【中国新闻网】两院院士评出2019年中国和世界十大科技进展
时间:2020-01-19 02:11    来源:本站

  【中国新闻网】两院院士评出2019年中国和世界十大科技进展作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  由中国科学院、中国工程两院院士投票评选的2019年中国十大科技进展、世界十大科技进展11日在北京揭晓,“嫦娥四号实现人类探测器首次月背软着陆”“人类首次‘看到’了黑洞”分别领衔2019年中国和世界十大科技进展。

  ——嫦娥四号实现人类探测器首次月背软着陆。2019年1月,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面艾特肯盆地冯·卡门撞击坑,在“鹊桥”号中继星的支持下,嫦娥四号着陆器与“玉兔二号”巡视器分别开展了就位探测和巡视勘察。目前,嫦娥四号在月球背面的工作时长已超过300天,远超设计寿命;“玉兔二号”巡视器克服各项障碍,行驶里程也已超过300米,实现“双三百”突破。

  ——中国天文学家发现迄今最大恒星级黑洞。2019年11月,国际科学期刊《自然》发布了中科院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的一项重大发现:依托中国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST),研究团队发现一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞,并提供一种利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新方法。这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限,颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知,有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。

  ——中国科学家首次观测到三维量子霍尔效应。中国科学技术大学乔振华课题组与南方科技大学张立源课题组等合作,首次在毫米级的碲化锆(ZrTe5)块体单晶体材料中观测到三维量子霍尔效应的明确证据,并指出该效应可能是由于磁场下相互作用产生的电荷密度波诱导的。这一重要研究成果于2019年5月在线发表在国际知名学术期刊《自然》上。自从1980年发现量子霍尔效应后,学界把注意力集中在二维体系,这次发现的三维量子霍尔效应,补全了霍尔效应家族的一个重要拼图。

  ——中国科学家研制出新型类脑计算芯片。历经多年努力,中国科学家研制成功面向人工通用智能的新型类脑计算芯片“天机芯”,而且成功在无人驾驶自行车上进行实验。清华大学类脑计算研究中心施路平教授团队的相关论文《面向人工通用智能的异构“天机芯”芯片架构》,2019年8月在国际期刊《自然》杂志以封面文章的形式发表。

  ——世界首台百万千瓦水电机组核心部件完工交付。由东方电气集团东方电机有限公司研发制造的白鹤滩水电站首台百万千瓦水轮发电机组的转轮,2019年1月在电站工地的转轮厂房正式完工,并较原计划提前交付。设计研发历时十年之久的百万千瓦水电机组是当今世界上单机容量最大机组,也是中国水电向世界水电“无人区”发起的冲刺。整个机组中最为核心、研制难度最大的部件就是转轮,堪称机组的“心脏”。转轮总重达353吨,经过24道工序,由100余名东电工匠耗时12个月“精雕细琢”完成。

  ——“太极一号”在轨测试成功,中国空间引力波探测迈出奠基性的第一步。中国首颗空间引力波探测技术实验卫星第一阶段在轨测试任务顺利完成。2019年9月,该卫星被命名为“太极一号”,中科院科研团队在不到一年时间里完成了“太极一号”的研制任务。“太极一号”第一阶段在轨测试结果表明,激光干涉仪位移测量精度达到百皮米量级,约为一个原子的大小;引力参考传感器测量精度达到重力加速度的百亿分之一,相当于一只蚂蚁推动“太极一号”卫星产生的加速度;微推进器推力分辨率达到亚微牛量级,约为一粒芝麻重量的万分之一。

  ——最新研究表明自然界中约24%的材料可能具有拓扑结构。2019年2月,来自中科院物理所、南京大学和美国普林斯顿大学的3个研究组分别在《自然》杂志发布最新相关研究成果表明,数千种已知材料都可能具有拓扑性质,即自然界中大约24%的材料可能具有拓扑结构。拓扑,描述的是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。当“拓扑”这一数学概念被引入物理学领域后,一方面推动了基础物理学研究的发展,另一方面也促使大量新颖拓扑材料出现。

  ——中国科学家解析“奇葩”光合物种硅藻捕光新机制。中科院植物研究所的一项最新研究发现自然界“奇葩”光合物种——硅藻如何利用其独特结构去高效地捕获、利用光能。北京时间2019年2月,知名学术期刊《科学》以长文形式在线发表了这一成果。基于该研究,科学家未来有望设计出可以高效“捕光”的新型作物。中科院植物所的沈建仁和匡廷云研究团队解析了硅藻的主要捕光天线蛋白高分辨率结构,这是硅藻的首个光合膜蛋白结构解析研究工作,为研究硅藻的光能捕获、利用和光保护机制提供了重要的结构基础。

  ——中国自主研发临床全数字PET/CT装备获准进入市场。华中科技大学谢庆国教授团队发明的全数字PET/CT,已于2019年5月底通过国家药品监督管理局注册审批,获得市场准入和对外销售资质。这意味着国产全数字PET打破国际技术垄断,中国高端医疗仪器开发取得重大突破。PET是正电子发射断层成像的简称,是继超声、CT和核磁共振之后当今的尖端医学影像技术,在恶性肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病等重大疾病早期诊断、疗效评估、病理研究等方面,具有极大应用价值。

  ——科学家发现16万年前丹尼索瓦人下颌骨化石。2019年5月,中国科学家联合多名境内外研究人员在《自然》杂志上发表文章称,在海拔3280米的青藏高原东北部甘肃省夏河县白石崖溶洞,发现的一件人类下颌骨化石经鉴定为丹尼索瓦人下颌骨化石。这一研究成果将青藏高原史前人类最早活动时间,由距今4万年推早至距今16万年,整整向前推进了12万年。由中科院青藏高原研究所陈发虎院士、兰州大学资源环境学院张东菊副教授和德国马普学会进化人类学研究所Jean-Jacques Hublin教授等带领的研究团队,对化石发现地及其周边地区进行近十年的系统考古调查,发现大批可能与该化石共存的文化遗存,为深入研究丹尼索瓦人的文化内涵、行为特征和高海拔环境适应策略等提供了关键信息。

  ——人类首次“看到”了黑洞。数百名科研人员参与合作的“事件视界望远镜”项目2019年4月在全球多地同时召开新闻发布会,发布他们拍到的人类第一张黑洞照片,照片“主角”是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,其质量是太阳的65亿倍,距离地球大约5500万光年。

  ——DNA显微镜研制成功。美国霍华德-休斯医学研究所和布罗德研究所共同开发出“DNA显微镜”,这是一种全新的细胞可视化技术,利用化学手段获取细胞内部信息,绘制的图像反映出细胞内生物分子的基因序列和相对位置的情况,DNA显微镜可以做一些光学显微镜做不到的事情。2019年6月,该项研究获《细胞》杂志发表。

  ——隼鸟2号首次降落小行星“龙宫”并采样。2019年2月,日本宇宙航空研究开发机构表示,根据接收到的数据判断,小行星探测器隼鸟2号成功降落在小行星“龙宫”上并采集样本,经短暂停留后再次升空。

  ——谷歌研究人员宣布成功演示“量子优势”。2019年10月,谷歌公司研究人员领衔的团队在英国《自然》杂志发表论文称已成功演示“量子优势”,让量子系统花费约200秒完成了传统超级计算机在几天之内才能完成的任务。“量子优势”被用于描述量子计算机发展的关键节点,指量子计算机能解决传统计算机在合理时间范围内无法解决的一些特殊问题。

  ——科学家合成世界首个含18个碳原子的纯碳环。2019年8月,《科学》杂志发表牛津大学化学系与IBM苏黎世研究实验室合作的一项成果,他们合成了世界上第一个完全由碳原子构成的环状分子C18,其中的18个碳原子通过交替的单键和叁键连接而成,早期研究发现C18环分子具有半导体特性,这意味着类似的碳直链结构可能成为分子级别的电子元件。

  ——新型人造DNA结构,信息密度可加倍。2019年2月,美国应用分子进化基金会史蒂文·本纳领导的科研团队在《科学》杂志上发表报告说,他们合成的新型DNA分子系统与天然DNA最大的不同是,它拥有8个而非4个生命信息组分。据介绍,脱氧核糖核酸(DNA)中存储着遗传代码,它由4种核苷酸组成,以4个不同字母表示。美国研究人员最新合成出一种由8个字母组成的新型DNA结构,信息存储密度加倍,未来有望应用于合成生物等领域。

  ——人体生理年龄首次成功逆转。一项在美国加利福尼亚州进行的小型临床研究首次表明,逆转人体的表观遗传生物钟是可能的。表观遗传生物钟可用来测量一个人的生理年龄。在为期1年的时间里,9名健康志愿者服用了3种常见药物——生长激素和两种糖尿病药物。通过分析人体基因组的标记,研究人员发现,这些受试者的平均生理年龄减少了2.5岁。与此同时,这些受试者的免疫系统也显示出恢复活力的迹象。2019年9月,该研究结果发表于《老化细胞》杂志。

  ——艾滋病治疗奇迹再现,“伦敦病人”或被治愈。据《自然》杂志2019年3月发表一篇论文,一名被称为“伦敦病人”的艾滋病患者,经干细胞移植治疗后已18个月未检测到艾滋病病毒。他可能成为继“柏林病人”之后艾滋病被治愈的第二人,但专家们谨慎认为疗效尚需持续监测。与“柏林病人”接受全身放疗相比,“伦敦病人”接受了相对温和的化疗。研究人员认为,“伦敦病人”的经验可能更好推广。

  ——科学家培养新型大肠杆菌能以二氧化碳为食。2019年11月,在发表于《细胞》的一篇新研究中,以色列魏茨曼科学研究所的科学家们改造了一种通常以单糖为食的细菌,使其可以像植物一样通过吸收二氧化碳来构建细胞。这一成果为利用工程细菌将人们视为废物的产品转化为燃料、食品或其他感兴趣的化合物开辟了令人振奋的新前景。

  ——全球首支埃博拉疫苗获欧盟批准上市。2019年11月,欧洲监管机构批准了一种疫苗,这种疫苗已经帮助控制了埃博拉病毒的致命暴发,也是针对埃博拉病毒的免疫接种首次通过这项审查。埃博拉病毒是一种烈性传染病病毒,主要通过体液传播,可引发致命性出血热。此前,医学研究人员已投入大量精力进行埃博拉疫苗的研发,但大多停留在临床试验阶段,而Ervebo成为了首支正式获批用于人体的埃博拉疫苗,并有望于2020年第一季度在美国获批上市。

  两院院士投票评选年度中国和世界十大科技进展活动,由中国科学院、中国工程院主办,中科院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,迄今已成功举办26次,在社会上产生广泛影响。

  由中国科学院、中国工程两院院士投票评选的2019年中国十大科技进展、世界十大科技进展11日在北京揭晓,“嫦娥四号实现人类探测器首次月背软着陆”“人类首次‘看到’了黑洞”分别领衔2019年中国和世界十大科技进展。

  ——嫦娥四号实现人类探测器首次月背软着陆。2019年1月,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面艾特肯盆地冯·卡门撞击坑,在“鹊桥”号中继星的支持下,嫦娥四号着陆器与“玉兔二号”巡视器分别开展了就位探测和巡视勘察。目前,嫦娥四号在月球背面的工作时长已超过300天,远超设计寿命;“玉兔二号”巡视器克服各项障碍,行驶里程也已超过300米,实现“双三百”突破。

  ——中国天文学家发现迄今最大恒星级黑洞。2019年11月,国际科学期刊《自然》发布了中科院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的一项重大发现:依托中国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST),研究团队发现一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞,并提供一种利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新方法。这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限,颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知,有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。

  ——中国科学家首次观测到三维量子霍尔效应。中国科学技术大学乔振华课题组与南方科技大学张立源课题组等合作,首次在毫米级的碲化锆(ZrTe5)块体单晶体材料中观测到三维量子霍尔效应的明确证据,并指出该效应可能是由于磁场下相互作用产生的电荷密度波诱导的。这一重要研究成果于2019年5月在线发表在国际知名学术期刊《自然》上。自从1980年发现量子霍尔效应后,学界把注意力集中在二维体系,这次发现的三维量子霍尔效应,补全了霍尔效应家族的一个重要拼图。

  ——中国科学家研制出新型类脑计算芯片。历经多年努力,中国科学家研制成功面向人工通用智能的新型类脑计算芯片“天机芯”,而且成功在无人驾驶自行车上进行实验。清华大学类脑计算研究中心施路平教授团队的相关论文《面向人工通用智能的异构“天机芯”芯片架构》,2019年8月在国际期刊《自然》杂志以封面文章的形式发表。

  ——世界首台百万千瓦水电机组核心部件完工交付。由东方电气集团东方电机有限公司研发制造的白鹤滩水电站首台百万千瓦水轮发电机组的转轮,2019年1月在电站工地的转轮厂房正式完工,并较原计划提前交付。设计研发历时十年之久的百万千瓦水电机组是当今世界上单机容量最大机组,也是中国水电向世界水电“无人区”发起的冲刺。整个机组中最为核心、研制难度最大的部件就是转轮,堪称机组的“心脏”。转轮总重达353吨,经过24道工序,由100余名东电工匠耗时12个月“精雕细琢”完成。

  ——“太极一号”在轨测试成功,中国空间引力波探测迈出奠基性的第一步。中国首颗空间引力波探测技术实验卫星第一阶段在轨测试任务顺利完成。2019年9月,该卫星被命名为“太极一号”,中科院科研团队在不到一年时间里完成了“太极一号”的研制任务。“太极一号”第一阶段在轨测试结果表明,激光干涉仪位移测量精度达到百皮米量级,约为一个原子的大小;引力参考传感器测量精度达到重力加速度的百亿分之一,相当于一只蚂蚁推动“太极一号”卫星产生的加速度;微推进器推力分辨率达到亚微牛量级,约为一粒芝麻重量的万分之一。

  ——最新研究表明自然界中约24%的材料可能具有拓扑结构。2019年2月,来自中科院物理所、南京大学和美国普林斯顿大学的3个研究组分别在《自然》杂志发布最新相关研究成果表明,数千种已知材料都可能具有拓扑性质,即自然界中大约24%的材料可能具有拓扑结构。拓扑,描述的是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。当“拓扑”这一数学概念被引入物理学领域后,一方面推动了基础物理学研究的发展,另一方面也促使大量新颖拓扑材料出现。

  ——中国科学家解析“奇葩”光合物种硅藻捕光新机制。中科院植物研究所的一项最新研究发现自然界“奇葩”光合物种——硅藻如何利用其独特结构去高效地捕获、利用光能。北京时间2019年2月,知名学术期刊《科学》以长文形式在线发表了这一成果。基于该研究,科学家未来有望设计出可以高效“捕光”的新型作物。中科院植物所的沈建仁和匡廷云研究团队解析了硅藻的主要捕光天线蛋白高分辨率结构,这是硅藻的首个光合膜蛋白结构解析研究工作,为研究硅藻的光能捕获、利用和光保护机制提供了重要的结构基础。

  ——中国自主研发临床全数字PET/CT装备获准进入市场。华中科技大学谢庆国教授团队发明的全数字PET/CT,已于2019年5月底通过国家药品监督管理局注册审批,获得市场准入和对外销售资质。这意味着国产全数字PET打破国际技术垄断,中国高端医疗仪器开发取得重大突破。PET是正电子发射断层成像的简称,是继超声、CT和核磁共振之后当今的尖端医学影像技术,在恶性肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病等重大疾病早期诊断、疗效评估、病理研究等方面,具有极大应用价值。

  ——科学家发现16万年前丹尼索瓦人下颌骨化石。2019年5月,中国科学家联合多名境内外研究人员在《自然》杂志上发表文章称,在海拔3280米的青藏高原东北部甘肃省夏河县白石崖溶洞,发现的一件人类下颌骨化石经鉴定为丹尼索瓦人下颌骨化石。这一研究成果将青藏高原史前人类最早活动时间,由距今4万年推早至距今16万年,整整向前推进了12万年。由中科院青藏高原研究所陈发虎院士、兰州大学资源环境学院张东菊副教授和德国马普学会进化人类学研究所Jean-Jacques Hublin教授等带领的研究团队,对化石发现地及其周边地区进行近十年的系统考古调查,发现大批可能与该化石共存的文化遗存,为深入研究丹尼索瓦人的文化内涵、行为特征和高海拔环境适应策略等提供了关键信息。

  ——人类首次“看到”了黑洞。数百名科研人员参与合作的“事件视界望远镜”项目2019年4月在全球多地同时召开新闻发布会,发布他们拍到的人类第一张黑洞照片,照片“主角”是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,其质量是太阳的65亿倍,距离地球大约5500万光年。

  ——DNA显微镜研制成功。美国霍华德-休斯医学研究所和布罗德研究所共同开发出“DNA显微镜”,这是一种全新的细胞可视化技术,利用化学手段获取细胞内部信息,绘制的图像反映出细胞内生物分子的基因序列和相对位置的情况,DNA显微镜可以做一些光学显微镜做不到的事情。2019年6月,该项研究获《细胞》杂志发表。

  ——隼鸟2号首次降落小行星“龙宫”并采样。2019年2月,日本宇宙航空研究开发机构表示,根据接收到的数据判断,小行星探测器隼鸟2号成功降落在小行星“龙宫”上并采集样本,经短暂停留后再次升空。

  ——谷歌研究人员宣布成功演示“量子优势”。2019年10月,谷歌公司研究人员领衔的团队在英国《自然》杂志发表论文称已成功演示“量子优势”,让量子系统花费约200秒完成了传统超级计算机在几天之内才能完成的任务。“量子优势”被用于描述量子计算机发展的关键节点,指量子计算机能解决传统计算机在合理时间范围内无法解决的一些特殊问题。

  ——科学家合成世界首个含18个碳原子的纯碳环。2019年8月,《科学》杂志发表牛津大学化学系与IBM苏黎世研究实验室合作的一项成果,他们合成了世界上第一个完全由碳原子构成的环状分子C18,其中的18个碳原子通过交替的单键和叁键连接而成,早期研究发现C18环分子具有半导体特性,这意味着类似的碳直链结构可能成为分子级别的电子元件。

  ——新型人造DNA结构,信息密度可加倍。2019年2月,美国应用分子进化基金会史蒂文·本纳领导的科研团队在《科学》杂志上发表报告说,他们合成的新型DNA分子系统与天然DNA最大的不同是,它拥有8个而非4个生命信息组分。据介绍,脱氧核糖核酸(DNA)中存储着遗传代码,它由4种核苷酸组成,以4个不同字母表示。美国研究人员最新合成出一种由8个字母组成的新型DNA结构,信息存储密度加倍,未来有望应用于合成生物等领域。

  ——人体生理年龄首次成功逆转。一项在美国加利福尼亚州进行的小型临床研究首次表明,逆转人体的表观遗传生物钟是可能的。表观遗传生物钟可用来测量一个人的生理年龄。在为期1年的时间里,9名健康志愿者服用了3种常见药物——生长激素和两种糖尿病药物。通过分析人体基因组的标记,研究人员发现,这些受试者的平均生理年龄减少了2.5岁。与此同时,这些受试者的免疫系统也显示出恢复活力的迹象。2019年9月,该研究结果发表于《老化细胞》杂志。

  ——艾滋病治疗奇迹再现,“伦敦病人”或被治愈。据《自然》杂志2019年3月发表一篇论文,一名被称为“伦敦病人”的艾滋病患者,经干细胞移植治疗后已18个月未检测到艾滋病病毒。他可能成为继“柏林病人”之后艾滋病被治愈的第二人,但专家们谨慎认为疗效尚需持续监测。与“柏林病人”接受全身放疗相比,“伦敦病人”接受了相对温和的化疗。研究人员认为,“伦敦病人”的经验可能更好推广。

  ——科学家培养新型大肠杆菌能以二氧化碳为食。2019年11月,在发表于《细胞》的一篇新研究中,以色列魏茨曼科学研究所的科学家们改造了一种通常以单糖为食的细菌,使其可以像植物一样通过吸收二氧化碳来构建细胞。这一成果为利用工程细菌将人们视为废物的产品转化为燃料、食品或其他感兴趣的化合物开辟了令人振奋的新前景。

  ——全球首支埃博拉疫苗获欧盟批准上市。2019年11月,欧洲监管机构批准了一种疫苗,这种疫苗已经帮助控制了埃博拉病毒的致命暴发,也是针对埃博拉病毒的免疫接种首次通过这项审查。埃博拉病毒是一种烈性传染病病毒,主要通过体液传播,可引发致命性出血热。此前,医学研究人员已投入大量精力进行埃博拉疫苗的研发,但大多停留在临床试验阶段,而Ervebo成为了首支正式获批用于人体的埃博拉疫苗,并有望于2020年第一季度在美国获批上市。

  两院院士投票评选年度中国和世界十大科技进展活动,由中国科学院、中国工程院主办,中科院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,迄今已成功举办26次,在社会上产生广泛影响。