2015年是科技成果卓著的一年。
这得益于国家鼓励科技创新的政策环境、得益于科学家及其团队的共同努力,我国在新材料、新物质、互联网等前沿技术领域取得了巨大成果。这一年,有哪些科技“神器”影响着我们的生活?科技圈又有哪些大事在推动着我国科技的进步?盘点2015年国内科技新闻,让我们重新回放这一年我国科技圈的十大科技新闻。
屠呦呦获
2015年诺贝尔生理学或医学奖
2015年10月5日,瑞典卡罗琳斯卡医学院宣布屠呦呦荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖。这是中国科学家因为在中国本土进行的科学研究而首次获得诺贝尔科学奖,屠呦呦也是第一位获诺贝尔科学奖项的中国本土科学家。
【点评】屠呦呦从我国传统医学典籍中获得灵感,从野草中提取出抗击疟疾的良药。青蒿素现已在全球拯救了数以百万的生命。屠呦呦与她所在科研团队发现的青蒿素必将载入科技发展历程的光辉史册。
获得高分辨率的剪接体三维结构图
2015年8月,《科学》杂志发表了清华大学生命科学学院施一公研究组的两篇论文,《3.6埃的酵母剪接体结构》和《前体信使RNA剪接的结构基础》。他们用冷冻电镜获得了分辨率高达3.6埃米的剪接体三维结构,并在此基础上,阐述了剪接体是如何剪接的。
施一公团队研究的前提是使用了裂殖酵母为实验对象,并且拥有世界最大的冷冻电镜。他们的研究成果,使人们第一次在近原子分辨率上看到了剪接体的细节———剪接体的外形轮廓十分不对称,各个蛋白相互缠绕,形成了分子量和体积巨大的复合物。
【点评】这论文被学界认为破解了结构生物学最大难题之一。还有评论认为,这是近30年中国在基础生命科学领域作出的最大贡献。
暗物质粒子探测卫星“悟空”发射
暗物质是宇宙最大谜题之一。2015年12月17日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将中国科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,卫星顺利进入预定转移轨道。这标志着我国空间科学探测研究迈出重要一步。
暗物质粒子探测卫星是我国第一颗由中科院完全研制、生产的卫星,是中科院空间科学战略性先导科技专项中首批立项研制的4颗科学实验卫星之一,是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星,超过所有同类探测器。暗物质粒子探测器,将在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务,探寻暗物质存在的证据,研究暗物质特性与空间分布规律。
【点评】占宇宙95%以上的暗物质和暗能量由万有引力定律证实存在,却从未被直接观测到。“悟空”的成功发射和在轨运行有望推动我国科学家在暗物质探测领域取得重大突破,对促进我国空间科学领域的创新发展具有重大意义。
中国科学家实现量子传输重大突破
科幻电影里的“瞬间移动”变为现实。2015年2月26日,基于“量子纠缠”理论,中国科学家潘建伟等人发展了“非摧毁性的测量技术”,首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。此项研究成果发表于2015年2月26日的《自然》杂志。
宇宙浩瀚无边,仅仅我们人类所在的银河系直径就有十万光年,包括两千多亿颗恒星。光障的存在,理论上讲让人类在宇宙的尺度中无法进行遥远距离的旅行,走出太阳系就很困难,更不用说穿越银河系到更为遥远的宇宙空间去旅行了。但是现在,太空探索迷们可没有必要过度伤心了,因为量子传输的方式也许可以在未来为人类的太空之旅提供新的思路和视角。
【点评】量子隐形传态是构建量子通信和量子计算系统最关键、最基础的“砖石”,而这项最新成果则将相关技术提升到了一个新的水平。《自然》杂志同期配发评论称:“该实验为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步,并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元。”
我国建成
防护等级最高的传染病实验室
中国科学院武汉国家生物安全实验室2015年1月31日竣工。至此我国终于有了国际先进的P4实验室,可以研究类似埃博拉病毒一样具有烈性传染的病原体了。
按照密封程度不同,生物实验室分为P1、P2、P3和P4。进入P4的核心实验区之前,每进一道门都面临更低的气压,保证P4实验室的空气只能从外往里走。10道门里,有7道保证不会同时打开。
【点评】该实验室将成为新发传染病疾病的研究中心、烈性病毒的生物资源中心和联合国世界卫生组织的传染性疾病参考实验室,最终
成为我国新生疾病研究网络的核心。
中国科学家独立发现外尔费米子
近百年前的一个预言被证实了。2015年7月,中国科学院物理研究所宣布发现了具有“手性”的电子态——外尔费米子。物理所表示,这一发现,从材料理论预言到实验观测都是独立完成的。
基本粒子虽然小,但像地球一样是可以自转的,而且可以正转也可以反转。1929年,德国科学家外尔(H.Weyl)推测,无“质量”(线性色散)的电子,可以分为左旋和右旋两种不同“手性”,或者说,存在“外尔费米子”。但是1986年以来的实验从未观测到,中国科学家的这一发现使得近百年前的一个预言被证实了。
【点评】如今在科学前沿领域,中国人的原创成就越来越多了。可以预计,今后在前沿科学的跑道上,中外科学家还将一次次为率先撞线而拼搏。
世界上首次实现
可充电铝离子液体电池
2015年4月6日,湖南大学物理学院“80后”副教授鲁兵安与美国斯坦福大学化学系戴宏杰课题组合作,改用石墨作为正极材料,用铝作为负极材料,并用一种相当于盐溶液的离子液体作为电解液,其优良的导电性能和巨大的比表面积可极大缩短电池的充电时间,成功解决了铝电池研究在材料上的瓶颈问题。过去在iPhone等使用锂电池的手机上需要1个小时才能完成的充电量,在该铝电池上1分钟即可完成。此项研究成果的论文《快速充放电铝离子电池》发表在《自然》杂志上。
【点评】《自然》评论认为,该研究成果在世界上首次实现了可充电铝离子液体电池,这有望为国际电池产业再次带来革命性变化。
中国锶光钟1.38亿年不差一秒
中国计量科学研究院研制的锶87原子光晶格钟(以下简称锶光钟)数据首次被国际频率标准工作组采纳,为我国未来在重新定义秒的国际问题上争得了话语权。2015年7月,中国科学家顺利完成了锶光钟的第一次系统频移评定和绝对频率测量工作,准确度相当于1.38亿年不差一秒。
锶光钟是目前世界上频率稳定度最高的原子钟,也是研究最多的冷原子光晶格钟,高出现行秒定义所采用的铯原子喷泉钟2个数量级,被认为是新一代秒定义最有潜力的候选者。它使用好几个不同波长激光光源,从而使频率一致化,结构十分复杂。
【点评】国际频率标准工作组2015年9月在法国决定,于2025年—2028年间完成新一代秒的定义。如果使用光钟的新技术来重新定义秒,将对全球卫星定位导航系统、人类探索宇宙和研究物理学规律等领域产生极为深远的影响。
中国自研
大型客机C919首架下线
2015年11月2日,我国自主研制的C919大型客机首架机正式下线。
作为中国首款按照最新国际适航标准研制的干线民用飞机,C919基本型混合级布局158座,全经济舱布局168座,高密度布局174座,标准航程4075公里,增大航程5555公里。针对先进的气动布局、结构材料和机载系统,C919的研制人员共规划了102项关键技术攻关。C919大型客机是建设创新型国家的标志性工程,拥有自主知识产权。
【点评】C919正式下线标志着C919大型客机项目工程发展阶段研制取得了阶段性成果,为下一步首飞奠定了坚实基础。
新政策力挺“大众创业、万众创新”和科技体制改革
2015年3月,国务院印发《关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见》,部署推进大众创业和万众创新,“加快发展众创空间等新型创业服务平台,营造良好的创新创业生态环境”。
9月,《深化科技体制改革实施方案》出台,该方案包括企业技术创新、科研机构改革、人才培养激励等多项改革举措。该实施方案提出,到2020年,力争我国在科技体制改革的重要领域和关键环节上取得突破性成果,并基本建立适应创新驱动发展战略要求、符合社会主义市场经济规律和科技创新发展规律的中国特色国家创新体系。
【点评】2015年的政府工作报告明确提出,打造大众创业、万众创新和增加公共产品、公共服务成为实现中国经济提质增效升级“双引擎”。当前,全社会的创业创新热情不断高涨,创业创新氛围日益浓厚。