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2015年度中國/世界十大科技進(jìn)展新聞揭曉*

轉(zhuǎn)載自科學(xué)網(wǎng)http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/1/336524.shtm。

由中國科學(xué)院、中國工程院主辦，中國科學(xué)院學(xué)部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學(xué)報社承辦，中國科學(xué)院院士和中國工程院院士投票評選的2015年中國十大科技進(jìn)展新聞、世界十大科技進(jìn)展新聞，2016年1月19日在京揭曉。

此項年度評選活動至今已舉辦了22次。評選結(jié)果經(jīng)新聞媒體廣泛報道后，在社會上產(chǎn)生了強(qiáng)烈反響，使公眾進(jìn)一步了解國內(nèi)外科技發(fā)展的動態(tài)，對宣傳、普及科學(xué)技術(shù)起到了積極作用。

2015年中國十大科技進(jìn)展新聞

1.首次實現(xiàn)多自由度量子隱形傳態(tài)

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽等組成的研究小組在國際上首次成功實現(xiàn)多自由度量子體系的隱形傳態(tài)，成果以封面標(biāo)題的形式發(fā)表于《自然》雜志。這是自1997年國際上首次實現(xiàn)單一自由度量子隱形傳態(tài)以來，科學(xué)家們經(jīng)過18年努力在量子信息實驗研究領(lǐng)域取得的又一重大突破，為發(fā)展可擴(kuò)展的量子計算和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)。國際量子光學(xué)專家Wolfgang Tittel教授在同期《自然》雜志撰文評論：“該實驗實現(xiàn)為理解和展示量子物理的一個最深遠(yuǎn)和最令人費解的預(yù)言邁出了重要的一步，并可以作為未來量子網(wǎng)絡(luò)的一個強(qiáng)大的基本單元。”該成果已被歐洲物理學(xué)會評為“2015年度物理學(xué)重大突破”。

2.北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)首星發(fā)射成功

3月30日，北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)首顆衛(wèi)星在西昌發(fā)射成功，標(biāo)志著我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由區(qū)域運行向全球拓展的啟動實施。這顆衛(wèi)星由中國科學(xué)院和上海市政府共建的上海微小衛(wèi)星工程中心研制，是我國首顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，入軌后將開展新型導(dǎo)航信號體制、星間鏈路等試驗驗證工作。這顆衛(wèi)星實現(xiàn)了多個首創(chuàng)：首次使用中國科學(xué)院導(dǎo)航衛(wèi)星專用平臺，首次采用遠(yuǎn)征一號上面級直接入軌發(fā)射方式，首次驗證相控陣星間鏈路與自主導(dǎo)航體制，首次大量使用國產(chǎn)化器部件以實現(xiàn)自主可控。由于采用一體化設(shè)計方法，按照功能鏈設(shè)計理念，整星分為有效載荷、結(jié)構(gòu)和熱控、電子學(xué)和姿態(tài)軌控等功能鏈，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和功能密度。

3.“長征六號”首飛“一箭多星”創(chuàng)紀(jì)錄

9月20日7時01分，我國新型運載火箭“長征六號”在太原衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，成功將20顆微小衛(wèi)星送入太空。此次發(fā)射任務(wù)圓滿成功，不僅標(biāo)志著我國長征系列運載火箭家族再添新成員，而且創(chuàng)造了中國航天一箭多星發(fā)射的新紀(jì)錄。此次“長征六號”運載火箭首飛，搭載發(fā)射了中國航天科技集團(tuán)公司、國防科技大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位研制的開拓一號、希望二號、天拓三號、納星二號、皮星二號、紫丁香二號等20顆微小衛(wèi)星，主要用于開展航天新技術(shù)、新體制、新產(chǎn)品等空間試驗，對于促進(jìn)我國微小衛(wèi)星發(fā)展和新技術(shù)試驗驗證等具有重要意義。

4.首架國產(chǎn)大飛機(jī)下線

中國自主研制的大型客機(jī)C919首架機(jī)11月2日在上海正式下線。C919飛機(jī)自主創(chuàng)新有5個標(biāo)志，包括飛機(jī)總體方案、氣動外形、飛機(jī)機(jī)體設(shè)計與制造、系統(tǒng)集成及工程項目管理等。研制人員針對氣動布局、結(jié)構(gòu)材料和機(jī)載系統(tǒng)，實現(xiàn)先進(jìn)材料首次在國產(chǎn)民機(jī)上的大規(guī)模應(yīng)用、數(shù)百萬零部件和機(jī)載系統(tǒng)研制流程高度并行。在研發(fā)的集成創(chuàng)新過程中，全產(chǎn)業(yè)鏈上有將近20萬人參與研發(fā)制造，其采用的新技術(shù)、新材料、新工藝輻射拉動了中國經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展、基礎(chǔ)學(xué)科進(jìn)步及航空工業(yè)發(fā)展。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，C919總裝下線對于中國民機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、基礎(chǔ)工業(yè)實力提升、發(fā)展制造強(qiáng)國具有深遠(yuǎn)的意義。按計劃，該飛機(jī)將于2016年首飛。

5.剪接體高分辨率三維結(jié)構(gòu)獲解析

由中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授施一公領(lǐng)導(dǎo)的研究組在《科學(xué)》雜志同時在線發(fā)表了兩篇背靠背研究長文，分別報道了通過單顆粒冷凍電子顯微技術(shù)（冷凍電鏡）解析的酵母剪接體近原子分辨率的三維結(jié)構(gòu)，并在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行詳細(xì)分析，闡述了剪接體對前體信使RNA執(zhí)行剪接的基本工作機(jī)理。這是科學(xué)家首次捕獲到真核細(xì)胞剪接體復(fù)合物的高分辨率空間三維結(jié)構(gòu)，并闡述相關(guān)工作機(jī)理。美國科學(xué)院院士、斯隆—凱特琳癌癥研究中心教授丁紹·帕特爾評價說：“剪接體的結(jié)構(gòu)是完完全全由中國科學(xué)家利用最先進(jìn)的技術(shù)在中國本土完成，這是中國生命科學(xué)發(fā)展的一個里程碑。”

6.首次發(fā)現(xiàn)外爾費米子

中國科學(xué)院物理研究所方忠研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊首次在實驗中發(fā)現(xiàn)了外爾費米子。這是國際上物理學(xué)研究的一項重要科學(xué)突破，對“拓?fù)潆娮訉W(xué)”和“量子計算機(jī)”等顛覆性技術(shù)的突破具有非常重要的意義。外爾費米子是德國科學(xué)家威爾曼·外爾在1929年預(yù)言的。不過，科學(xué)家們始終無法在實驗中觀測到這種粒子。2012年以來，該所理論研究團(tuán)隊首次預(yù)言在狄拉克半金屬中或許可以發(fā)現(xiàn)無“質(zhì)量”的電子。陳根富小組制備出具有原子級平整表面的大塊TaAs晶體，丁洪小組利用上海光源同步輻射光束照射TaAs晶體，使得外爾費米子第一次展現(xiàn)在科學(xué)家面前。外爾費米子的半金屬能實現(xiàn)低能耗電子傳輸，有望解決當(dāng)前電子器件小型化和多功能化所面臨的能耗問題。

7.首次發(fā)現(xiàn)相對論性高速噴流新模式

中國科學(xué)院國家天文臺研究員劉繼峰帶領(lǐng)團(tuán)隊在國際上首次從超軟X射線源發(fā)現(xiàn)相對論性高速噴流，打破了天文學(xué)界以往的認(rèn)知，揭示了黑洞吸積和噴流形成的新方式。該成果發(fā)表于《自然》雜志。審稿人認(rèn)為，此項工作是2015年度本領(lǐng)域內(nèi)最重要的5大發(fā)現(xiàn)之一?！霸诔沊射線源中發(fā)現(xiàn)相對論性噴流出乎所有人的意料，這改寫了我們對超軟X射線源的認(rèn)知和噴流形成的認(rèn)知?！泵绹茖W(xué)院院士、英國皇家學(xué)會院士、哈佛大學(xué)教授Remash Narayan評論說：“它的觀測特征和人們猜想并進(jìn)行了大量數(shù)值模擬的處于極高吸積率的黑洞完全契合，生動展示了黑洞吞噬物質(zhì)過多后產(chǎn)生高速重子噴流和濃密吸積盤外流的情況?！?/p>

8.攻克細(xì)胞信號傳導(dǎo)重大科學(xué)難題

中國科學(xué)院上海藥物所研究員徐華強(qiáng)帶領(lǐng)的國際團(tuán)隊利用世界上最強(qiáng)X射線激光，成功解析視紫紅質(zhì)與阻遏蛋白復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，攻克了細(xì)胞信號傳導(dǎo)領(lǐng)域的重大科學(xué)難題。這項突破性成果以長文形式在線發(fā)表于《自然》雜志。美國科學(xué)家在G—蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)領(lǐng)域作出的重要貢獻(xiàn)獲得了2012年諾貝爾化學(xué)獎。然而，GPCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)領(lǐng)域還有一個重大問題懸而未決，即GPCR如何激活另一條信號通路——阻遏蛋白信號通路。研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地利用了比傳統(tǒng)同步輻射光源強(qiáng)萬億倍的世界上最亮的X射線——自由電子激光（XFEL）技術(shù)，用較小的晶體得到了高分辨率的視紫紅質(zhì)—阻遏蛋白復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，為深入理解GPCR下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路奠定了重要基礎(chǔ)。該研究為開發(fā)選擇性更高的藥物奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。

9.首個自驅(qū)動可變形液態(tài)金屬機(jī)器問世

由劉靜帶領(lǐng)的中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院聯(lián)合研究小組，發(fā)現(xiàn)液態(tài)金屬可在吞食少量物質(zhì)后，以可變形機(jī)器形態(tài)長時間高速運動，實現(xiàn)了無需外部電力的自主運動。此發(fā)現(xiàn)在世界屬首次，相關(guān)論文發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志，標(biāo)志著中國在液態(tài)金屬領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。這種液態(tài)金屬機(jī)器完全擺脫了龐雜的外部電力系統(tǒng)，向研制自主獨立的柔性機(jī)器邁出了關(guān)鍵的一步。《自然》雜志在其研究亮點欄目以《液態(tài)金屬馬達(dá)靠自身運動》為題進(jìn)行了報道；《科學(xué)》雜志也在網(wǎng)站指出“可變形金屬馬達(dá)擁有一系列用途”。

10.“永磁高鐵”牽引系統(tǒng)通過首輪線路試驗考核

搭載著由中國中車研發(fā)的永磁同步牽引系統(tǒng)的中國首列“永磁高鐵”在10月底通過整車首輪線路運行試驗考核。這意味著我國高鐵動力正發(fā)生革命性變化，成為世界上少數(shù)幾個掌握“永磁高鐵”牽引技術(shù)的國家。該牽引系統(tǒng)包括永磁同步牽引電機(jī)、牽引變壓器、變流器、控制器等核心部件，其中電機(jī)采用世界新型稀土永磁材料，有效克服了永磁體失磁的世界難題；其巧妙設(shè)計的軸承散熱結(jié)構(gòu)能有效降低軸承溫升，確保牽引動力運行的安全可靠；同時，采用了寬域高效的控制技術(shù)策略，實現(xiàn)高速方波弱磁控制和高速平穩(wěn)重投；整個牽引系統(tǒng)體現(xiàn)節(jié)能高效系統(tǒng)特性匹配，節(jié)能10%以上。其研制成功不僅拉開了我國高鐵“永磁驅(qū)動時代”的序幕，也為我國高鐵參與國際競爭贏得了先機(jī)。

2015年世界十大科技進(jìn)展新聞

1.美國癌癥基因組圖譜計劃完成

美國一項從遺傳學(xué)角度描述1萬個腫瘤的龐大計劃正式落下帷幕。作為在2006年開始的一個斥資1億美元的試點項目，癌癥基因組圖譜（TCGA）如今是國際癌癥基因組聯(lián)盟中最大的組成部分，該聯(lián)盟由來自16個國家的科學(xué)家組成，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近1000萬個與癌癥相關(guān)的基因突變。研究人員利用相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)提出了對腫瘤進(jìn)行分類的新方法，并發(fā)現(xiàn)了以前未被認(rèn)識的藥物靶點和致癌物質(zhì)。相關(guān)研究將能夠把病人的健康狀況、治療歷史和對治療的反應(yīng)等詳細(xì)的臨床信息整合在一起。研究人員希望能夠繼續(xù)專注于測序，或擴(kuò)充他們的工作，從而探索已經(jīng)被查明的基因突變?nèi)绾螌Π┌Y的形成與發(fā)展產(chǎn)生影響。癌癥遺傳學(xué)家Bert Vogelstein指出，幾乎癌癥研究的方方面面都受益于TCGA。

2.埃博拉疫苗為接種者提供100%保護(hù)

在幾內(nèi)亞進(jìn)行的一項不同尋常的臨床試驗第一次顯示，一種埃博拉疫苗可以保護(hù)人體免遭這種致命病毒的侵害。7月31日在線發(fā)表于《柳葉刀》雜志上的這項研究表明，注射這種由默克公司生產(chǎn)的疫苗能夠在10天后對埃博拉病毒接觸者提供100%的保護(hù)?？茖W(xué)家認(rèn)為，這種疫苗將有助于最終結(jié)束在西非暴發(fā)的埃博拉疫情，該疫情已經(jīng)持續(xù)了18個月之久。美國明尼蘇達(dá)州雙子城傳染病研究與政策中心主任Michael Osterholm認(rèn)為：“這將是載入史冊的一項公共衛(wèi)生成就?！?/p>

3.發(fā)現(xiàn)調(diào)控細(xì)胞衰老的關(guān)鍵“開關(guān)”

美國科學(xué)家最近利用人類成纖維細(xì)胞，找到了細(xì)胞衰老的一個關(guān)鍵“開關(guān)”，為一些疾病的治療和干預(yù)提供了線索。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員用快速高通量篩選技術(shù)，誘導(dǎo)人類成纖維細(xì)胞衰老以尋找調(diào)控該過程的未知基因與途徑。他們的研究表明，NFKB的激活受到一個叫GATA4的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控。GATA4的過量表達(dá)會直接導(dǎo)致細(xì)胞衰老；GATA4的缺失則抑制細(xì)胞炎癥反應(yīng)，進(jìn)而延緩衰老。GATA4在心臟等器官的發(fā)育中有非常重要的作用，但在細(xì)胞衰老中的功能還是第一次發(fā)現(xiàn)。GATA4這個節(jié)點的發(fā)現(xiàn)把下游的NFKB和上游的DNA損傷連接起來，形成一個調(diào)控衰老的完整網(wǎng)絡(luò)。確定GATA4在細(xì)胞衰老以及相關(guān)炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵作用，為將來的相關(guān)治療和干預(yù)提供了可能的途徑和靶標(biāo)。

4.“終極電池”研究獲重大進(jìn)展

多年來，鋰－空氣電池被業(yè)界譽(yù)為“終極電池”，因為理論上它可使電動車?yán)m(xù)航能力接近傳統(tǒng)汽油汽車，甚至可用于電網(wǎng)儲電。英國劍橋大學(xué)研究人員10月29日報告說，他們克服了困擾鋰－空氣電池的多個技術(shù)難題，把這項技術(shù)朝實用化方向推進(jìn)了一大步。這項成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。在最新工作中，劍橋大學(xué)的研究人員改用多層次的大孔石墨烯作為正極材料，利用水和碘化鋰作為電解液添加劑，最終產(chǎn)生和分解的是氫氧化鋰，而不是此前電池中的過氧化鋰。氫氧化鋰比過氧化鋰要穩(wěn)定，大大降低了電池中的副反應(yīng)，提高了電池性能。

5.最大太陽能飛機(jī)首次環(huán)球飛行

“陽光動力”2號是全球最大太陽能飛機(jī)，于3月9日從阿聯(lián)酋首都阿布扎比起飛，開始首次環(huán)球飛行。“陽光動力”2號從阿布扎比起飛后向東飛行，途經(jīng)阿拉伯海、印度、緬甸、中國、太平洋、美國、大西洋、南歐和北非，最后于7月返回阿布扎比。“陽光動力”2號環(huán)球飛行總里程為3.5萬公里，共停留12個城市。在環(huán)球飛行計劃中，最困難的航段無疑是從中國至美國橫跨太平洋五天五夜的不間斷飛行。這是對飛行器整體設(shè)計的全面檢驗，更是對飛行員體能和心理狀況的嚴(yán)酷挑戰(zhàn)。“陽光動力”項目在其官方中文網(wǎng)站上說，“陽光動力”關(guān)心的不只是能源問題，“我們還希望以此鼓勵每個人，無論是在個人生活中，還是在我們思考和處事的方式上，都能努力成為一名開拓者”。

6.單個光子“糾纏”3000個原子

美國麻省理工學(xué)院和貝爾格萊德大學(xué)的物理學(xué)家開發(fā)出一種新技術(shù)，使用單個光子成功實現(xiàn)了與3000個原子的糾纏，創(chuàng)下了迄今為止粒子糾纏數(shù)量的新紀(jì)錄。該技術(shù)為創(chuàng)建更復(fù)雜的糾纏態(tài)奠定了基礎(chǔ)，未來有望借此制造出運算速度更快的量子計算機(jī)和更精確的原子鐘。相關(guān)論文發(fā)表在3月26日出版的《自然》雜志上。量子糾纏是一種奇特現(xiàn)象，理論上是指粒子在兩個或兩個以上粒子組成的系統(tǒng)中相互影響的現(xiàn)象，即使相距遙遠(yuǎn)，一個粒子的行為也會影響另一個的狀態(tài)。科學(xué)家們一直在尋求方法讓大量的原子實現(xiàn)糾纏，為功能強(qiáng)大的量子計算和精確的原子鐘奠定基礎(chǔ)。論文第一作者、麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授弗拉丹·盧勒狄克說：“我們開辟了一種新的糾纏態(tài)類別?！?/p>

7.火星表面找到液態(tài)水的“強(qiáng)有力”證據(jù)

美國航天局9月28日宣布，在火星表面發(fā)現(xiàn)了有液態(tài)水活動的“強(qiáng)有力”證據(jù)，為在這個紅色星球上尋找生命提供了新線索。自2006年以來，美國火星勘測軌道飛行器多次在火星山丘斜坡上發(fā)現(xiàn)手指狀陰影條紋。它們在火星溫暖的季節(jié)里出現(xiàn)，并隨著溫度上升而向下延伸，到了寒冷季節(jié)就消失。美國航天局將其稱為“季節(jié)性斜坡紋線”，并認(rèn)為這種奇特的季節(jié)性地貌由鹽水流造成，但一直沒有找到直接證據(jù)。在新研究中，研究人員分析了火星勘測軌道飛行器獲取的火星表面4處地點“季節(jié)性斜坡紋線”的光譜數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這些陰影條紋達(dá)到最大寬度時便出現(xiàn)水合鹽礦物的光譜信號。研究人員在發(fā)表于《自然·地學(xué)》雜志的論文中寫道：“‘季節(jié)性斜坡紋線’是現(xiàn)今火星水活動的結(jié)果，我們的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)有力支持這一假設(shè)。”美國航天局副局長約翰·格倫斯菲爾德表示：“我們非常激動，因為這項發(fā)現(xiàn)意味著今天的火星有可能存在生命?！?/p>

8.新疫苗或有潛力遏制艾滋病感染

《科學(xué)》和《細(xì)胞》雜志6月18日發(fā)表的兩項研究認(rèn)為，一種基于多輪免疫接種策略的試驗性疫苗，也許有潛力遏制艾滋病病毒感染。這兩項研究都是關(guān)于一種叫做“eOD-GT8 60mer”的免疫原。美國斯克里普斯研究所等機(jī)構(gòu)對它進(jìn)行了測試，結(jié)果顯示它可結(jié)合并激活B細(xì)胞，而B細(xì)胞具有抗艾滋病病毒的作用?！犊茖W(xué)》雜志還發(fā)表了第3項由康奈爾大學(xué)領(lǐng)銜的艾滋病研究，對一種人工分子復(fù)合物進(jìn)行測試的結(jié)果顯示，這種免疫原可激發(fā)兔子與猴子產(chǎn)生抗體，阻止一種艾滋病病毒株的感染。美國國家衛(wèi)生研究院為這3項研究提供了資金，它在一份聲明中評價說，這3篇論文代表著在研發(fā)艾滋病疫苗方面的“一個重要新起點”。

9.全球海洋考察揭示大量新生命形式

在對全球海洋微小生物進(jìn)行了為期3年半的考察工作后，一個研究團(tuán)隊報告了這項調(diào)查的第一批成果，揭示了海洋浮游生物豐富而多樣的面貌。研究人員于2009年9月從法國洛里昂乘船出發(fā)。他們在航程中的210個地方采集了約35000件樣本，該項研究旨在對地球的上層海洋建立一個整體認(rèn)識?？茖W(xué)家在5月22日出版的《科學(xué)》雜志上用5篇論文介紹了這一研究成果。包括一個超過4000萬微生物基因的目錄——大多數(shù)是之前未有報道的，以及約5000個病毒基因類型，同時還有對15萬種真核生物（復(fù)雜細(xì)胞）的評估，這大大超過了目前已知的11000種真核浮游生物的數(shù)量。美國伊利諾伊州阿貢國家實驗室微生物生態(tài)學(xué)家Jack Gilbert說：“整個項目提供了一個真正有價值的數(shù)據(jù)庫，從而使我們能夠以一種前所未有的方式探尋全球的海洋微生物生態(tài)系統(tǒng)?！?/p>

10.人類探測器首次近距離飛過冥王星

美國“新視野”號探測器于美國東部時間7月14日7時49分近距離飛過冥王星，成為首個探測這顆遙遠(yuǎn)矮行星的人類探測器。“新視野”號與冥王星最近時的距離約為1.25萬公里?！靶乱曇啊碧柼綔y器于2006年1月升空，經(jīng)過9年多長途跋涉，終于與冥王星“會面”。由于冥王星從未被來自地球的探測器近距離造訪過，“新視野”號“看”到的一切都將被記錄下來。此后，這個探測器還將繼續(xù)前行，進(jìn)入太陽系邊緣神秘的柯伊伯帶，這里可能隱藏著數(shù)以千計的冰凍巖石小天體。冥王星于1930年首次進(jìn)入人類視野，曾被當(dāng)作太陽系第九大行星。但國際天文學(xué)聯(lián)合會于2006年對大行星重新定義，冥王星“慘遭降級”為矮行星。