1 进入“后常规时代”的科学
2010年3月5日上午9时，国务院总理温家宝在第十一届全国人民代表大会第三次会议上的《政府工作报告》中，谈及国际、国内环境时特别提出：国际上气候变化、粮食安全、能源资源等全球性问题错综复杂；外部环境不稳定、不确定因素依然很多。
气候变化、粮食安全、能源资源，今天我们发觉任何涉及科学的政策问题，已处在一种远离“常规”的状态：科学问题不再起源于抽象的科学好奇心或者工业的需求，而产生于那些事实不确定、价值有争议、风险巨大、决策紧迫的典型争端。如此，那种根据实验数据得出正确的结论，然后依据科学推理制定合适且无争议政策的传统科学，在这里已经不再适用，科学研究正在进入某些国外学者所提出的“后常规时代”，复杂性与不确定性则随之而来。
欧洲就被一个小土豆掀起过大风波。2010年3月3日，欧盟委员会批准其成员国种植一种名叫“Amflora”的转基因土豆，这是欧盟近13年来首次为转基因食品种植开放“通行证”。与美国相比，转基因农作物在欧盟国家基本处于试验室研究阶段，一直被禁止大范围推广种植，虽然欧盟委员会承诺转基因土豆只限于工业用途和家畜饲料，但此项决定仍旧被认为是欧盟转变对转基因农作物的立场的开始。
与中国批准转基因水稻种植相仿，小土豆引发了欧洲科学界与民众的激烈讨论。去除食品安全性、环境威胁、商业利益等争议因素，国家之间的科技竞争也成为转基因食品种植的重要推动之臂。欧洲生物技术协会秘书长Willie Griff就认为，“我们有一大段路要追赶。当美国、巴西、印度和中国齐头并进地开展基因工程研究时，我们已经失去了一批优秀的科学家。”中国农业部副部长危朝安也表示，转基因研究应用是国家抢占未来生物科技制高点的重要举措，也是大势所趋。
伴随着对转基因食品种植的重重争议，另一复杂的全球问题——对气候变化的调查也正拉开序幕。联合国2010年3月10日宣布，一批世界顶级的科学家，将对政府间气候问题变化研究小组（IPCC）所犯的错误展开独立调查，质询它为什么本应十分严格的程序没能发现至少3个有关全球变暖风险严重夸大的问题，以重塑IPCC的信誉。由于IPCC“气候门”中携带着诸多国家之间的利益纠纷，整个事件本身已超越了传统科学的范畴。
在更多方面，科学本身也在发生实质性的变化——包括经费来源、商业化、复杂的安全问题和知识生产的新模式——都意味着科学不再以“常规”的方式运行了。就像美国总统奥巴马之前向国会提交“取消重返月球计划、直接登陆火星、将太空运输转移给商业公司”的预案后，美国宇航局(NASA)立即将太空科技努力的重点转向火星探索。其中，美国麻省理工学院华裔物理学家张福林研发的可变比冲磁等离子体（VASIMR）火箭很快成为他们相中的目标：VASIMR使未来从地球到火星的旅行缩短为39天，只是目前地球到火星飞行所需时间的1/6。美国宇航局号召私营科技公司为未来的太空航天器提供最新技术支持，并把希望寄托于像张福林的德州艾德阿斯特拉火箭公司这样的私营公司身上。
看似已有定论的美国太空探索计划也开始浮起涟漪。美国宇航局2010年3月2日在其网站上发布消息称，他们在月球北极附近发现了数十个含水陨石坑，其中至少蕴藏有6亿吨水冰。这些水源在未来某一天或许可被用于获取氧气或建设月球基地。有关科学家认为，这一关于月球的重大发现可能会改变奥巴马的太空探索计划，这使目标已经相对混乱的NASA前景勾画更加扑朔迷离。
太空探索研究的摇摆不仅仅受国家支持、经费走向影响，还必须考虑人类未知的不确定风险——火星样本可能存在生命体。美国东卡罗莱纳州大学的John Rummel就认为：“当宇航员携带火星样本返回地球时，必须有专门的工作人员进行安全性检测和保护，从而避免人类遭受火星微生物的侵袭和感染。”美国宇航局计划将火星样本划分为最高等级的生物危害，并正集合科学家，共同探讨过去、当前以及未来的外空生物学状况。
当人类正急切寻找外星生命时，地球上的机器却越来越像“人”了。美国麻省理工学院的研究人员日前称，他们成功研制出一种能使机器人产生触觉的“电子皮肤”。依靠这种“电子皮肤”，机器人不仅能感知到物体的地点和方位，还能获得物体的硬度等信息，其技术关键点在于一种被称为QCT的量子隧道复合材料；东京大学JSK机器人技术实验室以中西教授为首的研究人员也成功造出一个名为“Kojiro”的人形机器人，它具有类似于人类的骨骼结构，能更为自然的活动，并通过人造脊椎实现各方位弯曲和扭动身躯。2007年，日本曾出台《下一代机器人安全问题指导方针》，这是人类社会首次为机器人“立法”。随着机器人技术的不断发展，有关机器人伦理道德风险的讨论将会再次兴起。
多少年来，科学研究一直是眉目清晰的面貌为世人所知，但是，当今科学研究却越来越呈现出一种“后常规”面貌，让人们认识到其不确定性、风险性和争议性。改变这种现状的办法并不是停止科学研究，而是让更多的人来参与科学实践，重新定义科学对于人类的更为重要的意义，这也是吸引最优秀的人才为之奋斗的理由。
2 生命，在与科学的交织中改变
摆脱大自然的灾害，与大自然和谐相处，是人类古老而弥新的梦想。然而，这是一个过程艰难的梦想，大自然偶一为之的“暴虐”，让在高科技福祉中的现代人，也不得不慨叹命运无常。
2009年8月，中国经历了一场名为“莫拉克”的台风，其所到之处，山川变色，民生遭劫。而8月13日出版的《自然》杂志刊登的一项研究说，近十年来飓风（“台风”在大西洋或北太平洋东部的称谓）的频繁活动与公元1000年前后的情况非常相似，目前正处于千年来的又一个飓风高发期，且全球变暖还可能进一步导致飓风活动增加。
台风灾害居各种自然灾害之首。据不完全统计，全球10种主要自然灾害造成的死亡人数中，约有41%归咎于台风。人们记忆深刻的是2005年美国新奥尔良的飓风之灾，官方统计的死亡人数达到1836人，失踪705人，上百万受灾民众流离失所。而这次的“莫拉克”台风，截至2009年8月15日7时，已造成福建等6省（市）1431万人受灾，因灾死亡9人，失踪3人。尤其是台湾地区，截至8月15日8时，全岛共有121人死亡、53人失踪、45人受伤。
科学是保持、重建人的尊严的重要力量，面对台风带来的人间悲剧，科学研究任重道远。美国著名科学家卡尔·萨根曾说过，科学绝非万能，然而却是我们的希望所在，我们的命运与科学联系在一起。就像《自然》杂志提醒我们，频繁的台风、气候异常已是常态，在其行迹所及地区，无疑应加强预报、预警、应急的研究和实施，进一步从水土安全、环境保护乃至土地利用诸方面重新科学审视和规划。
研究认为，飓风活动增加与海洋表层水温上升有关，这一与飓风的直接关联的科研结果，让我们更多地认识全球变暖的危害性。由此，丹麦的一家研究机构——哥本哈根共识中心，提出了对抗全球变暖的“造云船”方案，方案计划将一支由1900艘船组成的船队分布在海洋里，利用风能吸取海水，通过高高的烟囱喷射到空中形成巨大的白云，这些云能反射使海水变暖的阳光的1%至2%，足以抵消二氧化碳排放导致的温室效应，对于降低台风灾害也带了一丝希望。
“造云船”方案还处于策划阶段，其实还是一个遥远的梦想和希望。而2009年7月31日出版的《科学》杂志刊登的“恢复生态学”专题，更加值得人们关注。
众所周知，人类进入“现代”之后，对大自然的影响日益巨大，人类活动直接或间接导致生态系统退化、受损、变形，甚至完全毁坏，失去了“原来面目”的生态。一方面造成酸雨等现代灾害，另一方面，让包括台风在内的自然灾害“雪上加霜”，暴虐有加。
20世纪80年代以后，恢复生态学应运而生，开始从理论与实践两方面着手研究生态系统退化、恢复、利用和保护机制，旨在帮助退化、受损或毁坏的生态系统恢复到其原来的正常轨迹，是一种启动及加快对生态系统健康、完整性及可持续性进行恢复的主动行为，年轻的国际恢复生态学会在2009年刚刚庆祝了其第21个生日。
《科学》杂志在这期专题中在世界范围内选择性解读了几个恢复生态项目，其中包括一篇由《科学》驻中国记者Richard Stone撰写的关于中国森林养护的特写文章，文章中指出中国推行混交林的努力在使村民和伐木工获得生存机会的同时，也使生态系统恢复了活力。
恢复生态学显然不仅仅是生态学问题，对于居住于生态遭受破坏地区人们，生态能否正常关乎他们的命运。因此，《科学》杂志强调了这一新兴领域的科学地位，表示“我们星球的未来可能要依赖于恢复生态这门年轻学科的成熟”。对我们的世界来说，它无疑为解决面临的日益严重的环境、生态问题和实现可持续发展提供了机遇。
大自然的生态恢复固然重要，人身体的自然恢复同样让人关注。宾夕法尼亚大学的Artur Cideciyan科学团队将功能正常的DNA注入病毒，再将病毒注入患有利伯氏先天性黑内障的3位失明志愿者的眼部细胞。3个月后，3名接受治疗的病人的视力都有所改善，能够用肉眼捕捉到光线。而且，治疗1年后，病人的眼部和体内没有出现任何免疫反应。其中1名女患者的大脑已经学会从重新恢复活力的视网膜的某个区域探取信息，甚至能够阅读仪表盘上的数字。此项研究无疑将给那些生活在黑夜中的失明者带来光明福音，同样的福音希望还将降临到耳聋者。2009年8月7日的《细胞》刊登了我国香港科技大学生物化学系讲座教授张明杰与其研究团队，对人体细胞内用以运输蛋白质的一种重要的“机动蛋白6”进行了长达8年的研究成果。研究团队终于成功找到了其运动模式，并表示掌握了“机动蛋白6”的正常运作模式后，科学家便有机会纠正各种引起细胞突变的错误运动方式。该研究团队目前正对耳聋症状相关细胞突变展开研究，并透露已获很大进展。从全球变暖到台风频繁，从失明到耳聋……在现代科技高速发展的今天，灾难、疾患等人类亘古以来的挑战依然挥之不去。然而，那种沉默、无奈中的命运，却因现代科学而慢慢改变，我们的生命从来没有像今天这样与科学黏结在一起，使它在沉甸甸的期待中不断开创新的希望。
3 水资源危机警钟再响
2011年2月9日，姗姗来迟的初雪终于降临北京，结束了2010年10月25日以来，北京已经连续108天无有效降水的局面，与此同时，饱受干旱煎熬的河南、山东、河北、安徽等地也迎来首场降雪。但是，这场广受欢迎的瑞雪并不是干旱结束的标志，对于干旱已久的中国北方地区而言，一次降雪不过是杯水车薪，困扰中国北方多年的干旱问题始终没有得到有效解决。
中国罕见的北方大旱引发全球关注之时，2011年中央“一号文件”适时而出，锁定水利改革发展，明确提出全面治水：“要大兴农田水利建设，力争通过5年至10年的努力，从根本上扭转水利建设明显滞后的局面”。将水利建设置于中央“一号文件”的重要内容，这在中华人民共和国成立62年的历史上尚属首次。中国人民大学农业与农村发展学院郑风田教授认为，近年来大范围的干旱洪涝暴露出中国农田水利已到了必须大力改善的时刻，必须下大工夫来解决。
2011年中央“一号文件”的背后，潜藏着未来中国的基本国情：中国的人均水资源只有全球平均水平的28%，近2/3城市不同程度存在缺水，地下水超采区面积惊人。中国经济增长付出的资源环境代价过大，不少地方水资源开发已超出承载能力，河流断流、湖泊萎缩、地面沉降、湿地退化等生态与环境问题此起彼伏，令人揪心。
中国地质调查局“青藏高原生态地质环境遥感调查与监测”最新成果表明，近30年来被称为“中华水塔”的长江、黄河、澜沧江等亚洲大河大江的发源地——青藏高原冰川年均减少131.4平方千米，而且近年来有加速消减的趋势，其中高原周边的冰川面积消减最为明显。随着高原冰川大面积的减少和雪线不断上升，“中华水塔”的蓄水总量正在下降。在不考虑全球气候加速变暖的前提下，预计到2050年冰川面积将减少到现有面积的72％，2090年将减少到现有面积的50％。
而在2011年2月2日，第15个世界湿地日之时，著名农业专家和生态专家杨邦杰向国务院提交报告：中国湿地全面告急！西北干旱地区最重要的水源地祁连山，其自然保护区的66万公顷的区域中目前仅存11.35万公顷湿地且逐年萎缩，沙漠正在以每年4米的速度向这块湿地逼近，黄河沿岸已形成220千米的沙化带。
然而，这还只是目前中国湿地危机的一个缩影。据不完全统计，全国沿海湿地面积已削减过半，黑龙江三江平原的原有沼泽80%消失，有“千湖之省”之称的湖北省的湖泊锐减了2/3，现在全国各类大小湖泊消失了上千个，约1/3的天然湿地存在着被改变、丧失的危险。
被称为“地球之肾”的湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统，湿地大面积消失将会引发灾难性的后果。而在另一方面，水体污染也加剧了中国的水危机。2010年7月15日出版的英国《自然》杂志曾引用中国地质调查局一位专家的话说，中国有90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重。
面对日益严重的中国水资源危机，中国科学院水资源研究中心主任夏军表示，应站在全球的角度，对解决水问题提供科学的理解、认识和支撑，同时用科学和技术的新的发展寻求解决未来面临的水危机的方法。
例如，引进和发展低价、高效的污水处理技术，控制污染源，不产生或少产生新的污染，对已污染的河流进行综合治理；用新技术降低海水淡化的成本；发展耗水量少、产量高的的农业节水优良品种；甚至在三峡、南水北调等大的水利工程上，大型存储调度技术也可以及时采用。