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2019年中國、世界十大科技進展新聞揭曉
來源:科學網    日期:2020-01-13    訪問次數:    字號:[ ]

  由中國科學院、中國工程院主辦,中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦,中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2019年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞,1月11日在京揭曉。
  此項年度評選活動至今已舉辦了26次。
  評選結果經新聞媒體廣泛報道后,在社會上產生了強烈反響,使公眾進一步了解國內外科技發展的動態,對宣傳、普及科學技術起到了積極作用。
  2019年中國十大科技進展新聞
  1.嫦娥四號實現人類探測器首次月背軟著陸
  2019年1月3日,嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面艾特肯盆地馮卡門撞擊坑,在“鵲橋”號中繼星的支持下,嫦娥四號著陸器與“玉兔二號”巡視器分別開展了就位探測和巡視勘察。
  嫦娥四號在月球背面的工作時長已超過300天,遠超設計壽命;“玉兔二號”巡視器克服各項障礙,行駛里程也已超過300米,實現了“雙三百”的突破。
  根據搭載科學載荷所取得的數據,科研團隊重構了嫦娥四號月球背面下降軌跡,對著陸點進行了精確定位;獲取了著陸區形貌、構造、成分等地質信息,發現以橄欖石和低鈣輝石等礦物組分為主的巖石,并對其來源作出初步判斷,對揭示艾特肯盆地地質演化乃至月殼早期演化歷史、月球深部物質結構及形成機理等科學問題具有重要價值;另外,在中性原子、月表中子與輻射劑量及低頻射電頻譜等領域獲取了大量數據,并取得了初步分析結果。
  2.我國天文學家發現迄今最大恒星級黑洞
  2019年11月28日,國際科學期刊《自然》發布了中國科學院國家天文臺劉繼峰、張昊彤研究團隊的一項重大發現。
  依托我國自主研制的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡(LAMOST),研究團隊發現了一顆迄今為止質量最大的恒星級黑洞,并提供了一種利用LAMOST巡天優勢尋找黑洞的新方法。
  這顆70倍太陽質量的黑洞遠超理論預言的質量上限,顛覆了人們對恒星級黑洞形成的認知,有望推動恒星演化和黑洞形成理論的革新。
  據悉,在發現迄今質量最大恒星級黑洞的基礎上,研究團隊的下一步工作將實施“黑洞獵手”計劃,未來5年預計發現并測量近百個黑洞。
  3.我國科學家首次觀測到三維量子霍爾效應
  霍爾效應描述了當磁場加載到金屬和半導體上時,電力與磁力之間的一種相互關系。近140年來,國際科學界相繼發現了霍爾效應和量子霍爾效應。
  中國科學技術大學喬振華課題組與南方科技大學張立源課題組等合作,首次在毫米級的碲化鋯(ZrTe5)塊體單晶體材料中觀測到三維量子霍爾效應的明確證據,并指出該效應可能是由于磁場下相互作用產生的電荷密度波誘導的。這一重要研究成果于2019年5月9日在線發表在國際知名學術期刊《自然》上。
  據悉,自從1980年發現量子霍爾效應后,學界把注意力集中在二維體系。這次發現的三維量子霍爾效應,補全了霍爾效應家族的一個重要拼圖。
  4.我國科學家研制出新型類腦計算芯片
  歷經多年努力,我國科學家研制成功面向人工通用智能的新型類腦計算芯片——“天機芯”芯片,而且成功在無人駕駛自行車上進行了實驗。
  清華大學類腦計算研究中心施路平教授團隊的相關論文《面向人工通用智能的異構“天機芯”芯片架構》,2019年8月1日在國際期刊《自然》雜志以封面文章的形式發表。
  據悉,“天機芯”第一代、第二代產品分別于2015年、2017年研制成功。經過不斷改進設計,目前的第二代“天機芯”具有高速、高性能、低功耗的特點。
  未來“天機芯”的發展方向,是為人工通用智能的研究提供高能效、高速、靈活的計算平臺,還可用于多種應用開發,促進人工通用智能研究,賦能各行各業。
  5.世界首臺百萬千瓦水電機組核心部件完工交付
  由東方電氣集團東方電機有限公司研發制造的白鶴灘水電站首臺百萬千瓦水輪發電機組的轉輪,于2019年1月12日上午在電站工地的轉輪廠房正式完工,并較原計劃提前交付。
  這將有力確保白鶴灘水電站在2021年如期實現首臺機組投產發電的目標。
  據悉,百萬千瓦水電機組是當今世界上單機容量最大機組,也是中國水電向世界水電“無人區”發起的沖刺。整個機組中最為核心、研制難度最大的部件就是轉輪,堪稱機組的“心臟”。轉輪總重達353噸,經過了24道工序,由100余名東電工匠耗時12個月“精雕細琢”完成。而整個百萬千瓦機組的設計研發歷時十年之久。
  6. “太極一號”在軌測試成功 我國空間引力波探測邁出第一步
  我國首顆空間引力波探測技術實驗衛星第一階段在軌測試任務順利完成。
  2019年9月20日,該衛星被命名為“太極一號”。在空間可以探測到中低頻段的引力波信號,但由于引力波信號極其微弱,需要突破目前人類精密測量和控制技術的極限。
  中科院科研團隊在不到一年時間里完成了“太極一號”的研制任務。
  第一階段在軌測試結果表明,激光干涉儀位移測量精度達到百皮米量級,約為一個原子的大??;引力參考傳感器測量精度達到重力加速度的百億分之一,相當于一只螞蟻推動“太極一號”衛星產生的加速度;微推進器推力分辨率達到亞微牛量級,約為一粒芝麻重量的萬分之一。我國空間引力波探測邁出奠基性的第一步。
  7.最新研究表明自然界中約24%的材料可能具有拓撲結構
  2019年2月28日凌晨,來自中科院物理所、南京大學和美國普林斯頓大學的3個研究組分別在《自然》雜志發布了最新相關研究成果。
  他們的研究表明,數千種已知材料都可能具有拓撲性質,即自然界中大約24%的材料可能具有拓撲結構。拓撲,描述的是幾何圖形或空間在連續改變形狀后還能保持不變的性質。
  當 “拓撲”這一數學概念被引入物理學領域后,一方面推動了基礎物理學研究的發展,另一方面也促使大量新穎拓撲材料出現。
  8.我國科學家解析“奇葩”光合物種硅藻捕光新機制
  中國科學院植物研究所的一項最新研究發現了自然界“奇葩”光合物種——硅藻如何利用其獨特結構去高效地捕獲、利用光能。北京時間2019年2月8日,知名學術期刊《科學》以長文形式在線發表了這一成果。
  基于該研究,科學家未來有望設計出可以高效“捕光”的新型作物。中科院植物所的沈建仁和匡廷云研究團隊解析了硅藻的主要捕光天線蛋白高分辨率結構,這是硅藻的首個光合膜蛋白結構解析研究工作,為研究硅藻的光能捕獲、利用和光保護機制提供了重要的結構基礎。
  9.我國自主研發臨床全數字PET/CT裝備獲準進入市場
  華中科技大學謝慶國教授團隊發明的全數字PET/CT,已于2019年5月31日通過國家藥品監督管理局注冊審批,獲得市場準入和對外銷售資質。這意味著國產全數字PET打破國際技術壟斷,我國高端醫療儀器開發取得重大突破。
  PET是正電子發射斷層成像的簡稱,是繼超聲、CT和核磁共振之后當今的尖端醫學影像技術,在惡性腫瘤、神經系統疾病、心血管疾病等重大疾病早期診斷、療效評估、病理研究等方面,具有極大應用價值。
  10.科學家發現16萬年前丹尼索瓦人下頜骨化石
  我國科學家聯合多名境內外研究人員在2019年5月2日的《自然》雜志上發表文章稱,在海拔3280米的青藏高原東北部甘肅省夏河縣白石崖溶洞,發現的一件人類下頜骨化石經鑒定為丹尼索瓦人下頜骨化石。
  這一研究成果將青藏高原史前人類最早活動時間,由距今4萬年推早至距今16萬年,整整向前推進了12萬年。
  由中國科學院青藏高原研究所陳發虎院士、蘭州大學資源環境學院張東菊副教授和德國馬普學會進化人類學研究所Jean-Jacques Hublin教授等帶領的研究團隊,對化石發現地及其周邊地區進行了近十年的系統考古調查,發現了大批可能與該化石共存的文化遺存,為深入研究丹尼索瓦人的文化內涵、行為特征和高海拔環境適應策略等提供了關鍵信息。
  2019年世界十大科技進展新聞
  1.人類首次“看到”了黑洞
  數百名科研人員參與合作的“事件視界望遠鏡”項目于2019年4月10日在全球多地同時召開新聞發布會,發布他們拍到的第一張黑洞照片。
  照片“主角”是室女座超巨橢圓星系M87中心的超大質量黑洞,其質量是太陽的65億倍,距離地球大約5500萬光年。
  照片展示了一個中心為黑色的明亮環狀結構,看上去有點像甜甜圈,其黑色部分是黑洞投下的“陰影”,明亮部分是繞黑洞高速旋轉的吸積盤。
  照片給出黑洞這一極端天體存在的最直接證據,驗證了廣義相對論,也將幫助回答星系中的壯觀噴流如何產生并影響星系演化等諸多前沿問題。
  2.DNA顯微鏡研制成功
  美國霍華德-休斯醫學研究所和布羅德研究所共同開發出“DNA顯微鏡”,這是一種全新的細胞可視化技術,利用化學手段獲取細胞內部信息,繪制的圖像反映出細胞內生物分子的基因序列和相對位置的情況。
  該項研究發表在2019年6月20日出版的《細胞》雜志上。
  據悉,DNA顯微鏡可以做一些光學顯微鏡做不到的事情。例如,光學顯微鏡往往無法區分DNA存在差異的細胞,例如免疫細胞,而通過識別能夠攻擊腫瘤的免疫細胞,DNA顯微鏡則可以幫助改善某些癌癥的治療。
  3.隼鳥2號首次降落小行星“龍宮”并采樣
  日本宇宙航空研究開發機構于2019年2月22日表示,根據接收到的數據判斷,日本當地時間7時48分(北京時間6時48分),小行星探測器隼鳥2號成功降落在小行星“龍宮”上并采集樣本,經短暫停留后再次升空。
  據悉,隼鳥2號于2014年12月從日本鹿兒島縣種子島宇宙中心發射升空,經過約3年半的太空之旅,2018年6月27日抵達小行星“龍宮”附近。它預定在“龍宮”附近逗留約1年半,2020年底返回地球。
  4.谷歌研究人員宣布成功演示“量子優勢”
  “量子優勢”被用于描述量子計算機發展的關鍵節點,指量子計算機能解決傳統計算機在合理時間范圍內無法解決的一些特殊問題。
  要實現這一目標需要克服很多挑戰,在產生較大計算空間的同時要保證較低錯誤率,以及設計一種傳統計算機難以處理但量子計算機可以輕松完成的基準測試。
  谷歌公司研究人員領銜的團隊于2019年10月23日在英國《自然》雜志發表論文稱已成功演示了“量子優勢”,讓量子系統花費約200秒完成了傳統超級計算機在幾天之內才能完成的任務。
  5.科學家合成世界首個含18個碳原子的純碳環
  2019年8月15日,《科學》雜志發表了牛津大學化學系與 IBM 蘇黎世研究實驗室合作的一項成果,他們合成了世界上第一個完全由碳原子構成的環狀分子——C18,其中的18個碳原子通過交替的單鍵和叁鍵連接而成,早期研究發現C18環分子具有半導體特性,這意味著類似的碳直鏈結構可能成為分子級別的電子元件。
  研究團隊下一步將對得到的C18分子繼續進行包括穩定性在內的基礎性質研究。
  6.新型人造DNA結構 信息密度可加倍
  脫氧核糖核酸(DNA)中存儲著遺傳代碼,它由4種核苷酸組成,以4個不同字母表示。美國研究人員最新合成出一種由8個字母組成的新型DNA結構,信息存儲密度加倍,未來有望應用于合成生物等領域。
  美國應用分子進化基金會史蒂文本納領導的科研團隊在2019年2月《科學》雜志上發表報告說,他們合成的新型DNA分子系統與天然DNA最大的不同是,它擁有8個而非4個生命信息組分。
  除了包含腺嘌呤等4種天然核苷酸,同時還包含另外4種結構相似的人造信息單元,它們共同構成了雙螺旋結構,能夠存儲和傳遞信息。
  7.人體生理年齡首次成功逆轉
  一項在美國加利福尼亞州進行的小型臨床研究首次表明,逆轉人體的表觀遺傳生物鐘是可能的。表觀遺傳生物鐘可用來測量一個人的生理年齡。
  在為期1年的時間里,9名健康志愿者服用了3種常見藥物——生長激素和兩種糖尿病藥物。通過分析人體基因組的標記,研究人員發現,這些受試者的平均生理年齡減少了2.5歲。
  與此同時,這些受試者的免疫系統也顯示出恢復活力的跡象。該研究結果于2019年9月5日發表在《老化細胞》雜志上。
  8.艾滋病治療奇跡再現 “倫敦病人”或被治愈
  據英國《自然》雜志2019年3月5日發表的一篇論文,一名被稱為“倫敦病人”的艾滋病患者,經干細胞移植治療后已18個月未檢測到艾滋病病毒。
  他可能成為繼“柏林病人”之后艾滋病被治愈的第二人,但專家們謹慎認為療效尚需持續監測。為治療癌癥,兩位患者還分別接受了放療和化療,這可能也有助于消滅艾滋病病毒。不過,放療和化療均有副作用。
  與“柏林病人”接受全身放療相比,“倫敦病人”接受了相對溫和的化療。研究人員認為,“倫敦病人”的經驗可能更好推廣。
  9.科學家培養新型大腸桿菌能以二氧化碳為食
  北京時間2019年11月28日,在發表于《細胞》的一篇新研究中,以色列魏茨曼科學研究所的科學家們改造了一種通常以單糖為食的細菌,使其可以像植物一樣通過吸收二氧化碳來構建細胞。
  據悉,研究人員向大腸桿菌基因中添加一種轉化二氧化碳的酶,并去除了用于代謝糖的其它酶,最終成功改變了它們賴以生存的“食物”來源。為了證明它們真的不需要糖來維持生存,科學家們把這些細菌放在實驗室里200天。
  當再次對這些細菌進行研究時,研究人員發現它們已經成功地"進化"了,而且能夠在不需要糖的情況下生長。這一成果為利用工程細菌將我們視為廢物的產品轉化為燃料、食品或其他感興趣的化合物開辟了令人振奮的新前景。
  10.全球首支埃博拉疫苗獲歐盟批準上市
  2019年11月12日,歐洲監管機構批準了一種疫苗,這種疫苗已經幫助控制了埃博拉病毒的致命暴發——這是針對埃博拉病毒的免疫接種首次通過這項審查。埃博拉病毒是一種烈性傳染病病毒,主要通過體液傳播,可引發致命性出血熱。
  此前,醫學研究人員已投入大量精力進行埃博拉疫苗的研發,但大多停留在臨床試驗階段,而Ervebo成為了首支正式獲批用于人體的埃博拉疫苗。默沙東公司也向美國食品藥品監督管理局(FDA)遞交了申請,該疫苗有望于2020年第一季度在美國獲批上市。

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