海洋月:掀起波澜

本周，企业家兼天使投资人彼得•考利(Peter Cowley)一直在关注一项研究，该研究考虑的是如何将道德编入无人驾驶汽车。他向克里斯·史密斯解释了他们研究的目的。

彼得:是的，一位德国学者发表在《行为神经科学前沿》上的一项非常有趣的研究。但是，如果你不介意的话，我想先稍微回顾一下在这辆车里，我想提一些关于道路死亡的事实和数据。不幸的是，全世界每年约有150万人死于道路交通事故，但英国实际上是最安全的5个国家之一。但我们每年仍有1700人死亡。在许多国家，大约70%到90%是人为失误造成的。研究表明，这一数字应该至少下降90%。在英国，这一数字从1700下降到170左右。

为什么这些生命会被拯救?

彼得:那些生命将会被拯救，因为事故不会发生。所以汽车不会撞到彼此，而且在大多数情况下——不是所有情况下——汽车会避免撞到骑自行车的人或其他什么人。所以无人驾驶汽车的优点是一个巨大的减少二氧化碳——主要是因为汽车将使用80%的时间而不是4%的时间——巨大的金融储蓄,因为我们不会都需要自己的车,大量的空间发布停车场、一个伟大的改善老年人的能力,盲人和残疾人移动,这可能会适合我,因为我现在61,至少它可能是10到20年,以及生产力的巨大提高。坏处主要是汽车制造商、修理厂等和保险业的劳动力流失。

克里斯-现在让我们谈谈道德问题因为你提到的一件事是，是的，它们会更安全但这仍然意味着有一个指责游戏的问题，因为，目前，如果我开着车出了事故，很明显，如果是我造成的，我应该受到指责。如果是另一个司机造成的，他们应该受到指责。如果你的车是电脑驾驶的，那我们就有麻烦了!

彼得:没错。在某种程度上——毫无疑问——路上仍然会有人死亡。在某个时刻，某些人，某个地方的某个系统，由人类编写，必须决定要打什么。现在，原则上，我认为应该争论的是，车里的人-车里的人-即使他们没有开车-尽管也许不应该受到指责-是最有可能受到伤害的人。记住，当然，你在一个金属盒子里，无论如何都是非常非常安全的。

克里斯-他们在这个研究中做了什么?

彼得——在这项研究中，大约有一百人被要求戴上虚拟现实耳机，他们看到自己和各种无生命的物体在一条车道上行驶——动物、人类:狗、男性、女性……而且当时有雾。雾突然散了，他们有1到4秒的时间来决定是继续前进，还是转向。如果他们一直往前走，就会发生一些事情。有些人会死，可能包括他们自己，如果他们偏离轨道，另一部分人也会死。结果狗成了最有价值的动物——比猫还有价值!孩子比成年人更有价值——这并不奇怪——而女性比男性更有价值!

克里斯:换句话说，司机们开过来，他们会在一瞬间做出决定，“我要救那个小孩而不救那个大人……”或者“我要救那个女的而不救那个男的……”

彼得:1秒内非常非常困难。你能处理多少?那就只能凭直觉了，不是吗?4秒:你可能有足够的时间来处理它，但不是在1秒内。

克里斯-所以这就是一个人会做的。我们如何将其编码到计算机中，或者我们想要这样做吗?

彼得:没错。我们能不能拿医学伦理来比较一下?NICE(国家临床卓越研究所)也必须就是否挽救生命做出决定。这需要耗费大量的时间和数据。在这种情况下，你只有很短的时间。现在电脑的时间长了很多，但它仍然不能决定——或者不应该做出决定——一个成年人，或者一个动物，是否比一个人更有价值。但人仍然是终极价值。

克里斯:在这项研究之后，我们到底要做什么呢?他们的结论是什么?

彼得:他们提出了20条规则。我的德语现在有点生疏了——我大约35年前就离开了——但当我翻阅它的时候，基本的规则是，如果要减少事故，原则上应该采用自动驾驶系统。这几乎是既定的:人民必须得到保护。非常重要的一点是:国家制定规则，而不是科技公司，也不是汽车制造商。国家将制定规则。系统可以根据性别、年龄或大小等进行区分，然后有许多关于其安全所有权和数据记录的规则或指导方针。

Chris -如果你拿着这些指导方针问，如果这些指导方针到位，计算机会和人类做出不同的决定，还是做出相同的决定?

彼得:这是个大问题，不是吗，克里斯?这可以通过许愿来实现。如果有足够的数据，它们就可以学习，然后就会采用人类的行为方式。但原则上，几乎不可能弄清楚他们是如何做出这个决定的，这就是为什么这一切这么早就被带入公共领域进行辩论。

但问题是，这真的很重要，因为当我们开始制造，不是一辆而是一百万辆这样的电动汽车时，其中一辆上的软件将会传播到一百万辆。所以，一个人做的决定和一百万人做的决定是一样的所以我们必须把这个做好。

彼得:是的，我认为会的，因为我认为不同的汽车制造商会有不同的算法。我不认为会有一个全局的算法。但你是对的。有时候需要做对。

在过去十年左右的时间里，恶性黑色素瘤(一种皮肤癌)的发病率翻了一番。但我们治愈这种疾病的能力仍然相当令人沮丧，对于已经扩散的癌症患者来说，5年生存率下降了10%左右。本周有一些好消息:德国和美国的研究人员发表了两篇论文，描述了生产个性化抗癌疫苗的技术，这种疫苗可以挑出患者癌细胞和健康组织之间的化学差异……并触发免疫T细胞专门攻击癌细胞。它依赖于这样一个事实，即癌症在复制DNA时会产生许多基因拼写错误——称为突变——这就是疫苗识别出的差异的原因。Cathy Wu领导着达纳法伯癌症研究所的美国团队。她向克里斯·史密斯解释了她的团队所取得的成就。

Cathy:我们能够采集肿瘤标本，对它们进行测序，以了解这些黑色素瘤的全部DNA含量，然后使用新的计算机工具预测哪些突变可能被免疫反应视为标记不同癌症的标签。

克里斯:所以，从本质上讲，你是在比较一个人的正常组织和他们的癌症基因发生了什么变化，看看那里是否有变化，这些变化将反映在细胞表面的出现方式上，免疫系统可能能够发现这些变化，这些变化将是特定于癌症的，并且将在身体其他部位的健康细胞中缺失?

凯西:没错。我们的疫苗与之前的疫苗不同之处在于，它不是一刀切的，而是针对我们正在研究的每种癌症进行个性化定制。

克里斯:大致来说，每个病人有多少个标记?

凯西:我们有成百上千的突变，但只有其中的一小部分会以免疫系统可以看到的形式显示出来。但即使是这些，我们也有几百个可以优先考虑和选择的。因此，我们选择了我们可以预测的前20个打击，这就是疫苗的主要成分。

确定了这些DNA差异，将肿瘤与健康组织分开的突变之后，你就可以计算出这些基因在细胞表面的化学标记会变成什么你就可以制造出这些化学标记的人工形式这将构成你的疫苗的基础。

凯西:对。这种人造形式就是我们所说的肽。它是一串蛋白质的组成部分，它们有突变产生的变化。所以如果你能想象我们有多达20个这样的氨基酸串我们把它放进一个注射器里，我们给它注射免疫兴奋剂我们给它注射一系列的疫苗前三周注射5次，然后注射2次增强剂我们的想法是免疫兴奋剂发出信号让免疫细胞进入疫苗部位，收集那些肽，然后将其显示给免疫反应，一连串的事件随后导致T细胞大军的召唤，T细胞可能会识别病人的肿瘤细胞。

克里斯:制造一种疫苗需要多长时间因为癌症的一个特点是人们不想在那里逗留，我们知道拖延治疗实际上可能会导致疾病加速或疾病进展?那么你要花多长时间才能把这个准备好并应用到每个病人身上呢?

Cathy -我们的研究需要3个月的时间。然而，没有理由不能在4到6周内创建。

克里斯-关键是，它起作用了吗，凯茜?你是否获得了能够对抗这些人体内肿瘤的T细胞?第二个问题，这些细胞真的能对抗肿瘤吗?

凯西:我们必须记住这是第一阶段的研究。这意味着这是我们的第一步，我们的目标是安全性和可行性。在这一点上，我们绝对成功了。所以我们能够证明整个过程产生的副作用非常非常小。我们的另一个目标是:它们能产生强烈的免疫反应吗?在那里，我们也非常成功。我们在血液中发现了非常非常强的免疫反应。最后，我们可以证明这些免疫反应不仅可以清楚地循环，而且还可以识别病人自己的肿瘤。我们是否成功的最好衡量标准是病人在长期内是否表现良好。我们对患者进行了2年或更长时间的观察，他们没有疾病复发的迹象。

在我们潜入水下之前，我们先来看看水面上发生了什么。波浪在海洋世界中无处不在。但我们如何研究它们，为什么它们很重要?汤姆·克劳福德去剑桥大学数学系见研究员梅根·戴维斯·威克斯。

梅根-这就是我们所说的孤立波槽。这是一个很长的水箱，我们用它来产生波浪。

沿着这条线，在我看来它就像一个10米长的鱼缸。

梅根:这很准确。

汤姆:好像是中等深度的水，大概有30到40厘米深。这是淡水还是咸水?

梅根-这只是普通的自来水。

汤姆:好的，太好了。我们如何产生波呢?此刻，一切看起来都很平静，很美好，很宁静。

梅根-我这里有个桨。如果我前后移动桨，它就会在我的水箱里产生不同频率和波长的波浪。波长是从波峰到下一个波峰的距离。

汤姆:所以当你在这里说波浪的时候，我想它就像一个弯弯曲曲的符号波浪。

梅根:没错。就像传统的例子一样，想象一下跳绳上的波浪。

汤姆:我猜频率就是这些波出现的频率。所以这和我们移动桨的速度有关。

梅根-没错。

汤姆:那么这个水箱能制造的波浪，是一种特殊的波浪吗?

Megan:所以，有几种不同类型的波浪。我现在做的是深水波。它们是深水波，因为与波浪的波长相比，水的深度相当大。还有一种波叫做浅水波。当波长与水的深度相比相当大的时候。如果你站在海滩上看着海浪涌向海岸，你就会看到它们。浅水波很有趣的一点是，浅水波的速度取决于深度。这意味着当这些波浪向海岸涌来时，在海岸较浅的部分上的波浪会变慢，而在较深的部分上的波浪会变快。所以，海浪会转向海岸，这就是为什么当你站在海滩上看着海浪向你冲来的时候，它们总是笔直地朝你冲来。

汤姆:最大的问题是梅根，我能试一试吗?

梅根:当然。如果你前后移动它，就会产生巨大的波浪。这些波浪实际上一直沿着水槽的另一端向下溅到另一端的海滩上。所以我们要做一个小实验。所以我们要划两下这个桨来造一个波浪。我要做两次。第一次，我们需要把它移动到一个固定的距离然后慢慢地移动第二次，你要移动同样的距离但是移动得快一点。我是说，时间，波浪从水箱的一端传到另一端所需要的时间。

汤姆:这是慢速划两下桨，然后……好吧，花了多长时间?

梅根:花了4.5秒。

汤姆:4.5秒。所以我们用了4.5秒的时间让我们的波穿过整个水箱。实验二，我在做同样的事情。我把桨移动同样的距离，这次你想让我划得快一点。

梅根-是的。

汤姆:好的。好吧，我想说的是，这次我移动桨的速度几乎是现在的两倍，所以我要在这里稍微走远一点，我猜它的速度可能是现在的两倍?

梅根-不。它以同样的速度行驶。

汤姆:所以又是4.5秒?

梅根-是的。

汤姆:好吧，梅根，你得解释一下这个。这是怎么回事?

梅根:所以我们在这个水箱里做的就是制造深水浪。想想深水波，速度是由波长决定的。因为我们把桨移动了同样的距离，波长是一样的所以速度是一样的。

汤姆:那是一个很有趣的实验。我不想撒谎。我确实很喜欢在这个巨大的鱼缸里制造一些波浪，当然，你实际上是在剑桥流体实验室做真正的科学研究。你能告诉我你看什么东西吗?

梅根:我们非常感兴趣的是海洋中的混合，海洋内部有波浪，就像海洋顶部有波浪一样，这些波浪被称为内波。这些内波对海洋内部的变化非常重要，我们可以在这个水箱中进行实验，我们可以重现海洋中出现的内波。

汤姆:我们有海洋内部波的数据，但是很难获得，很难在海洋中测量和研究它们。你知道，你得坐船出去之类的。所以，你会说，“我们利用我们拥有的数据，然后用它在实验室这个可爱的受控环境中重现真实世界的情况，在那里我们可以真正地研究它，真正地了解发生了什么。”

梅根-没错。

汤姆:为什么内波很重要，为什么我们需要更多地了解海洋混合?

Megan:所以，如果你想制作海洋模型，你可能需要了解它是如何工作的，而内波和混合对此非常重要。如果我们了解它是如何工作的，那么我们就可以建立它的模型，并了解气候变化等因素将如何影响海洋。

我们要回到宁格鲁礁，在那里克里斯不仅和鲸鲨一起游泳，他还采访了生态海洋的海洋生物学家山姆·雷诺兹。她的工作是追踪这些伟大的生物，因为我们实际上不知道它们在世界各地的海洋中去了哪里。首先，还是布拉德·诺曼。

布拉德:我们试图用卫星追踪来发现它们的迁徙，当我们没有机会看到它们或给它们拍照时，我们就会看到这些动物在哪里旅行。

克里斯:这是不是意味着你必须抓住一条12米长的鱼才能给它打上标签?

布拉德:不完全是。我们必须在原地进行。我必须和一条非常大的鲨鱼一起游，在它的背鳍上放一个标签。

克里斯:鲨鱼会怎么做?

布拉德:嗯，这些年来我们一直非常非常小心。我们正在确保我们所做的工作对标签的影响最小。所以我们要尽量减少给动物带来的麻烦。所以我们有了一个非常简单，但影响很小的标签，我们把它贴在鲨鱼的背鳍上，它似乎一直贴在鲨鱼身上。它甚至不反应，这很神奇。

克里斯:所以实际上我们不必通过刺穿鱼鳍的软骨来固定标签，而不是那样做，这是一种方法。你实际上有一些东西轻微附着足够长的时间来获取数据。

布拉德:没错，我们的想法是使用弹簧夹。我们可以把压力压在背鳍上。现在，它不会永远留在那里，这没关系，因为我们最不想看到的就是这些标签留在那里溃烂，对动物造成伤害等等。这个想法很具体，这些夹子和标签只会停留一段时间，之后，它们会脱落，不会对动物造成伤害。我们有证据表明，当我们重新观察我们前一年标记的个体时。夹子，标签脱落，鱼鳍没有损坏。

Chris:你说这是用来监控移民模式的，所以你必须使用GPS或卫星监控之类的东西。它使用无线电信号，但在水下不起作用。你是怎么解决这个问题的?

布拉德:嗯，那很有趣。我们发现，太阳光的传输不能穿过水。所以卫星追踪对陆生动物、海豚、鲸鱼、海龟、儒艮或其他需要呼吸的动物都很有效。鲸鲨是鲨鱼。他们不需要浮出水面。然而，我们使用了一种不同类型的标签来更多地了解鲸鲨的一般行为，称为每日日记。我们能够确定在特定的时间，通常是黎明和黄昏，鲸鲨在水面上进食时，它们的背鳍是露出水面的。所以，如果我们在它的背鳍上放一个标签，它不会每天都发出信号，但它会得到足够的信号，在一段时间内找到那个动物的位置。

山姆-你好。我叫萨曼莎·雷诺兹。我是一名海洋生物学家，我和Ecocean一起研究鲸鲨，我们现在在宁格鲁礁。我的工作是下载我们从卫星标签上得到的传输信号。我们在网站上做这个。卫星公司为我们收集数据，我们登录网站，下载数据，给我们一个位置，一个时间，当鲸鲨在水面上的日期。然后我们把这些数据上传到另一个网站，然后把数据可视化。这是一个公共网站，任何人都可以访问这个网站，看到我们捕捉到的鲸鲨的踪迹。

克里斯:他们去哪儿了?

山姆:好问题。我们追踪了很多人从宁格罗，东北，西北向北。有一条鲨鱼一路游到了印度尼西亚爪哇岛的南部海岸，还有一条鲨鱼一路游到了珀斯的罗特内斯特岛附近。一些鲨鱼来到了鲨鱼湾。我们从鲸鲨身上得到的模式是，它们似乎呆在沿海水域。这些大多是我们标记的幼雄性。因此，我们认为它们离海岸更近。我们还首次全面追踪了鲸鲨返回宁格鲁礁的迁徙。

克里斯-这是什么意思?

山姆:我们在宁格鲁礁给鲸鲨做了标记，我们看着它们离开宁格鲁礁。根据我的分析，我说至少离他们被标记的地方300公里远，然后我们看着他们又回来了。有趣的是，人们普遍认为鲸鲨在冬天聚集在宁格鲁礁。但从我们一直在做的追踪来看，它们似乎全年都在回来。鲨鱼在9月或10月，1月回来。所以，看起来他们可以全年使用宁格鲁礁，这真的很有趣。

克里斯:今天和我们一起游泳的鱼块头很大。它们可能有8米长。它有一辆大巴士那么大，和你一起在水里晃来晃去。但让很多人吃惊的是，这不是一种大型动物，当然也让我吃惊。它们比这个大得多。

山姆-不，他们可以做得更大。我们认为它们可以长到18到20米，到了8到9米左右，它们就开始成熟了。所以，我们认为这些沿海聚集的鲸鲨，或者说是幼鲨的集合，它们可能是在积蓄力量，然后随着它们长大成熟，也许它们会离开海岸，也许是为了寻找配偶。

为什么研究它们如此重要，因为——用一个可怕的短语——大海里有很多鱼?为什么这些很重要?

山姆-他们是海里最大的鱼。它们是食物链的顶端。我们真的不知道将它们从食物链中移除会产生什么影响，我们真的希望海洋中最大的鱼在我们的监督下灭绝吗?我当然不知道。所以，我认为重要的是我们要研究它们的威胁和去向，并试图了解它们的活动，这样我们就可以保护它们和对它们重要的地区。

我们不满足于仅仅听到黑珊瑚的惊人光芒，我们派汤姆·克劳福德去皇家学会夏季展览会上约格·维登曼的展览去看看……

Tom - Jörg把我带进了一个非常黑暗的房间，他拿着一个紫外线手电筒。

Jörg -这是蓝光。所以它是450纳米。

汤姆:好吧，他拿着一个蓝色的手电筒照在一个小鱼缸或者一个小水坑上，水坑里大约有10厘米深的水，里面有各种发光的生物，像石头一样。我在看的是珊瑚吗?

Jörg -不。你在这里看到的海葵，它们实际上是我们当地的明星，它们来自多塞特海岸，来自剑桥湾，也来自怀特岛。你可以在这里看到两种不同的物种。这里有绿色的触须，蛇锁海葵，这里是草莓海葵。所以草莓海葵通常是红色的，上面有绿点。我们在这里只看到绿色的点，因为它们含有一种荧光蛋白色素。

汤姆:你有真正的珊瑚给我看吗?

Jörg -当然，我们有，如果你想搬到这里。在另一个水槽里，我们有热带珊瑚。它们被保存在较高的温度下。这里有来自世界各地的各种各样的物种，从大堡礁到加勒比海，还有斐济。所以你可以看到，如果我们用手电筒照水箱，这里有各种各样的颜色。有绿色和黄色的石头，还有深浅不一的红色石头。如果你看这里，这是一个典型的浅水珊瑚在这些浅水珊瑚中，动物使用荧光色素保护生活在组织内的共生藻类免受过多的阳光照射。

汤姆:所以当你说动物的时候，珊瑚本身就是一种动物。

Jörg -是的，珊瑚确实是一种动物。它与水母和海葵属于同一类。以珊瑚为例，你有许多珊瑚虫形成一个群体。它们彼此相连，形成一个石灰岩骨架，它们坐在上面，所以它们相当坚硬和脆弱，与海葵或水母相比，它们非常柔软。

汤姆:如果珊瑚是一种动物，那它们是怎么进食的?

Jörg -你可以在这里看到不同形状的菌落。在这个特殊的群体中，有相当大的珊瑚虫。其中一个息肉的直径有5厘米，所以它们真的非常大，你也可以看到它们在嘴周围伸出一些触手。所以它们的行为就像一群海葵它们有这种刺细胞用来捕捉猎物比如小甲壳类动物或小鱼，然后以它们为食。

汤姆:当然，珊瑚经常被用来展示人类对环境和气候变化的影响，因为它们似乎对环境的变化非常敏感。除了它们是非常美丽的生物这一事实之外，我们需要确保照顾这些物种的真正原因是什么?

Jörg -当然可以。所以你需要记住，珊瑚礁为世界上大约5亿人提供了收入来源。这里有一些非常生动的例子。因此，这些色素可以用于生物医学研究，例如，了解患病细胞是如何工作的，你可以用它们来了解癌细胞是如何运作的，制药行业可以用它们来开发测试，他们可以用来筛选新药。

汤姆:所以这是从珊瑚中提取荧光色素的例子。就像这里，当你用蓝光照射时，这些东西真的很亮。它们在黑暗中发光，你会说，我们可以把这种色素放入人体中感兴趣的细胞中，然后就能追踪它。

Jörg -是的，这正是我们能做的。这里，色素是由DNA编码的所以这是一个非常特殊的情况你有一个单一的色素是由一个基因编码的。所以你可以把这个基因转移到正在研究的细胞中你可以用这个遗传信息来标记活细胞系统中感兴趣的蛋白质。