科學(xué)家是一個泛稱，廣義上指對真實(shí)自然及未知生命、環(huán)境、現(xiàn)象及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與認(rèn)識、探索、實(shí)踐、定義的專業(yè)類別貢獻(xiàn)者。

　　狹義的定義是指專門從事科學(xué)研究的人士，包括自然科學(xué)家和社會科學(xué)家這兩大類。如被稱之為科學(xué)家的代表人物有英國物理學(xué)家牛頓、波蘭天文學(xué)家哥白尼、居里夫人，美籍科學(xué)家愛因斯坦和中國的農(nóng)學(xué)家袁隆平等。

　　因此在現(xiàn)在的科學(xué)環(huán)境下，對于一個有志于成為科學(xué)家，準(zhǔn)備獻(xiàn)身科學(xué)研究的年輕人來講就必須注意一下三個方面的問題。

　　一，認(rèn)識到科學(xué)的重要性，認(rèn)同科學(xué)是人類生存發(fā)展所必須的。有了這樣的觀念才會熱愛科學(xué)，才會產(chǎn)生獻(xiàn)身科學(xué)的動機(jī)和愿望。

　　二，自覺培養(yǎng)科學(xué)精神，盡可能地系統(tǒng)掌握已有的科學(xué)知識。其實(shí)這是一個科學(xué)家所必不可缺的東西。

　　三，鑒于現(xiàn)在大科學(xué)的特點(diǎn)，如何最在經(jīng)過一番努力之后成為科學(xué)家還需要一定的策略。

　　回想過去，多少曾經(jīng)的科學(xué)幻想如今已成為我們的生活日常。今天的我們，對未來也有著種種的科學(xué)期盼和人文關(guān)懷。小到人體細(xì)胞，大至整個宇宙，玄到意識到起源，編者盤點(diǎn)了20種科技疑問，下面請看20位科學(xué)家的經(jīng)典回答。

　　1. 當(dāng)?shù)厍虻膲勖Y(jié)束，人類能夠繼續(xù)生存么？

　　我認(rèn)為大規(guī)模從地球移民出去的設(shè)想是一個很危險的錯覺。在太陽系中，沒有一個地方能夠比甚至珠峰峰頂或者南極點(diǎn)更為適宜人類。我們必須承認(rèn)這個世界存在這一問題。不過，我推測到下個世紀(jì)，將出現(xiàn)由私有團(tuán)體資助的火星探險生活，之后可能還會拓展在太陽系的其他地方。

　　我們當(dāng)然應(yīng)該預(yù)祝這些先驅(qū)開拓者交上好運(yùn)，要知道他們是依靠著各種機(jī)械技術(shù)和生物科技來適應(yīng)外星環(huán)境。在幾百年后，他們將演變?yōu)樾碌奈锓N：后人類時代即將開啟。超越太陽系的旅行則是后人類的事業(yè)，無論那是否需要他們親力而為。

　　—Martin Rees， British cosmologist and astrophysicist

　　2. 我們什么時候，在哪里能夠找到地外生命？

　　如果在火星上存在著大量微生物的話，我估計在20年內(nèi)將找到類似我們?nèi)祟愋问降纳Ｈ绻赝馍偷厍蛏系奈锓N存在較大差異，那么尋找難度將會較大。當(dāng)然也有可能火星上幸存的微生物比較稀少并且存活位置難以讓我們的機(jī)械探測器抵達(dá)。

　　木星的衛(wèi)星歐羅巴和土星的衛(wèi)星泰坦 （土衛(wèi)六） 也是值得關(guān)注的地方。歐羅巴作為一個水的世界，可能會進(jìn)化出更復(fù)雜的生命形式。泰坦大概是太陽系中可能存在生命的最有趣的地方。那里富含有機(jī)分子，環(huán)境很冷且沒有液態(tài)水。如果存在生命，那么一定和地球上的物種大為不同。

　　—Carol E. Cleland， philosophy professor and co-investigator in the Center for Astrobiology at the University of Colorado Boulder

　　3. 我們能否理解意識的本質(zhì)？

　　很多哲學(xué)家、神秘主義者等等都認(rèn)為我們無法最終理解意識或者主觀思想的本質(zhì)。不過沒有理論可以支持這樣的失敗主義論調(diào)，我們也有很多理由去期待那一天，在不遠(yuǎn)的將來，科學(xué)將成為一種馴化的，量化的，對于意識和其在宇宙中的位置具有預(yù)測性的認(rèn)知能力。

　　—Christof Koch， president and CSO at the Allen Institute for Brain Science; member of the Scientific American Board of Advisers

　　4. 是否會有那么一天，這個世界擁有足夠的醫(yī)療服務(wù)嗎？

　　在過去25年中，全球共同體已在醫(yī)療公平性方面取得了長足的進(jìn)步。不過這些成績還沒有覆蓋到世界上那些最偏遠(yuǎn)的群體。深入熱帶雨林，那里的人們與世隔絕，沒有交通，沒有網(wǎng)絡(luò)，可用的醫(yī)療服務(wù)最少，護(hù)理水平最低，死亡率居全球最高。據(jù)世衛(wèi)組織估計，大概有10億人因為路途遙遠(yuǎn)，一輩子都沒有見過醫(yī)療人員。

　　直接從當(dāng)?shù)厣缛赫心夹l(wèi)生保健人員可以填補(bǔ)這一缺口。他們甚至可以抗擊埃博拉這樣的傳染病，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)不得不關(guān)門的時候保證基本護(hù)理的到位。我所在的機(jī)構(gòu)Last Mile Health利比亞政府合作，在九個行政區(qū)的300個社區(qū)部署了300多名保健人員。但是我們無法單獨(dú)完成這一工作。如果全球共同體對全人類醫(yī)療保障是重視的，那么必須投資從而保證醫(yī)療人員能夠抵達(dá)那些偏遠(yuǎn)地區(qū)。

　　—Raj Panjabi， co-founder and chief executive at Last Mile Health and instructor at Harvard Medical School

　　5.腦科學(xué)能否改變刑法？

　　基本來講，大腦就是一臺體現(xiàn)因果律的機(jī)器。其功能即根據(jù)先行條件，從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€狀態(tài)。刑法與此的關(guān)聯(lián)完全是不存在的。首先，所有的哺乳動物和鳥類都有自我控制的回路，這可以通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)來改變 （做出好的選擇會得到獎賞），特別是在社會環(huán)境下。

　　刑法涉及的是公共安全與福利。即使我們能夠識別那些特殊的回路，比如連環(huán)兒童強(qiáng)奸犯，限制他們的自由，因為他們傾向于再犯。是否我們就可以說，“他有那樣一個大腦不是他的錯，放他回家吧。”這無疑是一種私自執(zhí)法行為。當(dāng)這樣粗暴的審判替代了已經(jīng)扎根多年力求公平的刑法系統(tǒng)，事情會變得很糟糕。

　　—Patricia Churchland， professor of philosophy and neuroscience at the University of California， San Diego

　　6.人類在未來500年生存下去的希望有多大？

　　我想我們生存下去的幾率還是很不錯的。即便重大危機(jī)——比如核戰(zhàn)爭或者氣候變化之后的生態(tài)災(zāi)難——也不至于將我們完全清除。目前的一個威脅是，機(jī)器將超越人類并決定脫離我們而存在下去。面對這個問題，至少我們可以拔掉它們的電源。

　　—Carlton Caves， Distinguished Professor in physics and astronomy at the University of New Mexico

　　7. 我們能否防止一場核浩劫？

　　在911事件后，美國的一大主要策略就是通過加強(qiáng)富鈾富钚地區(qū)的安全，并盡量鏟除恐怖分子來減少核恐怖主義的威脅。一次核恐怖主義襲擊可以奪去10萬人的生命。冷戰(zhàn)結(jié)束后已經(jīng)過去了三十年，然而在美俄的核對抗中仍埋藏著巨大的核浩劫危險。這涉及到上千次的核爆炸，以及無數(shù)生命的當(dāng)即隕滅。

　　就像珍珠港事件，美國如今已經(jīng)表明在假想情況下，其所有核力量有可能被俄羅斯先發(fā)制人的閃電戰(zhàn)一掃而光。我們當(dāng)然不想遭遇這樣一次攻擊，但雙方都保持著洲際和潛艇導(dǎo)彈發(fā)射能力，各有1000枚左右的彈頭處于預(yù)警發(fā)射狀態(tài)。由于導(dǎo)彈的飛行時間只有15到30分鐘，所有關(guān)系到億萬人生命的決策必須在幾分鐘之內(nèi)做出。這就帶來了偶發(fā)核戰(zhàn)爭甚至黑客引起導(dǎo)彈發(fā)射的很大可能性。

　　美國并不需要做出這種威懾姿態(tài)，因為在它那些無法被鎖定目標(biāo)的潛艇上載有800枚彈頭。如果發(fā)生核戰(zhàn)爭，美國和俄羅斯都希望在他們脆弱的陸地導(dǎo)彈系統(tǒng)被摧毀前發(fā)揮其功用。冷戰(zhàn)雖然過去了，但這種末日機(jī)器依然伴隨著我們，一觸即發(fā)。

　　—Frank von Hippel， emeritus professor at the Woodrow Wilson School of Public and International Affairs at Princeton University and co-founder of Princeton’s Program on Science and Global Security

　　8. 人類的性活動是否會衰退？

　　不太會。但通過性行為孕育后代的方式可能會變得不再那么常見。在未來20-40年中，我們將能夠從干細(xì)胞中獲得卵子和精子，這很可能來自雙親的皮膚細(xì)胞。這將允許我們在胚胎植入前對其進(jìn)行基因診斷，或者為那些希望對胚胎進(jìn)行基因編輯的父母提供服務(wù)。

　　—Henry Greely， director of the Center for Law and the Biosciences at Stanford University

　　9. 會否有一天，我們能夠依靠工程學(xué)替換所有人體組織？

　　在1995年，我和Joseph Vacanti曾撰文介紹過人工胰腺技術(shù)，以及塑料材質(zhì)的人工器官和電子器件的發(fā)展，甚至能夠使盲人復(fù)明。如今這些都已不為人所陌生，不是變成了真實(shí)產(chǎn)品，就是進(jìn)入了臨床試驗。在未來幾個世紀(jì)中，很可能任意的人體組織都能夠通過這樣的途徑被替代。培養(yǎng)或創(chuàng)造大腦這樣復(fù)雜而尚未被充分理解的組織將需要大量的研究。然而相關(guān)研究將很快幫助治療腦部疾病，比如帕金森或者阿爾茨海默癥。

　　—Robert Langer， David H. Koch Institute Professor at the Massachusetts Institute of Technology

　　10. 我們能否躲過“第六次大滅絕”？

　　如果我們快速采取行動，這可以被延緩，進(jìn)而停止。物種滅絕的最大原因是棲息地的喪失。這就是為什么我要強(qiáng)調(diào)一個完整的全球保護(hù)區(qū)，包括一半陸地，一半海洋。在這一倡議下，我們還需要去發(fā)現(xiàn)并鑒定那近千萬個尚存且未知的物種。目前，我們只發(fā)現(xiàn)并命名了200萬種。總之，包括生物界在內(nèi)的環(huán)境科學(xué)的延伸，應(yīng)當(dāng)是本世紀(jì)剩余時間中的一個主要科學(xué)目標(biāo)。

　　—Edward O. Wilson， University Research Professor emeritus at Harvard University

　　11. 我們能否養(yǎng)活所有人而不必毀掉地球？

　　可以的。人們應(yīng)該這樣做：減少作物廢料、生活垃圾以及肉類消耗；結(jié)合恰當(dāng)?shù)姆N子技術(shù)和管理實(shí)踐；幫助消費(fèi)者了解發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家農(nóng)民所面臨的挑戰(zhàn)；提高農(nóng)業(yè)研究和發(fā)展的公共資金；從社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境角度重點(diǎn)推進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)。

　　—Pamela Ronald， professor in the Genome Center and the department of plant pathology at the University of California， Davis

　　12. 我們能否在外太空開拓殖民地？

　　這要看“殖民”的定義。如果派機(jī)器人登陸就算的話，那我們已經(jīng)做到了。如果是把地球上的微生物運(yùn)過去，使它們生存甚至發(fā)展下去，那么很遺憾，我們還沒有做到。可能鳳凰號火星探測器和好奇號探測車最為接近，它們都配有熱源，但離維京人那種殖民還差得遠(yuǎn)。

　　如果這意味著人類在其他地方生存一段較長的時間，但不繁衍后代，那么在未來50年內(nèi)很可能會實(shí)現(xiàn)。（雖然有所限制的繁殖活動是可行的） 但是目標(biāo)是建立一個自給自足的環(huán)境，使人類可以在地球的少許幫助下即可無期限地生存下去，那么這種定義下的“殖民”還很遙遠(yuǎn)。我們現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法掌握該如何構(gòu)建封閉式生態(tài)系統(tǒng)，能夠很好地抵御外來有機(jī)體或非生物學(xué)事件 （如“生物圈二號”）。我認(rèn)為這種生態(tài)系統(tǒng)問題所面臨的挑戰(zhàn)比太空殖民擁護(hù)者以為的要難得多。需要解決的技術(shù)難題有很多，另一個問題就是空氣處理。我們還沒有在地球上嘗試過水下殖民。要征服一個甚至沒有大氣層的環(huán)境恐怕要困得的多。

　　—Catharine A. Conley， NASA planetary protection officer

　　13. 我們能找到一個地球的孿生兄弟？

　　我打賭可以。相比于幾十年前，我們發(fā)現(xiàn)的圍繞其他恒星運(yùn)行的行星已經(jīng)多了很多。而且我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在地球上對于生命至關(guān)重要的成分——水——在太空里也比較常見。我想大自然對于很多行星都有所青睞，包括類地行星。我們需要做的就是去尋找它們。

　　—Aki Roberge， research astrophysicist focusing on exoplanets at NASA Goddard Space Flight Center

　　14. 我們能治療阿爾茨海默癥嗎？

　　我不確定是否真會有一個治療方法，不過我非常希望在未來十年中針對阿爾茨海默癥能夠出現(xiàn)一個成功的疾病修飾療法。我們已經(jīng)開始進(jìn)行預(yù)防實(shí)驗，甚至在人們出行臨床癥狀前就進(jìn)行生物干預(yù)。其實(shí)我們不必完全治愈阿爾茨海默癥，我們只需要將老年癡呆表現(xiàn)延緩5到10年就很好。據(jù)估計，如果嚴(yán)重的病癥階段延緩5年，將減少近50%的醫(yī)療保障負(fù)擔(dān)。更重要的是，老年人將能夠在外部環(huán)境安心地離去，而不是在病房中。

　　—Reisa Sperling， professor of neurology at Harvard Medical School and director of the Center for Alzheimer Research and Treatment

　　15. 能否出現(xiàn)可穿戴技術(shù)設(shè)備來探測我們的情緒？

　　情緒涉及到抵達(dá)我們身體各器官的生化和電信號，比如壓力會影響我們的身體和精神健康狀況。可穿戴技術(shù)使我們可以在較長時段內(nèi)對這些信號的模式進(jìn)行量化。

　　在未來十年中，可穿戴設(shè)備將能夠為我們的健康提供個性化天氣預(yù)報：根據(jù)你近期的壓力、睡眠、社交情感活動等判斷，你的健康和快樂概率將提高80%。然而，與天氣預(yù)報不同，智能穿戴設(shè)備還能識別出我們緩解“風(fēng)暴”事件的方法：保持每天9小時以上睡眠，保持當(dāng)前的中低水平壓力，那么在未來4天內(nèi)發(fā)飆的幾率可降低60%。在接下來20年里，可穿戴設(shè)備以及其帶來的分析結(jié)果，將大幅減少我們的精神和神經(jīng)疾病。

　　—Rosalind Picard， founder and director of the Affective Computing research group at the M.I.T. Media Lab

　　16. 我們能否弄清到底什么是暗物質(zhì)？

　　我們是否能確定暗物質(zhì)是什么取決于它到底是什么。有些形式的暗物質(zhì)允許在探測與普通物質(zhì)之間發(fā)生微小的相互作用，這在以往都避開了探測。其他暗物質(zhì)則可能通過其對星系等結(jié)構(gòu)的影響從而被探測到。希望我們能夠從實(shí)驗或觀測中學(xué)到更多東西，但這也不是一定能保證的。

　　—Lisa Randall， Frank B. Baird， Jr.， professor of science in theoretical physics and cosmology at Harvard University

　　17. 我們是否能夠掌控諸如精神分裂或者自卑癥這樣棘手的腦疾病？

　　像精神分裂癥和自閉癥這樣的疾病一直是我們沒有解決的，因為神經(jīng)科學(xué)還沒有找到其結(jié)構(gòu)性問題進(jìn)行修復(fù)。有些人認(rèn)為未來的答案將完全在生物化學(xué)中找到，而非神經(jīng)回路。有些人則認(rèn)為神經(jīng)科學(xué)家應(yīng)該從整體大腦構(gòu)造入手，而不是特定的神經(jīng)障礙。當(dāng)我暢想未來的時候，總會想起諾貝爾獎獲得者Charles Townes的名言：一個新理念的精彩之處就在于你不知道它會是什么。

　　—Michael Gazzaniga， director of the SAGE Center for the Study of the Mind at the University of California， Santa Barbara

　　18. 隨著技術(shù)的發(fā)展，藥物研發(fā)能否不再需要動物實(shí)驗？

　　如果器官芯片能夠在世界各個獨(dú)立實(shí)驗室中展現(xiàn)出良好的技能，替代復(fù)雜的人體器官生理學(xué)，解決病理表現(xiàn)，那么正如以前概念驗證研究指出的那樣，這將能夠逐步替代動物模式，最終大幅減少動物實(shí)驗的需要。重要的是，這些設(shè)備將為藥物研發(fā)開啟新途徑，而這在今天的動物模式中是無法實(shí)現(xiàn)的。比如個性化醫(yī)藥，以及來自特殊雙親細(xì)胞制造的芯片中特定基因亞群的醫(yī)療研發(fā)。

　　—Donald E. Ingber， founding director， Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University

　　19. 在科學(xué)領(lǐng)域能否實(shí)現(xiàn)性別平等？

　　性別平等可以實(shí)現(xiàn)，但我們不能只是坐等它自行發(fā)生。我們需要招募更多的女性到科研和技術(shù)領(lǐng)域中來，從而“拉平數(shù)字”。我們應(yīng)該讓機(jī)構(gòu)執(zhí)行“雙職工”策略，推進(jìn)家庭友好仿真，幫助領(lǐng)導(dǎo)人開拓新視野。最為重要的是，我們需要利用關(guān)于不同性別發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新能力的分析來完善這方面的認(rèn)知。

　　—Londa Schiebinger， John L. Hinds Professor of History of Science at Stanford University

　　20. 人類是否有一天能夠提前幾天或幾小時預(yù)測像地震這樣的自然災(zāi)害？

　　有些自然災(zāi)害較其他更容易預(yù)測。颶風(fēng)需要幾天才會到來，火山需要積聚幾天或者幾小時才會噴發(fā)，龍卷風(fēng)則僅需要幾分鐘就能席卷而來。地震可能是最大的挑戰(zhàn)了。通過對地震本質(zhì)的了解我們知道，提前幾天預(yù)測地震大概是不可能的。不過我們可以在地震來襲前幾秒甚至幾分鐘預(yù)測將遭受破壞的地區(qū)。這不足以讓我們離開城市，但能夠讓我們尋找一個安全之所。

　　—Richard M. Allen， director， Berkeley Seismological Laboratory， University of California， Berkeley