成功發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”

8月16日1時(shí)40分，長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空。這將使我國(guó)在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。首席科學(xué)家潘建偉院士率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成自主研發(fā)的量子衛(wèi)星突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括高精度跟瞄、星地偏振態(tài)保持與基矢校正、星載量子糾纏源等。工程由中科院國(guó)家空間科學(xué)中心、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中科院上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、中科院上海技術(shù)物理研究所、對(duì)地觀測(cè)與數(shù)字地球科學(xué)中心等單位聯(lián)合完成。量子衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌運(yùn)行，將有助于我國(guó)在量子通信技術(shù)實(shí)用化整體水平上保持和擴(kuò)大國(guó)際領(lǐng)先地位，實(shí)現(xiàn)國(guó)家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)空間科學(xué)衛(wèi)星系列可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

全球最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡在貴州落成啟用

有著超級(jí)“天眼”之稱(chēng)的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，9月25日在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成，開(kāi)始接收來(lái)自宇宙深處的電磁波，這標(biāo)志著我國(guó)在科學(xué)前沿實(shí)現(xiàn)了重大原創(chuàng)突破。該工程由我國(guó)天文學(xué)家于1994年提出構(gòu)想，從預(yù)研到建成歷時(shí)22年，是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。眾多獨(dú)門(mén)絕技讓其成為世界射電望遠(yuǎn)鏡中的佼佼者，這也將為世界天文學(xué)的新發(fā)現(xiàn)提供重要機(jī)遇。作為國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，“天眼”工程由主動(dòng)反射面系統(tǒng)、饋源支撐系統(tǒng)、測(cè)量與控制系統(tǒng)、接收機(jī)與終端及觀測(cè)基地等幾大部分構(gòu)成。主動(dòng)反射面是由上萬(wàn)根鋼索和4450個(gè)反射單元組成的球冠型索膜結(jié)構(gòu)，其外形像一口巨大的鍋，接收面積相當(dāng)于30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)。

長(zhǎng)征五號(hào)首飛成功

11月3日20時(shí)43分，我國(guó)最大推力新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)首次發(fā)射成功，標(biāo)志著我國(guó)運(yùn)載能力已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，中國(guó)正由航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)。長(zhǎng)征五號(hào)代表了我國(guó)運(yùn)載火箭科技創(chuàng)新的最高水平，填補(bǔ)了大推力無(wú)毒無(wú)污染液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的空白，實(shí)現(xiàn)了異型發(fā)動(dòng)機(jī)起飛技術(shù)的重大突破。它也是實(shí)現(xiàn)未來(lái)探月工程三期、載人空間站、首次火星探測(cè)任務(wù)等國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)和重大工程的重要基礎(chǔ)和前提保障。2017年嫦娥五號(hào)落月采樣返回、2018年發(fā)射空間站核心艙、2020年發(fā)射火星探測(cè)器等任務(wù)都將依靠長(zhǎng)征五號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

神舟十一號(hào)飛船返回艙成功著陸 2名航天員安全回家

11月18日13時(shí)59分，神舟十一號(hào)飛船返回艙在內(nèi)蒙古中部預(yù)定區(qū)域成功著陸，執(zhí)行飛行任務(wù)的航天員景海鵬、陳冬身體狀況良好，天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)載人飛行任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。神舟十一號(hào)飛船于10月17日7時(shí)30分發(fā)射升空，隨后與天宮二號(hào)對(duì)接形成組合體。兩名航天員進(jìn)駐天宮二號(hào)，進(jìn)行了為期30天的駐留。在執(zhí)飛期間，完成了一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。這是我國(guó)組織實(shí)施的第6次載人航天飛行，也是改進(jìn)型神舟載人飛船和改進(jìn)型長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭組成的載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)第二次應(yīng)用性飛行。天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)載人飛行任務(wù)圓滿(mǎn)成功，標(biāo)志著我國(guó)載人航天工程實(shí)驗(yàn)室階段任務(wù)取得具有決定性意義的重要成果，為后續(xù)空間站建造運(yùn)營(yíng)奠定了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

領(lǐng)銜繪制全新人類(lèi)腦圖譜

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所腦網(wǎng)絡(luò)組研究中心蔣田仔團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外其他團(tuán)隊(duì)成功繪制出全新的人類(lèi)腦圖譜，即腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜，在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《大腦皮層》上在線發(fā)表。研究團(tuán)隊(duì)突破了100多年來(lái)傳統(tǒng)腦圖譜繪制的瓶頸，提出“利用腦結(jié)構(gòu)和功能連接信息”繪制腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜的全新思路和方法。圖譜包括246個(gè)精細(xì)腦區(qū)亞區(qū)，比傳統(tǒng)的Brodmann圖譜精細(xì)4到5倍，具有客觀精準(zhǔn)的邊界定位，第一次建立了宏觀尺度上的活體全腦連接圖譜。腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜為理解人腦結(jié)構(gòu)和功能開(kāi)辟了新途徑，并對(duì)未來(lái)類(lèi)腦智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了重要啟示，也將為神經(jīng)及精神疾病的新一代診斷、治療技術(shù)奠定基礎(chǔ)，并為腦中風(fēng)損傷區(qū)域及癲癇病灶的定位、神經(jīng)外科手術(shù)中的腦膠質(zhì)瘤精確切除等提供幫助，提高診斷質(zhì)量與治療效果。

我國(guó)首獲超算應(yīng)用最高獎(jiǎng)

由中國(guó)科學(xué)院軟件所與清華大學(xué)、北京師范大學(xué)等單位合作的“千萬(wàn)核可擴(kuò)展全球大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”獲得國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)——“戈登貝爾獎(jiǎng)”?？蒲袌F(tuán)隊(duì)提出一套適應(yīng)于異構(gòu)眾核環(huán)境的全隱式求解器算法，一方面可帶來(lái)長(zhǎng)時(shí)間數(shù)值模擬效率的提升，另一方面也充分發(fā)掘“神威·太湖之光”的強(qiáng)大計(jì)算能力?！吧裢ぬ狻毕到y(tǒng)自6月20日發(fā)布以來(lái)，國(guó)內(nèi)外多個(gè)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目通過(guò)使用該系統(tǒng)獲得突破，已取得100多項(xiàng)應(yīng)用成果，涉及氣候氣象、海洋、航空航天、生物、材料、高能物理、藥物、生命科學(xué)等19個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。首次獲得超算應(yīng)用最高獎(jiǎng)標(biāo)志著我國(guó)科研人員正將超級(jí)計(jì)算的速度優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，表明中國(guó)超算取得速度優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，在應(yīng)用領(lǐng)域也正不斷縮小與世界先進(jìn)水平的差距。

率先破解光合作用超分子結(jié)構(gòu)之謎

中國(guó)科學(xué)院生物物理所的研究團(tuán)隊(duì)在光合作用研究中獲得重要突破，在國(guó)際上率先解析了高等植物菠菜光合作用超級(jí)復(fù)合物的高分辨率三維結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)研究工作發(fā)表于5月出版的《自然》雜志上?；诮Y(jié)構(gòu)的光合作用機(jī)理研究具有重要的理論意義，同時(shí)也將為解決能源、糧食、環(huán)境等問(wèn)題提供具有啟示性的方案。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)利用最新的單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，在3.2埃（1埃=0.1納米）分辨率下解析了高等植物（菠菜）光系統(tǒng)Ⅱ-捕光復(fù)合物Ⅱ超級(jí)膜蛋白復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu)，率先破解了光合作用超分子結(jié)構(gòu)之謎，獲得了其與外周捕光天線之間相互裝配原理和能量傳遞過(guò)程相關(guān)的重要結(jié)構(gòu)信息，為實(shí)現(xiàn)光能向清潔能源氫氣轉(zhuǎn)換提供具有啟示性的方案。

“海斗”號(hào)無(wú)人潛水器創(chuàng)造深潛紀(jì)錄

“探索一號(hào)”科考船于6月22日至8月12日在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵開(kāi)展了我國(guó)首次綜合性萬(wàn)米深淵科考。我國(guó)自主研制的“海斗”號(hào)無(wú)人潛水器成功進(jìn)行了一次八千米級(jí)、兩次九千米級(jí)和兩次萬(wàn)米級(jí)下潛應(yīng)用，最大潛深達(dá)10767米，創(chuàng)造了我國(guó)無(wú)人潛水器的最大下潛及作業(yè)深度紀(jì)錄，使我國(guó)成為繼日、美兩國(guó)之后第三個(gè)擁有研制萬(wàn)米級(jí)無(wú)人潛水器能力的國(guó)家。此項(xiàng)成果取得了一系列重要突破，表明萬(wàn)米深海已不再是我國(guó)海洋科技界的禁區(qū)，是繼蛟龍?zhí)柶咔缀Ｔ嚦晒笥忠粋€(gè)海洋科技的里程碑。我國(guó)首次萬(wàn)米深淵科考的成功宣示了我國(guó)深?？萍紕?chuàng)新能力正在實(shí)現(xiàn)從“跟蹤”為主向“并行”“領(lǐng)先”為主轉(zhuǎn)變，為全面實(shí)現(xiàn)國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃部署的萬(wàn)米載人/無(wú)人深潛的戰(zhàn)略目標(biāo)邁出了第一步。

利用超強(qiáng)超短激光成功獲得“反物質(zhì)”

中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用超強(qiáng)超短激光，成功產(chǎn)生反物質(zhì)——超快正電子源，這一發(fā)現(xiàn)將在材料的無(wú)損探測(cè)、激光驅(qū)動(dòng)正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、癌癥診斷等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用。相關(guān)研究成果已于3月發(fā)表在《等離子體物理》雜志上。此次反物質(zhì)的獲得經(jīng)歷了一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程和優(yōu)化，解決了伽馬射線帶來(lái)的噪聲問(wèn)題，利用正負(fù)電子在磁場(chǎng)中的不同偏轉(zhuǎn)特性，最終成功觀測(cè)到正電子。未來(lái)，在高能物理、材料無(wú)損探測(cè)、癌癥診斷領(lǐng)域有應(yīng)用前景，由于其脈寬只有飛秒量級(jí)，可使探測(cè)的時(shí)間分辨大大提高，進(jìn)而研究物質(zhì)性質(zhì)的超快演化。

首次揭示水的核量子效應(yīng)

中國(guó)科學(xué)院院士王恩哥與北京大學(xué)教授江穎領(lǐng)導(dǎo)的課題組在國(guó)際上首次揭示了水的核量子效應(yīng)，從全新的角度詮釋了水的奧秘。相關(guān)研究成果于4月15日刊發(fā)在《科學(xué)》雜志上。氫核的量子化研究無(wú)論對(duì)于實(shí)驗(yàn)還是理論都非常具有挑戰(zhàn)性。研究團(tuán)隊(duì)在相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和理論方法上分別取得突破，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)水分子內(nèi)部自由度的成像和水的氫鍵網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型的直接識(shí)別，并在此基礎(chǔ)上探測(cè)到氫核的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程。研發(fā)了一套“針尖增強(qiáng)的非彈性電子隧穿譜”技術(shù)，在國(guó)際上首次獲得了單個(gè)水分子的高分辨振動(dòng)譜，并由此測(cè)得了單個(gè)氫鍵的強(qiáng)度。氫核的“非簡(jiǎn)諧零點(diǎn)運(yùn)動(dòng)”會(huì)弱化弱氫鍵，強(qiáng)化強(qiáng)氫鍵，這個(gè)物理圖像對(duì)于各種氫鍵體系具有相當(dāng)?shù)钠者m性，澄清了學(xué)術(shù)界長(zhǎng)期爭(zhēng)論的氫鍵的量子本質(zhì)。