主编：赵路编辑：张双虎校对：王心怡E-mail：lzhao＠ 国际 2015年11月4日星期三Tel：（010）625806173 走进“大学堂” 永远别在原地踏步 ———专访诺贝尔化学奖得主马丁·卡普拉斯 科学线人 全球科技政策新闻与解析 欧盟人脑计划获三年研究经费 姻本报记者冯丽妃 “我喜欢三件事情：化学、摄影和烹饪。
”日前在北京大学化学院一间会谈室里，85岁的马丁·卡普拉斯在接受《中国科学报》记者采访时说。
2013年，卡普拉斯和迈克尔·莱维特、亚利耶·瓦谢尔一起获得当年的诺贝尔化学奖。
他们的获奖原因是把“化学反应搬进网络空间”。
兴趣使然，上世纪70年代，卡普拉斯曾“深入”法国、日本等地的多家著名餐厅，和主厨一起烹饪美食。
也许是因为职业关系，他烹饪食物时似乎也会从“化学”角度看问题。
以最简单食品鸡蛋为例，“蛋清和蛋黄是由不同的蛋白质组成的，让它们拥有不同的味道和口感，取决于烹饪时采用的温度。
”卡普拉斯说，“中国的皮蛋也使鸡蛋的蛋白发生了不同的变化，味道我也很喜欢。
” 既然谈美食也离不开化学，那就让我们一起进入卡普拉斯和他的化学世界吧。
把计算机变成新“试管” 人们周围的世界由原子组成，而这些原子又构成了分子。
在化学反应中，原子会改变连接位置，形成新的分子。
然而由于这一过程在微观层面进行，许多反应的发生仅有几微秒，用传统实验手段描述其反应过程的每个步骤几乎不可能实现。
为了准确预测化学反应可能在哪个位点出现，就需要利用基于量子力学的高级运算。
而该分子的其他部分则可以利用复杂度稍低的经典力学运算方式。
卡普拉斯等人正是因为在上世纪70年代成功研发了把量子力学和经典力学相结合，并用计算机模拟化学反应的过程，使计算机成为化学反应的新“试管”。
“计算机能够很快地尝试不同的事情，它们做这些时并不需要思考。
”卡普拉斯举例说，“就像玩象棋，计算机可以提前预测到接下来的10~20步，使你成为很好的棋手。
”在实验中也是这样，计算机可以帮你很快地处理好极其复杂的运算步骤。
既然如此，那么以硅为基础的“电脑”能否超越以碳为基础的人脑呢？对此，卡普拉斯的答案是否定的。
“一些人在谈论机器人时认为，它们可能变成科幻小说中的独立力量。
”卡普拉斯说，尽管计算机的运算能力很强，而且现在人工智能也在迅速发展，但是它们没有任何意识。
人的大脑中有真正的神经细胞，可以产生意识。
而计算机没有这样的细胞，因此只能够模仿这种意识，而不能创造它们。
在卡普拉斯看来，解决科学问题时，直觉非常重要。
这也是他从导师和另一位诺奖得主莱纳斯·鲍林（量子化学和结构生物学的先驱者之一）那里学到的。
“一些理论或是想法在无 马丁·卡普拉斯是美国国家科学院院士、美国艺术科学院院士、荷兰科学院外籍院士和英国伦敦皇家学会外籍院士。
他于1966年开始在哈佛大学担任教授，并一直从事研究工作至今。
图片来源：北大国际部供图 意识中突然出现或是推理获得，这就是直觉。
可能到目前为止，这是人脑和电脑之间的唯一区别。
”他说，人脑有数不清的回路，而电脑则没有。
“你可能会说我有些保守或是落后，但我觉得这不会发生。
”他补充说。
理论化学家回归生物学 “如果没有我的家人，我的人生将空无一物，即便是在科学上获得了成功。
”在自传《天花板上的菠菜：理论化学家回归生物学》中，卡普拉斯如是写道。
卡普拉斯的童年时代是在奥地利维也纳一个叫作格林津的乡下度过的，那里是一个以盛产优质红酒而闻名的地方。
然而，1938年，因为德国侵占奥地利，他以难民身份逃亡到美国。
“这种经历对我的世界观和科学道路产生了重要影响：它让我认识到，应该停止在已经熟悉的领域原地踏步，还让我把注意力集中在不同的研究领域，提出新问题，学习新事物。
”卡普拉斯说。
卡普拉斯感恩于出生在一个时刻奋发上进的家庭中。
在到达美国的第一个夏季，他们一家人原来舒适悠闲的生活被抛在身后，一时经济困顿。
他的父母因此一边在有钱人家做帮工维持生活，一边接受再教育。
“我的父亲在温特沃斯学院学习机械，母亲在西蒙斯学院学习家庭经济。
”他说，后来他的父亲进了一家飞机泵工厂做质检员，并在那里一直工作了20多年 后曾执教于伊利诺伊大学、哥伦比亚大学，最后又回到哈佛。
其间他曾进行过核磁共振谱学、化学反应动力学、量子化学、分子动力学计算模拟等领域的研究，提出了有关耦合常数和二面角之间关系的卡普拉斯方程。
“我到不同的大学，是因为我觉得陌生环境中的新同事可以让我在研究上保持创造性。
”他如是说。
而且他也把这种想法融入到了职业发展规划中，即每5年转一次学校，这样可以让他保持对工作的激情，“这样我才能去研究新事物，让我的精神和思想保持年轻”。
加强科学教育 直到退休；而他的母亲毕业后也在一家医院里找到了一份营养师的工作。
“但她还在接受继续教育，直到65岁时拿到硕士学位。
” 也正是家庭的影响让卡普拉斯萌发了对科学的兴趣，他从父亲那里收到的第一个与自然科学相关的礼物是显微镜。
“一开始，我觉得很沮丧，它不会发出声音，没有任何气味。
但是很快我就从沼泽、路边的下水道和其他地方发现了各种微生物，因此越来越喜爱这个礼物。
”他说，“这么多年来，它一直位于我的个人珍藏品之列。
所以，我对自然科学的兴趣可以说是萌芽于父亲的培养和母亲的鼓励。
” 正是在这样的家庭环境熏陶下，1947年，17岁的卡普拉斯如愿以偿地进入了哈佛大学。
经过一年的学习，他放弃了做医生的初衷，最终注册了化学和物理学课程，这是当时哈佛大学独有的一个项目，学生们可以深度地接触不同背景的学科。
“哈佛大学研究生毕业后，我决定去西海岸读书，但是却产生了一个困扰：是去加州大学伯克利分校继续读化学，还是到加州大学读生物学。
” 经过美国理论物理学家、首批原子弹主要技术负责人罗伯特·奥本海默的推荐，他最终选择了生物学。
因为奥本海默告诉他那里是“一片黑暗中的一线光亮”。
正是在那里，卡普拉斯遇到了他的良师益友、两度获得诺奖的鲍林。
“我的导师鲍林对我的科学研究产生了非常大的影响。
”他说。
此后，在英国牛津大学博士后出站后，他先 现在，已是耄耋之年的卡普拉斯仍坚持着他的三个爱好。
“现在，我们的孩子都长大了，如果没有会议或报告，我和妻子，还有我们聪明的狗Bib过着很平静的生活。
”卡普拉斯说“，早上起来我会为妻子做早餐，锻炼完身体后就在家工作，想一些新的理论，写一写论文。
”卡普拉斯表示，目前他在进行蛋白折叠方面的研究，追踪蛋白折叠的轨迹。
“过去十多年来，蛋白折叠的机制在原理上已经基本解决了，但是从氨基酸序列预测蛋白质的结构发展仍然是热点研究领域。
” 尽管当前美国在许多科研领域已经遥遥领先，但卡普勒斯认为，现在对从事科学研究感兴趣的青年人正在减少，其中一个原因与美国对教师行业的看法有关。
他说：“在美国，很多人说，‘如果你做不了其他的事，那就当老师吧’，而且教师的工资也不高，这说明对教师不够尊重。
”所以现在很多美国科学家在呼吁加强STEM（科学、技术、工程和数学）领域的教育。
同时，他表示，生物学尤其是生命科学研究是非常复杂的领域，因此需要国际合作，共同创新。
以人类大脑为例，现在各国脑计划、脑工程研究项目迭起，他举例说，美国有团队正在尝试通过基因工程制作出大脑透明的斑马鱼。
“这样就可以利用活体斑马鱼观察大脑中究竟在发生什么，以及当大脑处于不同兴奋状态时，神经细胞如何回应。
”他说。
现在，美国、欧洲已经启动了脑研究，中国也在酝酿，这说明所有国家都意识到这个问题的迫切性。
未来脑研究项目收集的数据会越来越多，将汇成人们今天所说的大数据集。
“多亏有了这些大脑计划，未来我们将有希望治疗诸如阿尔茨海默氏症等疾病，比如医生可以准确指出是哪里发生了错误，从而治愈或是减缓这些疾病的发展进程。
”卡普拉斯说。
卡普拉斯近日还入选了2014年度中国科学院“爱因斯坦讲席教授”计划。
日前，他还与中科院网络中心签订了合作协议。
“这是一个极好的机遇。
我们可以在这里开展很多合作交流，尤其是在不同专业的年轻人之间。
”卡普拉斯指出，让年轻人有机会从事原始创新工作与独立工作非常重要。
耗资10亿欧元，为期10年的欧盟人类脑计划将聚焦神经科学和计算机科学交叉研究。
图片来源：KiyoshiTakahaseSegundo 经历过一波三折的欧洲人脑计划（HBP）近 日获得欧盟委员会认可，可以获得至少延续至 2019年的经费支持，但是一些科学家仍不确定是 否要加入这一大规模工程，因为该工程自两年前 启动以来一直备受争议。
10月30日，欧盟委员会签署了一项协议，最 终正式同意在经历了30个月的缓冲期之后，从 2016年4月开始资助HBP项目。
该协议还启动 了一项改变该项目法人地位的程序，从而可以把 责任分摊给很多不同的参与机构。
该委员会希望，这项协议将会恢复HBP项目 的自信，该项目旨在通过信息和计算机技术，尤其 是通过计算机模拟技术更好地理解人脑。
去年，上 千名科学家曾联合签名，称该项目存在管理失当 问题，并且已经偏离了科学轨道；他们表示如果这 些担忧被忽视，那么将反对该项目。
自那时起，HBP
一直根据一个调解委员会的 建议进行彻底改革。
它解散了原来的3人执行委 员会，此前该委员会曾掌握着绝大多数管理权。
该 计划还承诺将包括认知神经科学，并且拿出890 万欧元的经费用于开放性的科学竞争项目，而此 前这些经费全被划拨给了内部的项目执行人，此 外该项目在今年9月份还从体系内选出了4项主 要工程，并由欧洲不同的团队提出了认知神经科 学研究项目。
对于那些在过去两年的摩擦中已经变得伤痕 累累的科学家来说，HBP仍然需要向他们证明该 项目值得信任。
因为参与该项目试行阶段的一些 神经学家已经不打算继续参加该项目下一阶段的 研究，而是决定先静观其变。
“调解报告是非常重 要的一步，但是目前要评估其影响仍然为时过 早。
”法国国家科学研究中心神经学、信息学及其 复杂性研究组的
（CNRS）YvesFr佴gnac说，“我们 对该项目现在仍持怀疑态度。
” （红枫） 美人工智能研究所推出免费科学搜索引擎 效果不佳意义重大 不完美的抗疟疫苗 近日，世界卫生组织（WHO）一个顾问团在瑞士日内瓦表示，全球首支对抗疟疾的疫苗应当在非洲有限的试点示范中得到推广。
这些示范———涉及多达100万名儿童———是必要的，因为该疫苗在对抗疟疾上是无效的，除非儿童在18个月内分4次接受注射。
而且，即便到那时，疫苗也只能提供一定程度的保护。
“如果无法让儿童接受4剂量的疫苗注射，我们就不会使用它。
”美国北卡罗来纳州维克森林大学医学院儿科传染性疾病专家、WHO免疫战略咨询专家组（SAGE）组长JonAbramson在新闻发布会上表示。
推荐开展疫苗试点的决定———WHO总干事有望在本月正式批准———是在总部位于英国伦敦的制药公司葛兰素史克（GSK）以及包括比尔和梅琳达·盖茨基金会在内的其他援助者历经了28年研发后到来的。
它们在药物研制上共花费5.65亿美元。
不完美的结果 这种名为RTS,S的疫苗不完美之处众所周知：在1.5万余名儿童中开展的试验发现，一系列4剂量注射仅使青少年儿童和婴儿的疟疾发病数分别减少了36%和26%。
这些儿童在撒哈拉以南非洲的7个国家被追踪随访了4年。
不过，即便是这种不太理想的效果也意义重大，因为疟疾每年导致近50万人死亡，其中大多数是生活在撒哈拉以南非洲的儿童。
而其他候选疫苗正处于研发的非常早期阶段。
“我认为，他们继续推进试点的原因在于目前没有其他可利用的疫苗。
”牛津大学疫苗研究专家AdrianHill表示。
上述顾问团建议在疟疾中等到高发病率地区开展一系列的3～5个试点示范，这共涉及100万名儿童。
这些示范将揭示父母是否会把孩子带回来接受全部4剂量疫苗注射。
Abramson介绍说，没有最后一剂注射，RTS,S不会再提供 虽然这种疫苗令人振奋，但“我担心，WHO的批准会被曲解，导致决策者将资源从其他疟疾防控措施中分流”。
GSK表示，每个剂量的费用在1～10美元，以覆盖公司的生产支出，同时将5%的回报重新投资于针对疟疾或发展中国家其他常见疾病的新疫苗研发。
不过，在剂量费用之外，还需要将疫苗提供给儿童和传播信息方面的资助。
“一个挑战是要确保母亲们明白她们的孩子即便注射了疫苗，也可能患上疟疾。
因此，这意味着她们的孩子必须继续在蚊帐中睡觉。
”乌干达疟疾联盟研发主管JamesTibenderana表示，同样重要的还有父母们知道孩子发烧时仍须接受疟疾检测。
匹配度不佳 一名儿童在接受疟疾疫苗注射。
图片来源：KarelPrinsloo/AP/PressAssociationImages 对抗疟疾的更多保护。
这些试点还将研究同疫苗相关的安全问 题，比如患上脑膜炎的可能性。
“试点是必要的，以确保此前的资助没有被浪费。
”Abramson表示，“如果这种疫苗没有效果却被广泛使用，我们将花费好多本能得到更好利用的钱。
” 示范将在2016年开始，并有望持续3～5年。
随着数据涌入，SAGE将评审它的状况：是否推荐更广泛使用这种疫苗的最终决定将在此期间作出。
资源危机 即便WHO最终确实推荐这种疫苗的广泛使用，疫苗的摄取率如何仍不得而知。
尽管非洲疟疾防控官员欢迎RTS,
S，但他们表示，将需要更多资助部署这种疫苗。
利用诸如经杀虫剂处理过的蚊帐、青蒿素联合疗法等措施预防和治疗疟疾的预算早已捉襟见肘。
加州大学旧金山分校疟疾研究人员PhilipRosenthal在WHO的声明作出前向媒体表示， 10月21日发表的一项研究显示，这种疫苗在临床试验中表现不佳，部分是因为它模仿了一种在非洲并不常见的疟原虫———恶性疟原虫。
该疫苗一部分是由在这种寄生虫表面发现的环子孢子（CS）蛋白片段组成的。
接受RTS,S（以Mosquirix的名字出售）免疫接种的人，会逐渐积累一些对疟疾的免疫力。
然而，不同寄生虫拥有略微不同的CS蛋白。
研究显示，在感染试验约5000名儿童的寄生虫中，同RTS,S疫苗CS蛋白序列相匹配的不到10%。
主导此项研究的哈佛陈曾熙公共卫生学院传染性疾病专家DyannWirth介绍说，如果该疫苗能被重新改造，将少量的若干表面蛋白包括进来会更加有效。
不过，在非营利性卫生机构PATH监管疫苗研发的DavidKaslow表示，这种重新研发需要数年时间，尽管一些研究人员已在讨论可能性。
“改进疫苗，使其同一个地区流行的病毒株相匹配不是小事，但这并非不可能。
”（宗华） 艾伦人工智能研究所首席执行官OrenEtzioni图片来源：BrettHartman 使用谷歌学术搜索引擎、PubMed医学文献搜索引擎时，科学家可能已经觉察到，日益增长的科学文献资源让文献检索变得越来越烦琐。
11月2日，位于美国华盛顿州西雅图市的非营利机构艾伦人工智能研究所（AI2）揭开了一个新搜索引擎的面纱，它可以向用户提供别具一格的服务：理解论文的内容。
“我们在尝试更深入地浏览文件，同时使浏览速度更快、内容更简洁、有用。
”AI2首席执行官OrenEtzioni说。
这项免费产品的名字是SemanticScholar（意为语义学者），目前仅限于搜索计算机科学领域的300万条开放获取文献。
但AI2团队计划一年内把搜索内容扩展到多个学科领域，Etzioni说。
他的团队得到了充沛的资金支持，AI2由微软共同创始人保罗·艾伦成立并予以资助，从2013年起至今，艾伦已经向该所提供了超过2000万美元的资助。
目前，全球免费学术搜索引擎寥寥无几。
而谷歌学术是其中最大的搜索引擎，据推测它包含了1亿条甚至更多的学术文献资料，但是该系统仍存在问题。
“从任何人的衡量标准来看，大量文献并非都是学术文献。
”夏威夷大学信息学家P佴terJacs佼说。
而语义学者则提供了一些创新性特征，包括从文本中挑选出最重要的关键词和短语，而且不需要依赖作者或出版商键入这些关键词。
“对于智能系统来说，做到这一点非常困难。
”Etzioni说。
该引擎利用类似的“机器阅读”技术决定哪些文章概述了哪个话题。
该系统还可以辨别一篇文章引用的哪个参考资料确实具有重要参考价值，而不仅仅只是作为背景或进行对比来引用。
“这是一个非常棒的特征。
”西班牙马德里一家名叫“专家系统”的软件公司的搜索引擎专家JoseManuelGomez-Perez说。
此外，语义学者还可以从文章中提取数据并呈现在搜索结果中。
（鲁捷）