2015年，我们取得了一项重大突破：完成基因组测序的人口数量达到100万人。除此之外，基于基因组测序技术的进展，预计到2025年，将会有10亿人完成基因组测序。虽然这一目标看起来有些难以实现，但鉴于基因读取技术取得的创新已经超越了摩尔定律，实现的可能性很大。我们面临的挑战不在于收集几十亿人的基因组序列，而在于如何理解组成人类基因组的60亿个字母的作用。
人类基因组中约98.5%的部分并不是由基因组成的，因此不能直接编码蛋白质。不过，基因组中大部分这种非编码的部分以某种方式影响着基因如何发挥作用。基因相对容易理解，但非编码部分则要复杂得多。
因此，基因组学的最大突破（也是《科学》杂志评选的“2015年年度突破”）是采用CRISPR技术对基因进行编辑。这项技术的准确率和效率都非常高。实际上，我们已经掌握基因编辑技术好几年了，包括锌指核酸酶（zinc-finger nucleases）和类转录激活因子效应物核酸酶（transcription activator-like effector nucleases，TALENS）等技术，但这些技术操作起来比较复杂，而且对细胞的编辑成功率也不高。精确度的问题还包括避免在基因组的非目标部分产生非必要的DNA突变，即所谓的脱靶效应。如果采用CRISPR技术，所有的一切都将迎刃而解。
有很多基因编辑临床实验正在进行中，还有很多即将进行。若想证明这种技术对于治疗某种疾病的效果，则非常具有挑战性，这些疾病包括镰状细胞病、地中海贫血、血友病、艾滋病以及其他一些非常罕见的代谢性疾病。基因编辑技术（由类转录激活因子效应物核酸酶）挽救的第一个生命是一名小女孩，她得了白血病，当时尝试了所有的治疗方法，但都没有效果，直到将她的T细胞基因组进行编辑后，才有了效果。乔治·丘奇（George Church）和哈佛大学的同事成功地对猪的基因组的62个基因进行了编辑，从而让猪具有了免疫惰性。通过基因编辑技术，我们可以将动物的器官移植到人体内，使异种器官移植这项技术重焕生机。一些生物科技公司和制药公司与基因编辑初创企业展开合作，以加快临床项目的推进。
基因编辑技术，尤其是CRISPR技术的最大贡献是，大幅度提升了功能基因组学的发展进程。实际上，对于这个领域来说，不了解DNA字母的生物意义是最大的知识短板。科学家已经发现了许多有趣的不同DNA序列，但都被不确定性蒙上了阴影。对于确定具有未知作用的变体，其功能效果的研究进展缓慢，原因在于我们对于基因组学的理解太多来源于人口研究，而不是更改DNA字母（与原有基因组比较）致使的生物属性和潜在功能的变化。
最近，我们已经可以通过系统地删除基因来发现哪些基因对生命是必需的。最终发现，在接近19 000个人类基因中，仅有1 600（8%）个基因是真正必需的。而且，所有导致癌症的已知基因都可以进行编辑，实际上，科学家已经对此展开了系统性的评估。通过采用CRISPR技术移除特定的基因组区域，科学家了解了DNA的三维结构在应对癌症时的脆弱性。此外，我们现在能制造出所需的人体细胞（来源于血细胞，通过诱导多能干细胞实现），以制造心脏、肝脏、大脑，或其他任何所需的器官或组织。如果将这项技术与CRISPR技术相结合，我们将能在功能基因组学领域获得前所未有的成就。
曾经一度被认为是基因组的“暗物质”的基因编辑技术即将发挥重要作用，它最终会揭示组成人类基因组的60亿个字母的作用，这将是这一技术最大的贡献。
64
SYSTEMS MEDICINE
系统医学
斯图尔特·考夫曼（Stuart Kauffman）
理论生物学家，加拿大卡尔加里大学生物复杂性及信息技术学院院长；著有《创造性宇宙中的人类》（Humanity in a Creative Universe）。
正处于蓬勃发展中的系统医学（systems medicine）是一种新兴的整体性学科，涉及生物体和组成生物体的分子、细胞、组织和器官。虽然分子生物学已经历经了40多年的发展，但被倚重的分子还原论并不能很好地将分子、细胞、组织和器官结合起来。
每个细胞内部都有一个庞大的基因管理系统，这一系统负责协调数千个基因的活动，也就是掌控基因何时在何处，以及组蛋白修饰等表观遗传因子（epigenetic factor）的活动。这些共同组成了一个复杂的非线性动态系统。基因管理系统所协调的基因行为与分子的物理和化学属性，以及细胞结构和环境，共同调解着个体的发育和疾病。
众所周知，一部分遗传因子会形成能够自动调整的反馈回路，该反馈回路可能决定了可替代动态“吸引子”（attractor）或基因表达的稳定模式的类型，进而决定了不同的细胞类型。将细胞类型视为可替代吸引子的观点可以追溯到1965年的诺贝尔奖得主弗朗索瓦·雅各布（Francois Jacob）和雅克·莫诺（Jacques Monod）。如果细胞类型是这样的吸引子，那么每一个吸引子会在它的状态空间中吸引一个“吸引盆”（basin of attraction）。细胞分化就是由信号或噪声引发的吸引子间的支流，或者当参数变化时，变为新吸引子的“分支”。不仅仅是细胞，组织和器官都有可能是吸引子以未知的方式层次连接的非线性动态系统。
然而在早期，这一精致的整体性动态系统忽略了这些变量的许多生物功能。我们需要改进整个生物体的生理机能。我们生活在不同的环境中。特殊化学物质能将由正常的基因培育的果蝇的触角变成足。如果这数千种新型化学物质被释放到大气中，会发生什么呢？
我们如何才能控制并应对如此复杂的系统呢？我们以弹簧床垫为例来说明这个问题。弹簧床垫的弹簧相互连接且可以上下摆动。那么，你会在某个弹簧上放个小枕头来控制所有弹簧的摆动吗？一般不会，除非床垫具备缓解疾病的特殊功能。你可以试着调节弹簧的摆动来调节想要的同步摆动。这个道理同样适用于有着极其复杂的非线性系统的病人，健康和疾病都基于这一系统。在治疗初期，我们必须谨慎、逐步地过渡到组合疗法（或者多个枕头疗法）。除了我们现有的随机临床试验这一黄金标准之外，这种过渡可能还需要新的测试过程。然而，随机临床试验仅在测试的多种指标对“表型”产生独立影响时才真正有效。这在生物学上是不多见的，生物学中常见的是多样且相互交织的因果关系，同时反馈回路具有复杂的拓扑结构和逻辑网络。
这样的希望是存在的：我们可以依靠经验攀登上“临床健康之山”（clinical fitness landscape），每一座这样的山都可通过多个变量描述，比如，山顶代表由一个或多个变量决定的有效的治疗方法。这些变量可以是一种或一组药物，也可以是环境因素。实际上，某些源于实际经验的证据可以帮助我们寻找这种崎岖的“临床健康之山”。此外，对实证搜索有引导作用的贝叶斯模型和其他以多因素机制为基础的模型也会为我们指明方向。
我们正朝着有机体与其所处环境的系统医学迈进，希望就在前方。
65
GROWING A BRAIN IN A DISH
在培养皿中培育大脑
西蒙·巴伦-科恩（Simon Baron-Cohen）
知名临床心理学家，剑桥大学教授，剑桥大学孤独症研究中心主任；著有《恶的科学》和《本质区别》（The Essential Difference）。
几年前的一个早上，我的一位十分具有天赋的哲学博士德瓦伊帕亚·阿迪亚（Dwaipayan Adhya）走进办公室，然后看着我的眼睛说，他打算在培养皿中培育孤独症神经元和普通神经元，从神经元生长的最早期开始研究，这样就能观察到孤独症神经元是如何一天天发育得异于普通神经元的。我放下了手头的工作，认真地听他讲述。
这是不是听起来像科幻小说中的情节？你可能以为是这样在培养皿中培育脑细胞的：科学家首先从人的胚胎中取出一个神经元放进培养皿中，让其存活，然后在显微镜下进行观察，测量它是如何一天天成长的。如果你是这么想的，那就错了。众所周知，从胚胎中直接获取神经元的任何方法都不符合伦理道德。
那么，阿迪亚打算运用何种方法呢？他告诉了我京都大学教授山中伸弥所做的一些研究。山中伸弥与剑桥大学的科学家约翰·格登（John Gurdon）一起获得了2012年的诺贝尔奖，以奖励他们在研究诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell，简称iPSC）方面取得的成果。在实验室中，我们称这种细胞为“魔术”。它的工作原理如下：
取一根成年人的头发，然后从中取出毛囊细胞，接着使用山中伸弥的方法将细胞回退，即从成人毛囊细胞的阶段回退到干细胞的阶段，也就是回退到成为毛囊细胞之前的未分化细胞。这不是胚胎干细胞，而是一种诱导多能干细胞。“诱导”是指科学家通过基因编辑将成人毛囊细胞（可使用身体的任何细胞）回退到干细胞阶段，“多能”表示我们可以通过基因编辑将细胞改变为身体的任意一种细胞——眼睛细胞、心脏细胞、神经元细胞等。如果最终改变为神经元细胞，就是诱导多能干细胞“神经化”。
我告诉阿迪亚：“我们试试看吧！”这项研究完全符合伦理道德，因为大部分成年人都愿意捐献头发；此外，这类科学实验不会牺牲动物，而且可以让科学家在实验室中研究人类神经元的成长。
山中伸弥的这项科学突破的重要意义在于，如果你想从生命的最初阶段开始研究其成长过程，诱导多能干细胞不需要通过胚胎就可以实现。在这之前，若想了解孤独症患者的大脑，科学家只能等待孤独症患者在死亡后将大脑捐献用于研究，并且只能进行尸体研究。
极少有人愿意捐献大脑，而且从科学的角度而言，死亡的大脑组织存在很多局限，比如，你可能得到不同年龄的大脑，而这些大脑的主人死因各不相同，不利于分析结果。此外，研究者对死者知之甚少（比如智商或性格之类），这些信息的获得经常不及时。总体而言，尸体研究仍然有一定的意义，但存在太多局限。
研究孤独症患者大脑的另一种方法是研究动物，比如，培养一种经过“基因编辑”的老鼠，即通过基因工程将特定基因移除的老鼠，随后比较这种老鼠与普通（或野生）老鼠的行为。如果经过基因编辑的老鼠表现出孤独症行为（比如，与其他老鼠交流过少），那么我们可以推断出被移除的基因可能会导致某些人患有孤独症。不过，这类动物研究存在明显的局限性：我们怎知老鼠的社交与人类的社交是同一回事呢？从这类动物实验中得到的结论与尸体研究一样存在很多局限。
如今，我们已经了解了诱导多能干细胞的作用了，如果你想观察活的人类大脑，可以研究你感兴趣的人的大脑，并收集这个人的全面信息：智商、个性以及任何你想了解的其他信息。你甚至可以观察不同药物或分子对神经元的作用，而不用再在动物身上进行极富伦理争议的药物试验。
当然，这项技术并不完美。诱导多能干细胞并不完全等同于胚胎干细胞，因此神经化的诱导多能干细胞同样不能完全等同于自然生长的神经元。科学家所采用的任何技术都具有局限性。不过我认为，相比于动物试验，这种技术的局限性更符合伦理道德，也与孤独症更直接相关。许多实验室，比如我们的实验室，正在验证：从诱导多能干细胞获得的实验结果与尸体研究得到的实验结果是否一致。因为这会增强实验结论的可靠性。
阿迪亚的实验结果将在2016年(31)公布。突破性的科学方法加上这位年轻的哲学博士的天赋，也许会改变我们对孤独症成因的理解。
66
SELF-DRIVING GENES ARE COMING
自我驱动基因来临
斯图尔特·布兰德（Stewart Brand）
《环球概览》杂志创始人，全球电子链接虚拟社区（WELL）共同创始人，今日永存基金会（Long Now Foundation）共同创始人；著有《地球的法则》（Whole Earth Discipline）。
一项名为“基因驱动”的新生物技术将会深刻地改变人类与野生物种的关系。利用这种技术，我们可以对某个物种的所有个体的任何基因（或基因组）进行强制“驱动”。受驱动的基因的特性对生物体的健康并无影响。如果该技术能让某个物种的生殖基因产生变异，那也能使这个物种灭绝。
这种技术基于强制纯合性（forcing homozygosity）。如果影响某种特性的基因是纯合子的（homozygous，两种染色体都具有这种基因），并且这种基因的父代都是纯合子的，那么，影响这种特性的基因在所有后代中都将纯育（breed true）。通过纯合性对想要的特性进行人工选择正是繁殖者所做的。现在出现了一条捷径。
实际上，在父母杂交的情况下，基因驱动的基因不会出现常规的纯合性。如果父母中有一方是基因驱动纯合性的，它们的所有后代都将会是基因驱动纯合性的，并会表现出基因驱动的特性。不过，这仅适用于有性繁殖的物种，细菌不属于此列，以及仅在快速繁殖的物种中才能快速传播，人类不属于此列。
2003年，伦敦帝国理工学院进化遗传学家奥斯汀·伯特（Austin Burt）首先提出，这一机制可以用于某种用途。这一机制的工作原理是，“通过归巢核酸内切酶基因”（homing endonuclease gene）切割DNA相邻的染色体，为DNA修复提供样本，从而复制自身。用理查德·道金斯的话来说就是，这是一种非常自私的基因。杂合的基因变成了纯合子的基因，几代以后，这种基因将存在于所有个体中。这种现象在自然界中十分普遍。
早几年，基因编辑技术取得了重大突破：CRISPR/Cas9技术将基因驱动从令人感兴趣的概念变成了一种强大的工具。突然之间，基因编辑变得简单、成本低廉、迅速、精准。这是生物技术的一大革新。
2014年，哈佛大学遗传学家乔治·丘奇和凯文·埃斯维尔特（Kevin Esvelt）发表了三篇论文，阐述了由CRISPR技术催生的基因驱动技术的潜能，以及为确保合理地使用这种技术所需的公众监管方法。他们还呼吁研究“撤销”功能。就理想情况而言，如果真有需要，当某种基因驱动产生早期效果后，通过反向基因驱动，我们便可以在效果得到广泛传播之前将其撤销。
基因驱动技术带来的好处非常多，诸如疟疾和登革热等由载体传播的疾病可以通过消灭（或者基因调整）携带它们的蚊子来克服，在农作物种子中注入抗除草剂基因，便能保护农作物。基因驱动技术还可以解决野生动物保护面临的大威胁：海洋岛屿的原生物种不再受到外来入侵者老鼠、蚂蚁等的威胁。通过基因驱动技术，入侵物种可以被消灭（被驱动为本地灭绝），原生物种将得到永久性的保护。
这方面的发展将十分迅速。哈佛大学的一个研究团队已经证明，基因驱动可以在酵母中实现。加利福尼亚大学圣迭戈分校的一个研究团队意外地发现，基因驱动可以在果蝇体内实现。最重要的发现是，加州大学埃尔温分校的安东尼·詹姆斯（Anthony James）和同事发现，通过基因驱动技术，我们可以让携带疟疾的蚊子不再携带这种疾病。埃斯维尔特正在对白足鼠进行类似的研究，白足鼠是人类患莱姆病的野生来源，如果能够治愈白足鼠，那么这种疾病也将能治愈。
永久地改变野生物种的基因是一件十分严肃的事情，这会涉及生态问题、伦理问题以及需要充分验证的技术细节，这些都应该慎重对待。
人类之前针对几内亚蠕虫做出过类似的决定，这是一种十分危险的寄生虫，曾感染了250万人，大部分分布在非洲。1980年，疾病控制专家开始设法灭绝这一蠕虫。他们首先想到的方法是改进水资源设备。这种通过人为的干预灭绝某一物种的目标即将实现。灭绝几内亚蠕虫这一项目最强有力的支持者之一是美国第39任总统吉米·卡特，他曾公开宣称：“我希望最后一只几内亚蠕虫能在我死前就死去。”
基因驱动不是一项新技术，而是技术的新阶段，代表着责任的新高度。
THUS THE BIGGEST STORY OF THE NEXT FEW CENTURIES WILL BE HOW WE BEGIN TO REDESIGN LIFE-FORMS, SPREAD NEW ONES, DEVELOP APPROACHES AND KNOWLEDGE TO FURTHER PUSH THE BOUNDARIES OF WHAT LIVES WHERE.
未来几百年的最大新闻是，我们如何重新设计生物和传播它们，以及如何进一步扩展生命的边界。
——胡安·恩里克斯，《生命的岔路口》
67
LIFE DIVERGING
生命的岔路口
Juan Enriquez
胡安·恩里克斯
优越风险管理公司（Excel Venture Management）总经理；与史蒂夫·古兰斯（Steve Gullans）合著《重写生命未来》(32)。
我们都知道生存与死亡的两个基本法则：自然选择与随机突变。然而，在最近一两百年，尤其是过去10年间，人类已经从根本上改变了这些法则。正如我们所知，生命正在经历很大的变化，而且这一趋势还在加快，尤其是在2014年5月之后，生命走上了完全不同的发展道路。
在超过一半的地球上，人类在很大程度上可以直接决定生物的生存与死亡，这些地方包括人类建造的城市、郊区、公园、农场和牧场等。农田和公园已经成为世界上最不自然的地方。在这些地方，我们可以决定生物的种类、活动空间和寿命，除了一排排令人愉悦的农作物整齐地在我们眼前摇曳，其他一切都被消灭掉了。不过，如果停止耕种农田，荒废几年，你将会重新看到自然选择的结果。
人类不仅改变了环境，还创造和培养出了“不自然”的生物：和小型犬吉娃娃一样大的猪、不能自我繁殖的玉米、感恩节吃的公的大火鸡，以及其他无法自己交媾只能依赖人工授精的奇异动物。今天的哺乳动物比20世纪30年代的平均要大1.25倍。
如果没有人类的干预，大部分生物将会被自然淘汰。想一想，如果将一只拉萨阿普索犬（又名拉萨阿狮子狗）放在非洲大平原上会有什么后果。人类自身也是如此：在任何纯自然环境中，大部分人类都无法生存，但通过科学技术，人类消灭了诸如天花、脊髓灰质炎、黑死病以及大部分传染性细菌和病毒，使数十亿人免于死亡。
通过人类的高度干预以及自然选择过程的改变，人类创造了另一条进化路径。在这条路径上，规则和结果由人类制定。生命开始变得与没有人类干扰下的自然选择不同。曾经不正常的一种现象(33)现已成为常态。人类周围的生物彻底“类黑蛾化”了，比如可爱的狗和猫，以及花和食物。人类彻底地改变了作物、动物和细菌，以至于它们若想存活，就必须取悦人类，或者难以被人类发现。
这两种平行的进化系统（一种由自然决定，另一种由人类决定）分化成不同的进化树，两者的差异越来越大，许多我们非常熟悉且依赖的生物将会消失，或者被完全改变。实际上，真正的改变开始于过去二三十年，从那时开始，我们不仅选择饲养的生物，还开始改写生命的代码。20世纪七八十年代，我们能够运用生物技术增加任意基因指令，随机突变逐渐被精心的设计取代。2000年左右，我们对整个基因组进行了解码，并能运用这一知识改变所有生物。今天的高中生只要花500美元，便可以使用CRISPR等技术修改基因，这种技术可以改变所有生物的后代，包括人类自身。
2014年5月，由弗洛伊德·罗姆斯伯格（Floyd Romesberg）领导的一个分子生物学家研究团队制造出了一种新的基因序列。这是一种使用化学修饰的DNA对生物体进行编码的自我复制系统。众所周知，40亿年来，地球上所有的生命都通过已知的4种DNA碱基对（A、T、C和G）繁衍后代，而现在，我们可以用其他化学物质取代这4种碱基对。这种新的生命进化逻辑树由人类设计和驱动，随后迅速显现出与所有已知生命的差异。从理论上来说，科学家现在可以培育与地球上所有现有生物的基因组完全不同的动植物，而且这些新的生物可能对所有已知的病毒和细菌免疫。
此外，如果我们在其他行星上发现了生命，或者类似于生命的其他生物，这一技术将有助于生命设计者根据外星生命修改和重新设计现有生物。这样，现有生物将会适应更多不同的环境。这些外星生物的生物化学过程将会大幅度增加地球生命的多样性。
因此，未来几百年的最大新闻是，我们如何重新设计生物和传播它们，以及如何进一步扩展生命的边界。当所有这些技术得到应用后，我们将会见证让寒武纪生命大爆发都相形见绌的新物种爆发。
生命正在扩展和分化，人类不可能不受这种趋势的影响。人类曾和其他古人类共同生存，并且与它们交叉繁衍。不同种类的人类共同生活是一件正常而又自然的事，我们很快将会回到这一历史性的正常状态。不过届时，人类的种类将会更多，甚至完全不同。所有这一切仅可能会带来伦理道德和管理上的一些挑战。
68
FUNDAMENTALLY NEWSWORTHY
最具报道价值的新闻
斯图尔特·法尔斯坦（Stuart Firestein）
哥伦比亚大学生物科学系教授、系主任；著有《犯错：科学如此成功的原因》（Failure: Why Science Is So Successful）。
2015年，生物学领域最引人关注的新闻是，CRISPR/Cas9技术的出现及其在基因编辑上的成功应用。大众媒体报道了这项技术，大部分关注点都在于这项新技术将会带来的巨大风险：这项技术可以编辑基因，包括人类的基因，而且这种编辑是永久性的，也就是说可以遗传。
实际上，对CRISPR/Cas9技术的可能应用和滥用的关注掩盖了其真正的新闻价值。从某种意义上来说，真正的新闻仍是旧新闻。CRISPR/Cas9技术是专注于细菌免疫这一神秘领域的研究人员多年以来基础研究的成果，这里的“细菌免疫”指细菌如何保护自身免受病毒的攻击。虽然这看起来有些奇怪，但确实存在专门攻击细菌的病毒。正如我们所知，大部分病毒只对某种生物起作用（感冒不会从狗传染到人身上）；而有些病毒只会感染细菌，更准确地来说是，只感染某些特定类型的细菌，这类病毒有个特殊的名称，叫作“噬菌体”（phage）。在分子生物学和基因学的发展历程中，噬菌体的发现由来已久。实际上，分子生物学就始于对噬菌体以及将其基因组插入细菌基因组能力的研究，甚至比詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）著名的DNA与遗传研究还要早。
在过去的40年间，限制性内切酶（restriction enzyme，另一种细菌蛋白质家族）已经成为生物技术产业的支柱。不过，它们起初也是作为细菌保护机制的早期案例出现的，而且也是由专注于基础研究的大学研究实验室首先发现的。作为一种更复杂的方法，CRISPR/Cas9技术能使高级动物的免疫系统出现细菌保护机制。这种技术具有适应性，也就是说，在受到噬菌体的攻击后，细菌保护机制可以通过分裂产生的细菌“学习”和破坏这种噬菌体基因组的DNA。CRISPR/Cas9技术的研究人员认识到了这种技术对除细菌以外的其他生物进行基因编辑的潜在价值。当时，这些研究人员不是在寻找新技术，而是想深入了解原核生物及其进化（细菌与攻击细菌的病毒之间的竞争）。这听起来是不是很难懂？
实际上，CRISPR/Cas9技术并非出自偶然，或是一次愉快的意外发现。众所周知，在进行基础研究的过程中，经常会出现这种情况：你不知道答案在哪里，但幸福总是在意外时来敲门。然而，这次例外是研究人员长期的艰苦工作，以及将毕生奉献给寻求生命的基本规律的结果。发现CRISPR/Cas9技术的团队当时正在寻找细菌中类似的免疫反应。这个团队意识到，限制性内切酶的价值是理解更复杂的基于DNA的防御机制的关键一步。这就是研究的原则——既不是来自意外，也不是刻意去做，而是每一步都认真探究的结果。虽然研究成果的获得常常是不可预测的，但这一技术的发现并不是因为幸运，与彩票中奖更不是一回事儿。
我们将继续在基础研究和应用研究之间进行这种被误导的争论，就如同它们是可以独立操作的水龙头。然而，我们只有一条水管，我们的任务就是让水管中始终有水流出。虽然这是旧新闻，但我们永远都不应该厌倦于讲述它。
69
PALEO-DNA AND DE-EXTINCTION
古DNA与复活灭绝动物
特库姆塞·菲奇（W. Tecumseh Fitch）
认知生物学家，维也纳大学教授；著有《语言的进化》（The Evolution of Language）。
当史前人类到达美洲时，发现这片大陆上居住着猛犸象、长毛犀、大地懒、剑齿虎、马和骆驼，而等到哥伦布到达这里时，所有这些动物都已灭绝，这主要是由人类的狩猎导致的。不过今天，古生物学家正在对这些已灭绝动物的基因组进行测序。通过基因工程，他们快要实现这个目标了：让经过基因编辑的这些已灭绝动物重新出现在地球上。之前的大新闻——克隆死去的宠物狗，只是一个小小的开端。
在不远的将来，新闻将会关注古DNA专家贝丝·夏皮罗（Beth Shapiro）提出的“复活灭绝动物”的观点：培育具有已灭绝动物基因的动物。古DNA(34)可以从猛犸象，以及被人类灭绝的包括候鸽、渡渡鸟和袋狼（又称塔斯马尼亚狼）等动物的化石中提取。我们可以还原、放大并测序微量古DNA。对于某些关键的基因，我们可以通过基因工程注入最相近的近亲个体的基因，比如，猛犸象的近亲是亚洲象，通过这一技术便可培育出毛发粗糙、耐寒的象。我们即将在技术上实现这一点。不过，《侏罗纪公园》的粉丝可能要失望了：恐龙的古DNA被降解得太严重，以至目前还无法对其进行测序。虽然利用当前的技术我们还无法克隆鸟类，但复活候鸽和恐鸟(35)已经具备可行性，针对这些动物的复活项目正在进行中。
我们真的要复活这些动物吗？夏皮罗的新书《如何克隆猛犸象》（How to Clone a Mammoth）为这个问题提供了一个很好的答案。美国黄石公园曾考虑重新引入狼，这个提议引发了很多争议。鉴于此，我们很容易就能想象得到复活剑齿虎或巨大的洞熊将会引发的争议。关于复活已灭绝的动物这个问题，最有力的专业观点来自生态学上的考量：通过复活已灭绝的动物，我们可以重建被人类在扩张过程中破坏或毁灭的自然栖息地。如果西伯利亚古生代公园的苔原上有猛犸象生存，永久冻土的消融速度将会减缓，由此可以减少二氧化碳的排放，这些对环境都是有益的。从纯科学和猎奇的角度来看，复活已灭绝的动物将会为生物学和生态学带来独一无二的视角。游客将愿意花大价钱观看在新西兰的山毛榉森林中出没的恐鸟，或者在西伯利亚游走的猛犸象。反对的观点主要来自实际考虑（为什么花钱复活已灭绝的动物，而不是拯救濒危动物）和对技术的恐慌（人类不应该扮演上帝的角色）。反对者同样大肆宣扬这些观点。
到目前为止，最大的问题是，我们是否应该复活已灭绝的尼安德特人（Neanderthal）等古人类。公众应该为这种研究引发的伦理问题做好准备。1997年，进化遗传学家斯万特·帕博（Svante Pbo）的DNA实验室对尼安德特人的线粒体DNA进行了测序，成为当时的头条新闻。今天，归功于技术上的惊人进步，我们已经可以从网络上获取完整的尼安德特人的基因组。更令人激动的是，2010年，帕博的研究团队发现了丹尼索瓦人（Denisovan）这一之前从未发现的亚洲古人类。该发现源自从指骨提取的DNA。同时，这一发现清楚地表明，当现代人出现在非洲时，世界上还存在几种人类，而现在他们都已灭绝。
还原某种已灭绝的原始人类的基因组序列是一件令人无比激动的事情，因为这可以为无法通过化石与骨头（古人类学以前的支柱）解答的许多生物学问题提供答案。比如，基于色素基因的判断，尼安德特人可能具有浅色的皮肤，部分人可能还具有红色的头发。古DNA证明，当第一批现代人走出非洲时，他们可能与尼安德特人发生了交叉繁衍。结果便是，所有除非洲之外的人类的基因组中都携带有尼安德特人的DNA（许多亚洲人还具有丹尼索瓦人的DNA）。类似地，尼安德特人是否拥有语言这个问题已在学术界争论了数十年，而在这一争论还远未有结论之时，我们发现，尼安德特人具有FOXP2基因——这一基因增强了我们的语言运动控制。这表明，尼安德特人至少可以发出复杂的语音，即使他们没有具有语法的现代语言。这些发现改变了我们对尼安德特人的看法——从“畸形的暴徒”变成了机智聪明的类人类。
古DNA测序不仅改变了我们对尼安德特人的看法，还改变了我们对自身的看法。尼安德特人不属于现代人类，因为他们缺少塑造人类文化的快速进步，因此也可能缺乏某些我们具有的认知能力。那么，我们与尼安德特人之间的真正区别是什么？是这些区别让我们这些幸存者成为“人类”，还是因为能力上的差异？当然，如果让我们选择自己的橄榄球队队员，我们首先一定会选择身体和大脑都强于常人的奥运会摔跤选手。也许，尼安德特人具备独特的认知能力，非常善于解决某些问题。对人类大脑基因的新发现都会带来对尼安德特人大脑的新理解，对两者认知区别的理解也是如此。
然而，复活尼安德特人或其他已灭绝的古人类还存在深层次的伦理问题。虽然从科学的角度来看，这会使我们对古人类的进化和人类的自然特征产生全新的理解，这在10年前是根本无法想象的，但从法律的角度来看，这需要培育具备尼安德特人基因的人类，也就是需要克隆人类，而这在许多国家是被禁止的。不过，毋庸置疑的一点是，在21世纪内，针对人类的基因工程将会在技术上变得可行，并被一些亚文化接受。显然，具有尼安德特人基因的人类（我们许多人实际已具有）将会享有所有基本的人权，不过在工作场所或大学足球队，尼安德特人在精神和伦理上带来的影响将比种族或奴隶制带来的影响要大得多。
显然，在可预见的将来，古DNA将因其所带来的科学知识和空前的伦理危机持续引发关注。所有具有思想的人（尤其是起草法律的政治家）在得出自己的看法前都应该了解这项技术及其生物学特性。
70
THE WISDOM RACE IS HEATING UP
智慧竞赛正在升温
迈克斯·泰格马克（Max Tegmark）
麻省理工学院物理系终身教授，平行宇宙理论研究专家，未来生命研究所创始人；著有《生命3.0》《穿越平行宇宙》(36)。
一场决定人类命运的竞赛正在进行中。就像我们很容易因为树木而错过整片森林一样，我们也很容易因为有关突破和关注的科学新闻而错过这场竞赛。请考虑一下，2015年的这些头条新闻有什么共同点？
· 人工智能在没有指导的情况下精通了49款雅达利游戏；
· 自动驾驶汽车在西雅图挽救了生命；
· 美国五角大楼将投资120亿～150亿美元用于人工智能武器研究；
· 中国科研团队宣布：对人类胚胎成功地进行了基因编辑；
· 俄罗斯正在建造奇爱博士(37)的钴炸弹。
这些新闻都是这场竞赛“升温”的表现。这是一场越来越强大的技术与运用技术的智慧之间的竞赛。技术之所以变得越来越强大，是因为人类对世界具有无与伦比的理解能力，并能将对世界的理解转变为革新性的技术。技术突破使新的技术突破成为可能，从而促使技术进步不断加速：当技术变得比原来强大两倍时，便会促使我们设计和创造出比现有技术强大两倍的技术。这种不断翻倍的规律遵循摩尔定律。
那么，确保技术有益于人类的智慧又如何呢？今天的生活远胜于石器时代，虽然科学技术的发展是一个很重要的因素，但不是唯一的，运用技术的智慧同样很重要。我们提升智慧的传统方法是，从失败中吸取教训。比如，我们发明了火，然后才有了火灾警报和灭火器；我们发明了汽车，然后才有了驾驶学校、安全带和安全气囊。
有一段时间，人们担忧“智慧在竞赛中落后了”。不过，这一点并没有大家想象的那么严重，因为在需要时，智慧会“赶”上来。然而，对于更强大的技术，比如核武器、合成生物学和未来将会出现的十分强大的人工智能，从失败中吸取教训不再是最佳选择。我们应该提前提高智慧，这样就能在一开始正确地运用技术，因为机会也许只有一次。换句话说，对于技术风险的态度，我们应该由被动反应变为主动应对。智慧应该进步得更快。
最新的“Edge年度问题”明显存在歧义。我们既可以理解为号召大家评选出最重要的新闻，也可以理解为令人感兴趣且重要的新闻由哪些因素来定义。如果我们通过点击量和尼尔森评级（Nielsen rating）来定义“感兴趣”，那么最佳答案肯定包含某种突然的变化，无论是新发现还是灾难。如果我们根据对人类未来产生的重要影响来定义“感兴趣”，那么最佳答案应该包括完全不符合记者对“新闻”的定义的那些新闻，比如“全球正在持续变暖”。在这种情况下，我会将“智慧竞赛‘升温’”排在第一位。为什么呢？
从我作为一名宇宙学家的角度来看，一些值得注意的事情刚刚发生：138亿年之后，宇宙终于觉醒，小部分生物开始具有自我意识，开始对周围的美景感到惊奇，并试图理解宇宙的法则。人类这种自我觉醒的生物正在运用掌握的新知识创造强大的技术，并改变当前的宇宙。
这种说法类似于人类如何选择自身结局的那种故事。对于人类而言，结局主要有两种：要么赢得智慧竞赛，让生命繁荣昌盛；要么输掉竞赛，走向灭绝。我认为，最重要的科学新闻是，138亿年之后，我们终于开始决定了——可能需要在几百年，甚至几十年内做出决定。
既然是否应该赢得竞赛这个问题的答案显而易见，我们为什么还要在这一问题上纠结呢？为什么我们运用技术的智慧如此有限，以至不能早一点着手解决气候变化问题呢？为什么我们会这么多次地接近爆发核战争？正如Skype创始人扬·塔林（Jaan Tallinn）指出的那样，这是因为我们的动机让自己陷入了恶性纳什均衡（Nash equilibrium）。人类难以解决的许多问题，从破坏性的内斗到砍伐森林、过度捕捞和全球变暖，其根本原因都是如此：每个人都遵从原始动机。最终结果便是，局面变得越来越糟糕，这本来是可以通过合作解决的。
明白这一点是解决这一问题的第一步。避免恶性纳什均衡所需的智慧至少应该包含社会科学，以构建个人动机，使其服从人类的共同福祉，并鼓励人们为了高层次的利益进行合作。进化赋予人类激情和合作的特性，当日渐复杂的技术让这些进化特性不足以发挥应有的作用时，人类的祖先发明了同辈压力（peer pressure）、法律和经济体系，以引导社会向良性纳什均衡发展。随着技术变得越来越强大，研究、控制、使用技术的人类应该将合理利用这些技术作为首要目标。
虽然社会科学能够提供帮助，但我们若想赢得智慧竞赛，还有许多的技术工作要做。生物学家正在研究如何更好地利用CRISPR等基因编辑技术；2015年，人工智能的良性发展成为主流并因此载入史册；所有大型的人工智能会议都促成了许多富有成效的讨论；利用大众捐赠的数百万美元资金，全世界的人工智能研究人员开始研究如何不让未来的人工智能对人类产生伤害。因此，在至关重要的智慧竞赛中，“智慧”这个落后者在2015年呈现出迎头赶上的势头。我们皆尽所能地使智慧在这场竞赛中获胜吧！这将会是全人类的胜利。
71
TABBY’S STAR
塔比星
尤里·米尔纳（Yuri Milner）
企业家，投资人，物理学家，数码天空技术公司（Digital Sky Technologies）创始人。
在1 500光年之外的天鹅座方向，很可能存在一颗不具有高级文明的恒星。你可能觉得这没有什么意义，但实际上，这是一则重大新闻。
2015年9月，开普勒项目的天文学家发表了一篇文章来介绍这颗名为“塔比星”(38)的恒星。它的大小与太阳差不多，但具有奇异的光变曲线，即从这颗恒星接收的光线密度不一致。当一颗木星大小的行星经过这样的恒星时，约有1%的光线会变得模糊，但这颗特殊的恒星有高达22%的光线变模糊。这种非对称和非周期性的模糊现象与开普勒望远镜观测到的其他任何情况都不一样。
