在实验室里使一株稀有但能致命的病毒变异，以便科学家们能在危险的新菌株出现之前就能更好地识别它，这听上去是个不错的想法。但这也是个令人恐惧的提议，因为这项研究会制造出一种能够更容易传播的病毒，而且研究成果会被生物恐怖分子所用。

 

　　2011年传出消息称，有两项研究正是将H5N1禽流感病毒进行了上述改造，随后引起了全球性的恐慌，研究不得不暂时中止。美国一个生物安全委员会禁止这两个研究小组在Nature和Science上公开发表他们的研究成果，但声称这项工作潜在的益处是显而易见的，经过修饰的病毒看上去比原始的病毒致病性差，并且科学界已经得到了所需要的数据。但是人们关心的是这项实验对人类造福和威胁之间的界线，到底有多窄。

 

　　这种充满争议的界线在很多科学领域内都存在。一些可能会威胁到全球安全，另外一些可能会造成痛苦的家庭伦理问题。Nature杂志列出了四个例子，虽然不是权威的列表，但是它们也大致表明了这类问题是如何出现的，以及告诉科学家们他们需要不断地自问：研究的益处是否比危害更多。

 

　　任何物理学家都不能抵抗一种能够快速有效地分离放射性同位素、用于核发电场以及放射医疗的技术的诱惑。但是同位素的分离也是制造核武器的重要步骤，所以这种技术让非法制造核武器变得容易和隐蔽。

 

　　自然界存在的铀矿大多数是铀-238，不能为爆炸维持不可控链式反应。只有0.7%是易裂变的铀-235。将其浓缩到3-5%才能为核反应堆提供燃料。如果想制作核弹，那么需要浓缩到90%以上。由于同位素的化学性质几乎是相同的，将一种同位素和另外一种相分离一直是制造核武器的主要难题。如今的现代分离技术包括了一系列的离心机，所以需要足够的空间、大量的电力，精密制造的机械以及时间。

 

　　激光可能是一种更加有效的途径。铀原子核质量的一点改变将会改变它们电子层的能级。频率合适的激光会激发所需同位素的能级，结合其他的技术，就可以将铀-235从其他的同位素中分离开来。这项工作可以迅速而隐蔽地完成。2004年，韩国的科学家在几周内使用激光分离了少量的武器级铀-235。这项工作在告知国际审查员之前的数年都未被曝光。

 

　　现在，由于价格低廉的可调激光器的出现，全世界的物理学家可以轻易使用激光进行分离。一个有力的证明是位于奥斯丁的得克萨斯大学的马克-雷岑（Mark Raizen），他致力于将激光器用于分离医疗用途的同位素，比如用在诊断骨骼疾病的钙-48；以及用于癌症治疗的载体镍-64。整个世界都缺少医疗用途的同位素，雷岑说，“人类的生活将会依赖于新发现。”

 

　　雷岑的技术非常简单：仔细调谐的激光将所需同位素的电子推向更高的能级，暂时地改变这个原子的磁矩。因此，分离同位素所需要的就是一个强大稳定的磁场。

 

　　雷岑说他意识到关于激光器和同位素的工作可能会导致核扩散问题。但是他辩称他的工作不能用于像铀之类的重元素。

 

　　其他人强调应该谨慎发展激光富集法。“我认为风险很高，”弗朗西斯-斯勒基（Francis Slakey）说，他是位于华盛顿特区乔治城大学一个公众关注科学项目的负责人，他公开反对将能够制造核燃料的同位素分离激光器商业化，并期望科学界能够进行公开的讨论，尤其是许多原子和分子光学界的物理学家遵循和雷岑相同的原则。“我觉得是时候暂停一下并进行反思了，”斯勒基说。

 

　　为让物理造福人类的兴奋所激励，雷岑继续他的研究。至于可能的危害，“你不能抑制科学思想，”他说。如果他不这么做，其他人也会。他期待着他几个月后轻元素锂的第一次实验结果。

 

　　制造一台能够准确读取人们想法的机器是一个非凡的构想，这让安全部门可以在恐怖分子犯罪前抓到他们，或者为脑部受损不能移动和交流的病人提供发声的工具。但是这样一种装置也是科幻小说中常说的噩梦，会唤起独裁者的幽灵以及时刻保持警惕的思想警察。

 

　　这也是为什么进行类似“思维解读”的研究被喜欢的人称为“脑部扫描”或者“脑部编码”。“思维的定义包括了很多东西，”阿德里安-欧文（Adrian Owen）说，他是位于加拿大伦敦市西安大略大学的一名神经科学家。

 

　　虽然如此，这些研究人员已经在理解人类思维的研究中有了惊人的进展。其关键就是功能性磁振造影(fMRI)，它让研究人员能够模拟经过大脑的血流量。血流量据称是神经活动的合理反映，因此fMRI能够描绘出大脑活动的图像。

 

　　例如，欧文曾经研究因遭受外界创伤而成为植物人的病人。通过询问特别的问题来刺激他们大脑的不同部位，他确定约16%的此类病人能够有所反应，证明他们至少有某些层次的意识。

 

　　加利福尼亚大学伯克利分校的神经科学家杰克-盖兰特（Jack Gallant）建立了跟踪观看视频时人们视觉皮层活动特征的算法。反向解读这些计算机编码可以创造出人们正在观看图像的阴影图。盖兰特认为这项工作为更先进的技术奠定了基础，可以用来和瘫痪但是有意识的所谓处于锁定状态的病人交流，或者制造允许人们用意识进行操控的机脑互动机器。

 

　　柏林夏洛蒂医科大学的神经科学家约翰-拜兰-海因斯（John-Bylan Haynes）更进一步，试图确定人们的意图。海因斯扫描大脑来确定他是否能够选择出大脑在人决定行动前的活动特征。在简单的情形下成功了：比如在人按下按钮的前几秒钟，他就能确定其是否会这么做。

 

　　至于这项工作是否会在测谎仪或者反恐行动之类的现实生活中得到应用，是另外的事情。首先，盖兰特说每个人的大脑是不同的；很难确定科学家是否能够得到一个适用于所有人的“思维解读”通用公式。另外，海因斯说fMRI仪器很难在机场部署，即使能够安装，一个简单的否定就会将它们撤掉。“你不能买个会说‘这个人要炸毁飞机’的检测仪，”海因斯说。

 

　　尽管如此，这种设备的前景还是引起了警觉。“知道某些人能够使用机器来了解你最深处的想法并不会让人觉得愉快，”盖兰特说。

 

　　然而商业机构已经进入这个领域。两家美国公司开发了fMRI测谎仪器，而广告业则提出了“神经市场学”的概念，即使用fMRI或者其他技术来测量人们情绪上对于某些刺激产生的潜意识。到目前为止，对于这类研究产生的关注似乎被夸大了。大多数的法庭听从了科学家对于fMRI测谎仪的质疑，并拒绝将它们的结果当作证据，斯蒂文-雷肯（Steven Laken）这样说，他是位于马萨诸塞州廷斯波罗市fMRI测谎仪厂商Cephos的首席执行官。但是盖兰特认为使用该技术的仪器将不断涌现。“它的发展将远远超出你的想象，”他说。

 

　　在那些支持者看来，人类想要脱离地球温室效应的最有效途径就是地球工程：在全球范围内对地球环境进行操纵。这可能会包括太阳辐射控制――例如，在同温层喷洒微小的颗粒，让它们把照射到地球的一些阳光反射掉，从而降低地球的温度；包括二氧化碳的去除，比如向海洋中加入铁离子，让海藻大量繁衍，它们会将大气中的二氧化碳固定下来，死后它们将沉积在大洋的海床中。

 

　　对于批评者来说，地球工程是极端鲁莽的，并且可能会加剧气候政策的不稳定性。

 

　　让我们看一下围绕着英国政府支持的同温层颗粒注入气候工程（SPICE）项目的争议，这个项目包括了来自布里斯托尔大学、剑桥大学、爱丁堡大学和牛津大学的研究人员，以及英国气象局和位于剑桥的马歇尔航宇公司。SPICE是一项检验太阳辐射控制的原理论证工程。其构思是用一条一千米长的管道将水输送至空中，并将其分散。这个高度很低，不会改变气候，并且在此高度上原本就存在很多的水蒸气，大卫-凯斯（David Keith）说，他是加拿大卡尔加里大学的地球工程专家。“除了水管可能会落在人们头上以外没有其他的危险，”他说。

 

　　然而，环保人士2011年一听到SPICE的消息就立马提出了警告。除了地球工程没有预料到的后果――比如突然改变降水特征以及导致干旱以外，此类工作还会导致道德风险，派特-穆尼（Pat Mooney）声称，他是加拿大渥太华一家环保组织ETC的执行主管。由于全球的气候讨论不断拖延，这类实验的存在可能会让政治家们认为有办法摆脱排放限额的影响。“这是政府逃避责任所选择的一条简单的道路。”穆尼说。

 

　　ETC以及其他组织2011年秋天向英国政府请愿，要求停止SPIC项目，指责它将在今年的里约热内卢气候会议上损害国家的信誉。菲尔-麦克纳根（Phil Macnaghten）说，他是英国杜伦大学的一名地理学家，及早预见到SPICE项目的伦理及社会评估问题。在2001年9月，麦克纳根以及其他人建议暂停该实验，让研究人员和公益团体接洽。目前，这项建议仍在等候听审。

 

　　穆尼希望能有各国通过规则，对会导致跨国问题的地球工程进行限制，直到一些重要的问题得到解答。例如，地球工程真的会起作用吗？它会导致哪些难以预料的后果？但是由于全球温度在不断上升，麦克纳根相信只要研究人员回答了公众关注的议题，这类项目会持续进行。“当你不觉得你无知的时候，就很难再继续下去，”他说。

 

　　怀孕的母亲血液内有婴儿整套的基因序列。遗传学家说，在不久的将来问题的关键将不是如何得到这些序列，而是如何利用它来了解婴儿未来的行为和健康情况――以及如何处理由此而来的痛苦的伦理问题。

 

　　这种新产前诊断方法的关键在于在人体血管内自由流动的DNA片段。据香港中文大学病理学者丹尼斯-罗（Dennis Lo）介绍，怀孕妇女体内此类片段约15%来源于胎儿，他和一家加利福尼亚州圣地亚哥生物公司Sequenom合作，致力于发展胎儿基因筛选。

 

　　问题的关键是如何判断哪些DNA片段属于胎儿，哪些属于母亲。父亲提供的DNA片段是最容易得到的。研究人员从怀孕母亲的血液中提取DNA，并与父亲的基因序列相比较，寻找有相同序列的片段，从而分离出胎儿DNA中属于他的一半。母亲的一半同时也被鉴定出，因为这和血液中剩余DNA片段一样。为了达到目的，研究人员需对某些基因序列的数目进行统计。胎儿和母亲共有的基因出现的比例将高于那些只属于母亲的片段。

 

　　基于这种方法筛选某些致病基因的方法已经接近商业化，罗说。科学家可以检查唐氏综合症，其致病原因是胚胎中含有三份21号染色体拷贝，而不是正常的两份。测试结果敏感程度超过95%，这比得上危险的羊膜穿刺术检查。但是它没有风险。罗相信它将会成为广泛使用的方法。

 

　　这听上去是一个福音，更多的父母可以在产前预测唐氏综合症以及其他的像囊性纤维化的遗传病，但是这会导致苦涩的社会问题，斯坦福大学生物伦理学家亨利-格瑞里（Henry Greely）说。通过通用筛选，更多的妊娠会被终止，因为决定生下有像唐氏综合症之类疾病婴儿的女性，将会面临社会和法律上的歧视，他警告说。“有些国家对智力缺陷特别关注，它们将愿意进行强制的基因筛选来避免这类婴儿的出生，”他说。如果伤残的婴儿能在产前检查出来，私营保险公司以及公共医疗服务可能会拒绝为他们付款进行治疗。除开这些反面乌托邦的推想不谈，一些病人担忧，如果患有这类疾病婴儿出生的数目突然下降，那么相应的社会支持以及研究费用也会减少。

 

　　除了鉴定目标疾病，对胎儿基因组的全序列测序在技术上也是可行的，并且在不久的将来其价格可以达到可接受的程度，斯蒂文·奎克（Stephen Quake）说，他是斯坦福大学的一名研究人员，并和加利福尼亚州红木城一家胎儿基因筛选公司Verinata Health有合作。这将引起更多的争议问题，格瑞里说。“家族中有老年痴呆的人可能会因得病的风险选择终止妊娠，尽管这种病在65年以后才会出现，”他说――鉴于现在不能确定这种病或者很多其他的疾病是否完全由基因决定，所以这种病甚至可能不会出现。

 

　　目前，还没有关于如何向有潜在患病可能的胎儿的父母告知有关基因噩耗的指导手册。罗说如果是胎儿未来有得病可能的话，他告诉产前父母会很小心。“谁知道60年后医疗技术会怎么发展？”

 

　　但是并没有理由终止这项研究，奎克说，他有一个患有唐氏综合症的远亲。他说他曾经深入思考早期测试带来的问题，但是最终认定其益处超过风险。“父母发现的越早，他们就能越早地做好准备，”他说。