一个信念：科学研究需要团队
北京时间10月7日，2020年诺贝尔化学奖授予了詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna) 和埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier），其获奖原因：开发了一种基因组编辑方法。
詹妮弗·杜德纳是美国加州大学伯克利分校的一名教授，也是美国劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory，简称“伯克利实验室”）的一名生物化学科学家。这一天，她也成为伯克利实验室历史上第十四位获得诺贝尔奖的科学家。
伯克利实验室位于加州大学伯克利分校的山丘上，占地1226英亩，约75个标准足球场那么大，景色怡人，俯视壮丽的旧金山湾。伯克利实验室是美国能源部主管的17个国家实验室之一，由加州大学代管，围绕能源、生命系统、宇宙中的物质和能量等进行交叉学科的基础研究，成绩斐然。2012年，詹妮弗·杜德纳教授和法国女科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶在《科学》杂志上发表论文指出，细菌用以对抗病毒的CRISPR-Cas9系统可以作为简单、灵活的基因组编辑工具。通过它，科学家可以高效、精确地改变或替换植物、动物（包括人类）的基因。现在，简单、廉价和高效，CRISPR已成为全球最为流行的基因编辑技术，被称为编辑基因的“魔剪”。
“科研团队（ team science）”
自1931年8月诞生以来，伯克利实验室始终坚守着一个信念：科学研究需要团队。
这一信念由实验室创始人、物理学家欧内斯特·奥兰多·劳伦斯（ Ernest Orlando Lawrence）提出。他是“科研团队（team science）”概念公认的鼻祖。
1928年夏，27岁的劳伦斯离开耶鲁大学，加入加州大学伯克利分校。任教期间，他发明了一种独特的粒子加速器——回旋加速器，为科学界敲开了通往高能物理学的大门。劳伦斯于1939年获得了诺贝尔物理学奖，打响了伯克利实验室勇夺诺贝尔奖的第一枪。除了在物理系授课，劳伦斯还受聘于化学系，这让他接触到不同领域的科学家和学生。劳伦斯慢慢发现并坚信，科学研究最好由具有不同专业知识的人组成团队，共同完成。
1931 年夏建造完成的第一台回旋加速器的加速腔，直径为4.5 英寸（约11.43厘米） ，可以将氢离子加速至80000 电子伏特的能量。为了建造直径27英寸（约68.58厘米）加速腔的加速器，劳伦斯需要更大的实验室。同年8 月他从伯克利大学获得了位于物理系附近一个闲置的建筑物。劳伦斯将其命名为“放射线实验室（ Radiation Laboratory）”，并招募了一支由物理学、化学、生物学、工程学和医学科学家和学生组成的科研团队。后来，为了建造更大直径加速腔的加速器，劳伦斯将实验室搬离了校园，搬到校园上方的山丘，即现在俯视旧金山湾的地方。1959年8月27日，刚过完57岁生日的劳伦斯去世了。之后，实验室正式以他的名字命名。
发明回旋加速器、参与原子弹研发、发现化学元素周期表中第103号元素铹……劳伦斯短暂的一生为科研作出了巨大贡献，而“科研团队”这一概念也成了劳伦斯留给伯克利实验室最大的遗产，被一代代的科学家和学生传承。詹妮
弗·杜德纳教授铭记这一概念，她与法国女科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶合作，成为第一支获得诺贝尔奖的女性研究团队。
35
“为世界提供科学方案（Bring Science Solutions to the world）”是伯克利实验室的口号。1931年以来，他们提供了诸多改变世界的伯克利实验室方案。从中，他们自评了35项大突破，现简要列举其中的10大突破。
确认大爆炸，发现暗能量。伯克利实验室安装在卫星上的探测器，揭示了银河系在大爆炸中诞生。实验室的超新星宇宙学计划发现了暗能量——构成宇宙四分之三并导致其加速扩展的神秘物质。
锁定恐龙杀手。1980年，由伯克利实验室科学家沃尔特·阿尔瓦雷斯（Walter Alvarez）领衔的科研团队发现：地球与一个小行星的碰撞，导致了恐龙的灭绝。
发现16个元素。如若没有伯克利实验室的贡献，元素周期表会变得小些。伯克利实验室在发现“锝”中功不可没，这一发现彻底变革了医学成像。实验室发现了“镅”，如今它被广泛运用于烟雾探测器。
好坏胆固醇。胆固醇既好又坏，实验室的这一发现直接推动了1960年代心脏病的治疗及突破。
重写乳腺癌病因。一项革命性理论发现：乳腺癌的病因与乳腺细胞微环境的崩溃有关。
制造最小的机器。世界上最小的合成电动机在伯克利实验室诞生，它比人的头发还要细。
最小生命体成像。伯克利实验室的科学家拍摄了超小型细菌的照片。科学界认为，这样的细菌是最
小的生命体，15万个这样的细菌才能填满一根人类头发的尖尖。
最强显微镜。2008年伯克利实验室发明了电子显微镜TEAM，让我们有机会窥视原子的世界。这台显微镜产生的分辨率为半埃，比单个氢原子的直径还要小。
解释光合作用。有没有想过植物如何将阳光转化为能量？伯克利实验室的梅尔文·卡尔文（Melvin Calvin）发现了答案。今天，这一发现让科学家进一步思考：如何从阳光中获取可持续能源。
从微生物中挤出燃料。与美国能源部联合生物能源研究所共同开发出可直接从生物质能（ biomass）中产生燃料的微生物。
10大科研方向
伯克利实验室拥有一支庞大的科研团队，每年实验室都硕果累累。
近年，他们展望未来，确定了伯克利实验室未来十大科研方向。
重构地震建模。伯克利实验室的研究人员正运用超强大的计算机，创建全球首个端到端（end to end）仿真框架，实时捕捉地震的地质、物理参数。
生物原子成像。低温电子显微镜正在变革结构生物学。目前，伯克利实验室科学家正以接近原子的分辨率，获得生物分子的成像。这将有助于药物开发和医学研究。
深入探索暗物质。伯克利实验室正引领美国最敏感的实验，该实验旨在发现理论上存在的暗物质粒子WIMP。 这个实验将在位于南达科他州地下4580英尺的斯坦福地下研究设施中开展。
制造更好的电池。伯克利实验室运用同步加速器释放出的X射线，开发了一项新技术，也能够对锂离子电池颗粒在充电和放电过程中的
纳米级变化进行成像，以新视角认识电池的工作原理。
提高农作物产量。伯克利实验室的科学家正在模拟植物利用阳光的方法，以提高光合作用的效率，进而提高农作物的产量。他们与伊利诺伊大学的联合研究表明，这项技术已现曙光。
清洁能源材料。科学家正在创造新型清洁能源纳米材料，比如研发新催化剂，它可将二氧化碳转化为液体燃料、溶剂和可再生原料的成分。
宇宙3D图。伯克利实验室发明的暗能量光谱仪（DESI）将更深入了解暗能量。通过接收数百万个星系和其他天体的远古光，揭示它们远离地球的速度，并创建一个巨大的3D宇宙天体图。
越来越小的电子。集成电路将继续缩小尺寸，但终究受物理定律所限。科学家们毫无畏惧，他们使用能更好控制电子流动的材料，制造出的晶体管Gate端只有1纳米长，突破了物理学上的尺寸障碍。
自动图像识别。伯克利实验室的研究人员正开发自动机器学习工具，以便从生物学和物理学等领域的图像中分类、检索科学数据。该技术未来可能的应用，包括从数以千计的健康细胞中快速识别癌细胞。
地下水银行。能否将雨季的水储存，以备干旱之需？