構建了一個人工通用智能的研究平台。

我們發展類腦計算，支撐人工通用智能，因為它是通用智能，所以它可以賦能各行各業，可以有很多的應用。

清華教授施路平起底“天機芯片”內部構造

07

Tom Baden：3D打印太厲害了

Tom Baden是一位神經科學家，在英國薩塞克斯大學任教授，同時也是第一屆自然科研全球影響力大獎得主。他主要的研究領域就是動物大腦中的神經細胞，以及它們之間的聯繫、如何計算，最後如何影響行為。

Tom Baden連續兩年發表於《自然》雜誌的研究發現，視網膜神經迴路在功能上的多樣性遠高於此前人們的認知，這可能改變眼科診斷和治療的研究基礎。此外，他還使用 3D 打印等新技術設計製造專業實驗設備，並基於開源許可協議公開了自己的設計，這將極大推動神經學研究的進展。

因此在今天的演講中，Tom Baden也着重展示了他如何通過3D打印等前沿工具，來幫助自己進行觀測神經元的活動。

據Tom Baden介紹，有了3D打印機，就可以設計非常精確的機械部件，然後作為想造的這個機器或者設備的一部分，並對它進行測試。Tom Baden表示，機器機械部件的生產越來越容易了，在3D打印機上花的錢還不到1美元，而且相關的材料也非常便宜。

Tom Baden稱，現在已經可以把3D打印的可能性與以消費者為導向的電子產品結合起來，比如創造一個微控制器，它使人能夠與一個電腦聯繫起來，和一個電子產品聯繫起來。“你説我按電腦上一個鍵，燈就亮了，或者是你把它聯繫起來，傳感器就能夠把信號傳遞給某一個器具或者儀器，這樣的一些小大腦，把它們和3D打印產品聯繫起來，這個實際上就真的是在談大生意了。”

“自然科研全球影響力”獲獎者Tom Baden展示3D打印成果

08

Magdalena Skipper：遺傳和進化比我們想象得要複雜

MagdalenaSkipper於 2001年加入《自然》期刊。2018年，Skipper被任命為《自然》新一任總編輯，成為了《自然》創刊150年以來歷史上首位女性總編輯，也是第一位擁有生物學背景的總編輯。

在Skipper演講之前，已經有多位科學家進行了演講，但一直沒提到一位重要的科學家——達爾文。Skipper就從達爾文的《物種起源》講起，

《自然》雜誌非常古老，在其創刊的時候，《物種起源》才剛剛發表10週年。有一個鮮為人知的故事是，當《物種起源》在1859年發表的時候，第一版裏面根本連“進化”這個字都沒有，只有到第六版這個詞才出現。

Skipper告訴大家，自然選擇在當時很不被大家接受，直到後來很長時間才被人接受。很多人都知道，《進化論》起源是達爾文坐了小獵犬號環球航行的時候誕生的。這是一個很不凡的一艘船，在這麼一艘小船當中，達爾文和他的同事花了將近5年的時間航行世界，在他環遊世界的過程當中，他領略了地緣隔離的物種有多麼豐富，從而誕生了他的理論。

Skipper指出，達爾文在專業上有一個悲劇，就是從來沒有見過孟德爾。孟德爾是一個修道士，在他的修道院花園裏做了一些實驗，用當時花園裏的植物做實驗，從中觀察到隱性基因和顯性基因的遺傳規律。

如果説達爾文在專業上的悲劇是沒有見過孟德爾，那麼孟德爾也有一個悲劇，就是沒有見過威廉姆·約翰森。威廉姆·約翰森發現了基因，再之後一位統計學家叫做費希爾，他把統計和遺傳學進行結合，創立了現在我們稱作種羣遺傳學的學科。

當然，最重要的是沃森和克里克發現的DNA的雙螺旋結構，有了DNA的雙螺旋結構，我們就會知道遺傳的分子基礎，就知道遺傳物質是如何進行自我複製的。

然後，我們對於突變開始有了瞭解，如果一代到下一代沒有變化，就沒有進化。如果突變的太多，變化的太多，就不可能爆裂原來經過長期的進化而得到的這些有益的突變和突變組合。我們理解了這一點，我們就可以理解為什麼要進行DNA的修復和重組。

最後，科學家從古生物學當中也找到了一些滅絕物種的記錄，他們現在可以有把握的説，所有的進化現象都可以用符合已知遺傳機制的方式加以解釋，進化是逐漸發生的，也許會有跨越式的發展。

達爾文最想獲得是什麼呢？就是遺傳學。那遺傳學到底是什麼？我們的這些基因當中，並不都是簡單遺傳，什麼叫做簡單遺傳呢？也就是有這麼一個形狀，它由一個基因，也有是一部分的DNA來決定，比如説白化病，白化病的人他的身體或者是皮膚上沒有色素，無法形成色素，都是由於單一基因的變異造成的。

其實，只有很少性狀會由單一的基因來決定，即使是被單一基因所決定，還受到環境等等其它因素的影響。身高、體重，這些都是成千上萬的基因組共同來決定的。當然了，也還是受環境的影響。

Skipper向大家介紹了最近幾年比較熱門的“基因編輯”。基因編輯可以改變一個基因的一個小序列。改變一個基因，可能會造成某一形狀的改變，但其實有時也並不那麼簡單。雖然説有些基因控制單一的形狀，但環境的影響有時是巨大的。

基因編輯可以治療某些疾病，但僅限於改變體細胞，不能用於改變生殖細胞，至少長期來看，人們還很難接受對生殖細胞的改變。

Skipper給大家展示一下什麼叫做複雜遺傳。她舉了一個例子，叫做苯丙酮酸尿症（PKU）——一個基因突變導致代謝路徑阻塞，使得大家沒有辦法進行氨基酸的代謝，這樣的話就無法正常的合成蛋白質。

這是100%的由一個單一的基因導致疾病的例子，可以由環境的變化100%的去進行預防或者治療，只要改變他的飲食就可以，只要不吃這些相關的氨基酸就沒有這個問題。

最後，Skipper又提到表觀遺傳學，它是一個相對新的研究領域，講的是化學修飾作用於基因組上。基因組修飾可能只是影響到一個基因，或者一部分的基因組，但不會影響到整個染色體。

例如，女性有兩個X染色體，男性只有一個X染色體。因此，女性體內的每一個細胞裏面都有一個X染色體要關閉，這個就是通過表觀遺傳機制實現的。

Skipper總結説，拋開進化談生物學是講不通的，拋開遺傳學談進化也是講不通的，其實遺傳學比我們預想得要複雜得多。

《自然》總編輯Skipper解讀人類遺傳規律