人類獲得首張黑洞照片（圖/新華視點(diǎn)官方微博）

3D打印出會(huì)“呼吸”的人造器官（圖/《科技日?qǐng)?bào)》）

科技改變生活。

人類獲得首張黑洞照片、嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)人類首次月背軟著陸、3D打印出會(huì)“呼吸”的人造器官、開發(fā)出全球首款類腦芯片……2019年，新發(fā)現(xiàn)、新成果井噴，不斷鼓舞著國(guó)內(nèi)外科技工作者前行。

2020年已經(jīng)啟程，我們期待更多科技成果落地開花、惠澤全世界人民。

十大國(guó)際科技新聞

2019年，各國(guó)科學(xué)家又讓科學(xué)的腳步再次向前邁進(jìn)。人類首張黑洞照片問世，3D打印出會(huì)呼吸的人體器官，超導(dǎo)材料最高臨界溫度刷新……盡管這其中的具體原理有些高深莫測(cè)、晦澀難懂，但這些發(fā)現(xiàn)，也正在或終將切切實(shí)實(shí)地影響人們的生活。

人類獲得首張黑洞照片

數(shù)百名科研人員參與合作的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目2019年4月在全球多地同時(shí)召開新聞發(fā)布會(huì)，發(fā)布他們拍到的人類第一張黑洞照片，照片“主角”是室女座超巨橢圓星系M87中心的超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量是太陽的65億倍，距離地球大約5500萬光年。

3D打印出會(huì)“呼吸”的人造器官

2019年5月，《科學(xué)》雜志封面報(bào)道了美國(guó)萊斯大學(xué)與華盛頓大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的一項(xiàng)具有里程碑意義的研究成果。該團(tuán)隊(duì)克服了3D打印器官的一大障礙，創(chuàng)造出一個(gè)由水凝膠3D打印而成的肺氣囊模型。該模型具有與人體血管和氣管結(jié)構(gòu)相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能像肺部一樣朝周圍的血管輸送氧氣，完成“呼吸”過程。

這項(xiàng)成果被認(rèn)為代表了3D生物打印可實(shí)現(xiàn)的最強(qiáng)生理功能，它也意味著，未來的器官移植以及人類壽命延長(zhǎng)等許多問題，都將可能得到解決。

超導(dǎo)材料最高臨界溫度刷新

2019年5月，超導(dǎo)材料最高臨界溫度刷新一事，吸引了世人的目光。

超導(dǎo)材料能無損耗傳輸電能，但其應(yīng)用卻因超導(dǎo)態(tài)嚴(yán)苛的低溫要求而受限。因此，實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)成為科學(xué)家的重要目標(biāo)，如今他們離這一目標(biāo)越來越近。在《自然》雜志上，美德兩國(guó)科學(xué)家組成的研究小組發(fā)表論文稱，他們通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，高壓下的氫化鑭在250K（K代表絕對(duì)溫標(biāo)開爾文，250K大約為-23℃）時(shí)具有超導(dǎo)性。250K是目前人類高溫超導(dǎo)的最新紀(jì)錄，比此前的最高臨界溫度增加了50K左右。

DNA顯微鏡研制成功（圖/科學(xué)網(wǎng)）

谷歌研究人員宣布成功演示“量子優(yōu)勢(shì)”（圖/科學(xué)網(wǎng)）

歐洲監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)了一種埃博拉疫苗上市（圖/科學(xué)網(wǎng)）

DNA顯微鏡研制成功

美國(guó)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所和布羅德研究所共同開發(fā)出“DNA顯微鏡”，這是一種全新的細(xì)胞可視化技術(shù)，利用化學(xué)手段獲取細(xì)胞內(nèi)部信息，繪制的圖像反映出細(xì)胞內(nèi)生物分子的基因序列和相對(duì)位置的情況。該項(xiàng)研究發(fā)表在2019年6月20日出版的《細(xì)胞》雜志上。

據(jù)悉，DNA顯微鏡可以做一些光學(xué)顯微鏡做不到的事情。例如，光學(xué)顯微鏡往往無法區(qū)分DNA存在差異的細(xì)胞，例如免疫細(xì)胞，而通過識(shí)別能夠攻擊腫瘤的免疫細(xì)胞，DNA顯微鏡可以幫助改善某些癌癥的治療。

世界上最黑的材料研制成功

2019年9月，中美科學(xué)家報(bào)告說，他們研制出了一種比之前的最黑材料還要黑10倍的材料。新材料由碳納米管（CNT）陣列制成，可捕獲99.995%的入射光，是迄今為止最黑的材料。這種新材料除了具有藝術(shù)表現(xiàn)力外，還可能具有實(shí)用價(jià)值，例如用于遮光罩中減少不必要的眩光、幫助太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)系外行星等?！白盍钊顺泽@的是得到的新材料極黑——該材料從各個(gè)角度吸收的入射光都大于99.995%?！庇嘘P(guān)科學(xué)家說。

全球首支埃博拉疫苗獲歐盟批準(zhǔn)上市

2019年11月，歐洲監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)了埃博拉疫苗Ervebo上市。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(fā)致命性出血熱。此前，醫(yī)學(xué)研究人員已投入大量精力進(jìn)行埃博拉疫苗的研發(fā)，但大多停留在臨床試驗(yàn)階段，而Ervebo成為了首支正式獲批用于人體的埃博拉疫苗，并有望于2020年第一季度在美國(guó)獲批上市。

科學(xué)家合成世界首個(gè)含18個(gè)碳原子的純碳

2019年8月，《科學(xué)》雜志發(fā)表牛津大學(xué)化學(xué)系與IBM蘇黎世研究實(shí)驗(yàn)室合作的一項(xiàng)成果，他們合成了世界上第一個(gè)完全由碳原子構(gòu)成的環(huán)狀分子C18，其中的18個(gè)碳原子通過交替的單鍵和三鍵連接而成，早期研究發(fā)現(xiàn)C18環(huán)分子具有半導(dǎo)體特性，這意味著類似的碳直鏈結(jié)構(gòu)可能成為分子級(jí)別的電子元件。

“萬物DNA”讓存儲(chǔ)無處不在

全球的數(shù)據(jù)量不斷增加，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)架構(gòu)，如硬盤和磁帶，越來越難以跟上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要。隨著這些裝置逐漸達(dá)到存儲(chǔ)極限，DNA被當(dāng)作一種長(zhǎng)期存儲(chǔ)方案提了出來。

過去的研究已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了DNA的持久性和存儲(chǔ)海量信息的能力，現(xiàn)在研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種前所未有的方式，可利用其持久性進(jìn)行存儲(chǔ)。2019年10月，哥倫比亞大學(xué)著名專家、以色列計(jì)算遺傳學(xué)家亞尼夫·埃爾利赫與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院科學(xué)家運(yùn)用“萬物DNA”特殊材料3D打印了一只“兔子”。

谷歌研究人員宣布成功演示“量子優(yōu)勢(shì)”

2019年10月，谷歌公司研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在英國(guó)《自然》雜志發(fā)表論文稱，已成功演示“量子優(yōu)勢(shì)”，讓量子系統(tǒng)花費(fèi)約200秒完成了傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)在幾天之內(nèi)才能完成的任務(wù)?！傲孔觾?yōu)勢(shì)”被用于描述量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，它是指量子計(jì)算機(jī)能解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在合理時(shí)間范圍內(nèi)無法解決的一些特殊問題。

新型大腸桿菌能以二氧化碳為食

2019年11月，在發(fā)表于《細(xì)胞》的一篇新研究中，以色列魏茨曼科學(xué)研究所的科學(xué)家們改造了一種通常以單糖為食的細(xì)菌，使其可以像植物一樣通過吸收二氧化碳來構(gòu)建細(xì)胞。

國(guó)內(nèi)十大科技新聞

嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)人類首次月背軟著陸、科學(xué)家利用基因編輯技術(shù)成功克隆出雜交稻種子、開發(fā)出全球首款類腦芯片……2019年，中國(guó)科技干勁足、活力強(qiáng)，一系列科技成果和突破，在世界科技舞臺(tái)留下了濃墨重彩的印記。

嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)人類首次月背軟著陸

2019年1月，嫦娥四號(hào)探測(cè)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(hào)中繼星的支持下，嫦娥四號(hào)著陸器與“玉兔二號(hào)”巡視器分別開展了就位探測(cè)和巡視勘察。目前，嫦娥四號(hào)在月球背面的工作時(shí)長(zhǎng)已超過300天，遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)壽命；“玉兔二號(hào)”巡視器克服各項(xiàng)障礙，行駛里程也已超過300米，實(shí)現(xiàn)“雙三百”突破。

我國(guó)成功克隆出雜交稻種子

2019年1月，中國(guó)水稻研究所水稻生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王克劍團(tuán)隊(duì)，利用基因編輯技術(shù)建立了水稻無融合生殖體系，成功克隆出雜交稻種子，首次實(shí)現(xiàn)雜交稻性狀穩(wěn)定遺傳到下一代。

“這項(xiàng)工作證明了雜交稻進(jìn)行無融合生殖的可行性，是無融合生殖研究領(lǐng)域的重大突破?！敝袊?guó)工程院院士袁隆平如是說。

全球首款類腦芯片研發(fā)成功

2019年8月1日，清華大學(xué)開發(fā)出的全球首款異構(gòu)融合類腦計(jì)算芯片登上了《自然》雜志的封面。這個(gè)被命名為“天機(jī)芯”的芯片結(jié)合了類腦計(jì)算和基于計(jì)算機(jī)科學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)，這種融合技術(shù)有望提升各個(gè)系統(tǒng)的能力，促進(jìn)人工通用智能的研究和發(fā)展。從原則上來說，一個(gè)人工通用智能系統(tǒng)可以執(zhí)行人類能夠完成的絕大多數(shù)任務(wù)。

首次觀測(cè)到三維量子霍爾效應(yīng)

霍爾效應(yīng)描述了當(dāng)磁場(chǎng)加載到金屬和半導(dǎo)體上時(shí)，電力與磁力之間的一種相互關(guān)系。近140年來，國(guó)際科學(xué)界相繼發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)和量子霍爾效應(yīng)。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)喬振華課題組與南方科技大學(xué)張立源課題組等合作，首次在毫米級(jí)的碲化鋯塊體單晶體材料中觀測(cè)到三維量子霍爾效應(yīng)的明確證據(jù)，并指出該效應(yīng)可能是由于磁場(chǎng)下相互作用產(chǎn)生的電荷密度波誘導(dǎo)的。2019年5月9日，這一重要研究成果在線發(fā)表于《自然》上。

據(jù)悉，自從1980年發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)后，學(xué)界把注意力集中在二維體系。這次發(fā)現(xiàn)的三維量子霍爾效應(yīng)，補(bǔ)全了霍爾效應(yīng)家族的一塊重要拼圖。

“太極一號(hào)”在軌測(cè)試成功

中國(guó)首顆空間引力波探測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星第一階段在軌測(cè)試任務(wù)順利完成。2019年9月，該衛(wèi)星被命名為“太極一號(hào)”。中科院科研團(tuán)隊(duì)在不到一年時(shí)間里完成了“太極一號(hào)”的研制任務(wù)?！疤珮O一號(hào)”第一階段在軌測(cè)試結(jié)果表明，激光干涉儀位移測(cè)量精度達(dá)到百皮米量級(jí)，約為一個(gè)原子的大?。灰⒖紓鞲衅鳒y(cè)量精度達(dá)到重力加速度的百億分之一，相當(dāng)于一只螞蟻推動(dòng)“太極一號(hào)”衛(wèi)星產(chǎn)生的加速度；微推進(jìn)器推力分辨率達(dá)到亞微牛量級(jí)，約為一粒芝麻重量的萬分之一。

首次解析非洲豬瘟病毒結(jié)構(gòu)

非洲豬瘟是由非洲豬瘟病毒引起的一種急性、熱性、高度接觸性動(dòng)物傳染病，豬感染后發(fā)病率和死亡率高達(dá)100%。

2019年10月，《科學(xué)》雜志發(fā)表了中國(guó)學(xué)者解析非洲豬瘟病毒精細(xì)三維結(jié)構(gòu)的論文。這是一種正二十面體的巨大病毒，由基因組、核心殼層、雙層內(nèi)膜、衣殼和外膜5層組成，病毒顆粒包含3萬余個(gè)蛋白亞基，組裝成直徑約260納米的球形顆粒。這是國(guó)際上首次解析非洲豬瘟病毒結(jié)構(gòu)，為揭示非洲豬瘟病毒入侵宿主細(xì)胞以及逃避和對(duì)抗宿主抗病毒免疫的機(jī)制提供了重要線索，為開發(fā)效果佳、安全性高的新型非洲豬瘟疫苗奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

首次驗(yàn)證遠(yuǎn)距離雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)

限于通信光纖的損耗和探測(cè)器的噪聲等原因，量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)通常只能在100公里內(nèi)獲得較高成碼率。目前最遠(yuǎn)成碼距離是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊(duì)于2016年實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的404公里。

有一種新型的量子密鑰分發(fā)方案——雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)方案，巧妙地利用單光子干涉的特性，讓量子密鑰分發(fā)的成碼率在長(zhǎng)距離也維持較高水平。2019年，潘建偉教授等科學(xué)家在300公里真實(shí)環(huán)境的光纖中完成了雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，并驗(yàn)證了700公里以上光纖遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)的可行性，有望成為新一代遠(yuǎn)距離城際量子密鑰分發(fā)的基礎(chǔ)。被業(yè)內(nèi)專家評(píng)論為“實(shí)用雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)的重要里程碑”。

清華大學(xué)開發(fā)出全球首款類腦芯片（圖/《中國(guó)青年報(bào)》）

“太極一號(hào)”在軌測(cè)試成功（圖/新華社）

我國(guó)運(yùn)載火箭首次海上發(fā)射技術(shù)試驗(yàn)圓滿成功（圖/央視新聞客戶端）

科創(chuàng)板鳴鑼開市

這是中國(guó)資本市場(chǎng)的歷史性時(shí)刻。2019年7月22日，科創(chuàng)板在上海證券交易所鳴鑼開市。中國(guó)資本市場(chǎng)由此向科技創(chuàng)新企業(yè)開放大門。在未來國(guó)際科技實(shí)力競(jìng)爭(zhēng)中，科創(chuàng)板將成為我國(guó)“硬科技”企業(yè)持續(xù)補(bǔ)充后續(xù)能量的“大糧倉”。

科創(chuàng)板作為新設(shè)的增量板塊，重點(diǎn)支持高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。面向新一代信息技術(shù)、新材料、生物和高端裝備制造四大領(lǐng)域。設(shè)立科創(chuàng)板并首次在中國(guó)股票市場(chǎng)引入注冊(cè)制，被普遍認(rèn)為是中國(guó)A股市場(chǎng)設(shè)立以來，發(fā)行上市制度方面最重大的變革?？苿?chuàng)板承載著各方對(duì)資本市場(chǎng)在推進(jìn)科技創(chuàng)新及經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展中的殷切期望。

中國(guó)火箭解鎖發(fā)射“新姿勢(shì)”

2019年6月5日12時(shí)6分，長(zhǎng)征十一號(hào)海射型固體運(yùn)載火箭在我國(guó)黃海海域?qū)嵤┌l(fā)射，將捕風(fēng)一號(hào)A、B星等7顆衛(wèi)星送入約600公里高度的圓軌道，宣告我國(guó)運(yùn)載火箭首次海上發(fā)射技術(shù)試驗(yàn)圓滿成功。

海上發(fā)射技術(shù)試驗(yàn)系統(tǒng)由運(yùn)載火箭系統(tǒng)、海上發(fā)射平臺(tái)、測(cè)控通信系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)4部分組成，可實(shí)現(xiàn)離港后一周內(nèi)完成發(fā)射。本次飛行試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)首次采用“航天+海工”技術(shù)融合，突破海上發(fā)射穩(wěn)定性、安全性、可靠性等關(guān)鍵技術(shù)，全面驗(yàn)證了海上發(fā)射試驗(yàn)流程，為我國(guó)快速進(jìn)入空間提供了新的發(fā)射模式。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)16萬年前丹尼索瓦人下頜骨化石

2019年5月，中國(guó)科學(xué)家聯(lián)合多名境內(nèi)外研究人員在《自然》雜志上發(fā)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(fā)現(xiàn)的一件人類下頜骨化石經(jīng)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(dòng)時(shí)間，由距今4萬年推早至距今16萬年，整整向前推進(jìn)了12萬年。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)化石發(fā)現(xiàn)地及其周邊地區(qū)進(jìn)行了近10年的系統(tǒng)考古調(diào)查，發(fā)現(xiàn)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(nèi)涵、行為特征和高海拔環(huán)境適應(yīng)策略等提供了關(guān)鍵信息。