请问赛先生|玛西娅·麦克纳特：未来科学强调跨界

       

        在担任美国《科学》杂志主编之前，玛西娅·麦克纳特曾任美国地质调查局局长，她也是个著名的地球物理学家。当被问到会如何预测未来的科技发展时，玛西娅·麦克纳特幽默地说，如果可以预测，读者就没有订阅《科学》的动力了！

        不过，玛西娅·麦克纳特提到生命科学、医疗、物理学领域目前都出现了一些重要的突破，比如，可以解释为什么我们需要睡眠，比如，丙型肝炎的治愈率得以大幅提升，比如，制造了新型太阳能电池。

        身为一个地球物理学家，玛西娅·麦克纳特习惯从大视角思考问题，她认为未来科研会更加趋向国际化，我们也面临着一些全球问题如温室气体，解决之道需要跨国家的合作，我们需要科学研究帮助我们清除二氧化碳进入一个节省成本能源的方式，并学习适应气候转变。她也直言，人才是科技转换应用的最佳载体，而获利则是推动其发展的最佳诱因。

生命科学和物理科学领域的突破

        澎湃新闻：《科学》杂志涵盖了在生命科学、物理科学以及社会科学如经济学等领域重要且创新的发现。在科学领域，你认为我们在不远的未来会看到哪些突破呢?

        玛西娅·麦克纳特：我觉得科学精彩绝伦令人惊叹之处即真正的突破是完全无法预测的。如果我们可以预测，那么读者都会没有订阅《科学》的动力了！

        生命科学领域一些有巨大影响的最新进展包括：基因编辑的CRISPR-Cas方法，以及这个发现：仅仅需要注入生长分化因子11（growth differentiation factor 11）就可以扭转肌肉、神经系统和大脑的衰老。还有我们为什么需要睡觉的这个解释。

        在医疗科学方面，丙型肝炎（Hepatitis C）治疗方法的进步使得治愈率从1980年刚出现时的低于5%已经上升到2014年的高于95%，这完全具有革命性。

        澎湃新闻：那么物理科学呢，又会有哪些突破？

        玛西娅·麦克纳特： 物理科学领域的突破不比生命科学领域好预测。科学和工程学的区别是，工程师知道他们会得到的成果，如果他们意图造一座桥，结果发现造成了一座水坝，这就是个大问题。

        然而，对于科学家而言，他们开始只知道自己从一个特定的方向探究一个自然现象，在探究的过程中，发现的迹象可能会引导他们到一个全新更有成效的方向。而且研究可能最后结束在开始这项研究时从未预想到的阶段，得出一个研究开始时没有预测到的令人惊叹的突破。

        举个例子，最近物理科学领域的一项突破，就是钙钛矿型太阳能电池（perovskite-based solar cells）在近五年的快速发展证明其有效性已经超过传统以矽晶为基础的太阳能(Si-based photovoltaics)，而且更容易制造。

        另一个例子是通过DNA折纸术（DNA origami）来建立模型制造无机纳米（inorganic nanoparticles），通过量子自旋（quantum spintronics）来控制量子计算（quantum computing）、谷自由度（valleytronics），从而减少电子器件的能源消耗。还有很多受生物启发的机器人（biologically inspired robots）的例子. 如你所见，生命科学和物理科学之间的差异性也正变得无意义。

对未来科学发展趋势的预判

        澎湃新闻：我很好奇作为一个地理学家，你会以怎样的视角看未来科学发展的趋势？ 能和我们分享下么？

        玛西娅·麦克纳特：我不太确定我是地理学家的背景是否会让我在看待全球科学发展这个议题上有些许不同。但是，地理学家的确倾向于从大视角出发，因为他们主要思考包含很大空间尺度的问题。而且，在寻求解决方案时，地理学家需要综合诸多学科比如地质学、物理学、数学、化学甚至是生物学。

        因此，基于这样的思维背景，我会说在我眼里世界科学发展的趋势主要有这些：第一，会更少强调个人的成就，而更强调跨实验室、跨学科、跨国家的合作；第二，更着重研究过程的透明以及研究结果的可再现性；第三，数据和发布的成果也会更加“公开”。

        澎湃新闻: 气候和环境变化会在未来经济发展中扮演怎样的角色？ 它们会如何影响我们的科学研究和经济？

        玛西娅·麦克纳特：这个社会在减少温室气体排放方面已经延误太久，科学家们之前警告温室气体的积累可能会扰乱地球的气象系统到一个危险的水平。当我们在努力加速将我们的能源基础设施转换成非二氧化碳选择,我们需要科学研究帮助我们清除二氧化碳进入一个节省成本能源的方式，并学习适应气候转变。

英美德三国科学家的论文通过率最高

        澎湃新闻：你眼中，哪些国家在创新科学研究方面很强大？ 我们能从这些国家学习到哪些关键经验？怎样的制度会支持鼓励创新科技的发展？

        玛西娅·麦克纳特：《科学》杂志总是寻求创新的科学研究。去衡量一个国家在产出创新性科学研究方面是否强大，可能的途径之一是看哪些国家提交给《科学》杂志的论文的通过率要高于平均水准（平均通过率6%）。

        基于过去三年的数据，从论文作者国籍看，高于平均通过率的国家有美国、英国、德国，当然很多论文的作者名单非常国际化。

人才是科技转换应用的最佳载体

        澎湃新闻：在科学研究的应用上，政府部门可以做些什么来促进其发展？你有建议么？

        玛西娅·麦克纳特：政府政策和政府性的制度能够促进从科学研究到应用的转变。比如，美国的许多大型政府实验室在帮助搭建好想法和具商业可行性产品的桥梁方面很有帮助。

        我最近参加了在德国举行的一个叫做“墙倒” （Falling Walls）的国际会议，这个会议就讨论了你提到的这个话题。有几条被认为是促进创新、推动从实验室到实际应用的关键。最重要的是类似于美国《拜杜法案》（the Bayh-Dole Act）这样鼓励高校将科学发明商业化的法案，允许高校从政府支持的研究项目中获利，让私人部门朝气蓬勃的研究，企业招募大批受过高等教育的科学和工程学毕业生。最终，人才是科技转换应用的最佳载体，而获利则是推动其发展的最佳诱因。

给女科学家提供支持的环境

        澎湃新闻：在科学领域似乎也是男性主导，你如何看待女性在未来科学发展中的作用，尤其是发展中国家的女性科学家？

        玛西娅·麦克纳特：科学“由男性主导”这种现象似乎取决于你从哪里看。当我是美国地质调查局（United States Geological Survey）的负责人时，这个机构的领导层曾经并且仍然是“女性主导”。当美国地质调查局拜访其他地质调查局时，我们很惊讶地发现美国的代表基本上都是女性，而其他国家的代表基本上都是男性。如果你转转《科学》杂志的办公室，你会得到女性主导科学的印象。

        很明显许多机构和领域在实现性别平等方面，以及给女性提供成长环境方面做得越来越好。通往成功最基本的要素是首先消除歧视——明显的或者不明显的，歧视影响女性追求科学事业。其次，还有给女性提供支持的环境，采用家庭友好政策比如工作时间的灵活，使用病假照顾生病的孩子等等。这些机构能从积极招募最好的女性科学家中获益很多。

中国提交论文的质量在提高

        澎湃新闻：在未来，哪些国家可能有机会从科技发展中脱颖而出？在发展中国家里又有哪些有潜力看到科技的较大发展？

        玛西娅·麦克纳特：这个问题并不属于我从事的分析，但是，如果我尝试去预测哪些国家可能会在未来科学发展中表现出色，我会选择那些有一流教育系统，有工业、政府和学院的渠道保证科学家、工程学家有一个光明的就业前途的国家。我会选择那些同时投资于基础研究发展，并且有支持企业投资研发的政策的国家。

        澎湃新闻：你会如何评估上海科学发展的状态？

        玛西娅·麦克纳特：我想我尚且不够格去评判一个城市的所有科学发展。我只能说，在过去几年，我们从中国收到的文稿质量一直在提高，去年，从中国收到的文稿提交数量增加了一倍，我们接受的论文数量增加了四倍，因此，我们不仅收到更多的论文，论文的质量也更高。

        澎湃新闻：上海在全球科技发展浪潮中会有哪些机遇和挑战？

        玛西娅·麦克纳特：这个我很难说，我上次去上海已经是20多年前，我知道上海发生了很大的改变。我最近和珍妮特·伯尔曼（Janet Perlman）博士交流，开始对如上海这样的特大城市面临的挑战很感兴趣。未来，这个星球会有更多人口居住在特大城市，我们应该如何将特大城市转变为提供适宜空间给聚集人口居住、工作、玩耍，而不受水污染、空气污染、交通阻塞和垃圾成堆这些影响？怎样才能让这些特大城市更加自给自足？这些都是我们面临的挑战。