【中國科學(xué)報(bào)】兩院院士評(píng)選2023年中國/世界十大科技進(jìn)展新聞揭曉
來源:中國科學(xué)報(bào) 袁一雪【字號(hào):大 中 小】
全球首座第四代核電站商運(yùn)投產(chǎn)。
神舟十六號(hào)載人飛行任務(wù)圓滿完成。
超越硅基極限的二維晶體管問世。
我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)耐堿基因可使作物增產(chǎn)。
天問一號(hào)研究成果揭示火星氣候轉(zhuǎn)變。
我國首個(gè)萬米深地科探井開鉆。
液氮溫區(qū)鎳氧化物超導(dǎo)體首次發(fā)現(xiàn)。
FAST探測到納赫茲引力波存在證據(jù)。
世界首個(gè)全鏈路全系統(tǒng)空間太陽能電站。
科學(xué)家闡明嗅覺感知分子機(jī)制。
科學(xué)家繪制迄今最全人腦細(xì)胞圖譜。
人工智能首次成功從零生成蛋白質(zhì)。
全球最大實(shí)驗(yàn)性核聚變反應(yīng)堆。
OpenAI正式發(fā)布GPT-4。
衛(wèi)星首次成功向地球傳送太陽能。
人類眼球首次移植成功。
迄今最小粒子加速器。
科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)單原子X射線探測。
全球首張昆蟲大腦“地圖”繪制完成。
人類泛基因組首張草圖發(fā)布。
1月11日,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(bào)社、山東省科學(xué)技術(shù)廳、煙臺(tái)市人民政府承辦的中國科學(xué)院院士和中國工程院院士投票評(píng)選的2023年中國十大科技進(jìn)展新聞、世界十大科技進(jìn)展新聞在山東省煙臺(tái)市揭曉。
中國科學(xué)院副院長、黨組成員常進(jìn),中國工程院副院長、黨組成員鐘志華,山東省委常委、煙臺(tái)市委書記江成,山東省副省長、省政府秘書長宋軍繼出席會(huì)議并致辭。
常進(jìn)、鐘志華分別揭曉了2023年中國十大科技進(jìn)展新聞和2023年世界十大科技進(jìn)展新聞,并與江成、宋軍繼一同為2023年中國十大科技進(jìn)展新聞入選團(tuán)隊(duì)頒發(fā)紀(jì)念證書及紀(jì)念牌。
中國科學(xué)院原黨組副書記、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)原黨委書記郭傳杰,中國科學(xué)院原副院長、中國科學(xué)院院士詹文龍,以及來自中國科學(xué)院和中國工程院的多名院士一同出席發(fā)布會(huì)。
此項(xiàng)年度評(píng)選活動(dòng)至今已舉辦了30次。評(píng)選結(jié)果經(jīng)新聞媒體廣泛報(bào)道后,在社會(huì)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)展動(dòng)態(tài),對(duì)普及科學(xué)前沿知識(shí)起到了積極作用。
2023年中國十大科技進(jìn)展新聞
1.全球首座第四代核電站商運(yùn)投產(chǎn)
我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家科技重大專項(xiàng)——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程12月6日商運(yùn)投產(chǎn),成為世界首個(gè)實(shí)現(xiàn)模塊化第四代核電技術(shù)商業(yè)化運(yùn)行的核電站,標(biāo)志著我國在高溫氣冷堆核電技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全球領(lǐng)先,對(duì)推動(dòng)我國實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)、建設(shè)能源強(qiáng)國具有重要意義。
高溫氣冷堆是國際公認(rèn)的第四代核電技術(shù)先進(jìn)堆型。該示范工程是世界首座球床模塊式高溫氣冷堆項(xiàng)目,位于山東省榮成市,由中國華能牽頭,聯(lián)合清華大學(xué)、中核集團(tuán)共同建設(shè),2006年被列入國家科技重大專項(xiàng),2012年開工建設(shè)。
2.神舟十六號(hào)返回,空間站應(yīng)用與發(fā)展階段首次載人飛行任務(wù)圓滿完成
北京時(shí)間10月31日8時(shí)11分,神舟十六號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸,載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。
神舟十六號(hào)載人飛船于5月30日從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,隨后與天和核心艙對(duì)接形成組合體。作為首批執(zhí)行空間站應(yīng)用與發(fā)展階段載人飛行任務(wù)的航天員乘組,3名航天員在軌駐留154天。
此次任務(wù)是我國載人航天工程進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的首次載人飛行任務(wù),在航天員乘組和地面科研人員的密切配合下,邁出了載人航天工程從建設(shè)向應(yīng)用、從投入向產(chǎn)出轉(zhuǎn)變的重要一步。
3.超越硅基極限的二維晶體管問世
北京大學(xué)彭練矛院士、邱晨光研究員團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了10 納米超短溝道彈道二維硒化銦晶體管。該研究創(chuàng)造性地提出“稀土釔元素?fù)诫s誘導(dǎo)二維相變理論”,并發(fā)明了“原子級(jí)可控精準(zhǔn)摻雜技術(shù)”,從而成功克服了二維領(lǐng)域金屬和半導(dǎo)體接觸的國際難題;首次使得二維晶體管實(shí)際性能超過業(yè)界硅基10納米節(jié)點(diǎn)Fin晶體管和國際半導(dǎo)體路線圖預(yù)測的硅極限,并且將二維晶體管的工作電壓降到0.5V,將室溫彈道率提升至所有晶體管最高紀(jì)錄的 83%,從而研制出國際上迄今速度最快、能耗最低的二維晶體管。相關(guān)成果3月22日發(fā)表于《自然》。
4.我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)耐堿基因可使作物增產(chǎn)
我國鹽堿地面積達(dá)1億公頃,占世界鹽堿地總面積的近1/10。全球氣候變化、淡水缺乏及化肥大量使用,使可耕土地鹽漬化速度加快。
為了更好地利用鹽堿地資源,中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員謝旗團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)和院校合作,經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)主效耐堿基因AT1,可以顯著增加高粱、水稻、小麥、玉米、谷子等作物在鹽堿地上的產(chǎn)量,且在改良鹽堿地的綜合利用中具有重大應(yīng)用前景,有望對(duì)我國糧食安全發(fā)揮重要支撐作用。該成果3月24日發(fā)表于《科學(xué)》。
5.天問一號(hào)研究成果揭示火星氣候轉(zhuǎn)變
中國科學(xué)院國家天文臺(tái)李春來團(tuán)隊(duì),聯(lián)合中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所郭正堂團(tuán)隊(duì)、中國科學(xué)院青藏高原所、美國布朗大學(xué)和天問一號(hào)任務(wù)工程團(tuán)隊(duì),針對(duì)火星烏托邦平原南部豐富的風(fēng)沙地貌,開展了高分辨率遙感和近距離就位的聯(lián)合探測,發(fā)現(xiàn)了著陸區(qū)風(fēng)場發(fā)生顯著變化的層序證據(jù),揭示了祝融號(hào)著陸區(qū)可能經(jīng)歷了以風(fēng)向變化為標(biāo)志的兩個(gè)主要?dú)夂螂A段。該研究有助于增進(jìn)對(duì)火星古氣候歷史的理解,為火星古氣候研究提供了新視角,也為研究地球未來的氣候演化方向提供了借鑒。相關(guān)研究成果7月7日發(fā)表于《自然》。
6.我國首個(gè)萬米深地科探井開鉆
5月30日,中國石油塔里木油田公司深地塔科1井開鉆入地。深地塔科1井開鉆,旨在探索萬米級(jí)特深層地質(zhì)、工程科學(xué)理論,標(biāo)志著我國地球深部探測技術(shù)取得新的重大突破,鉆探能力開啟“萬米時(shí)代”。
深地塔科1井位于新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣境內(nèi),緊鄰埋深達(dá)8000米的富滿油田10億噸級(jí)超深油氣區(qū)。這口井設(shè)計(jì)井深1.11萬米,設(shè)計(jì)鉆完井周期457天,將創(chuàng)造全球萬米深井鉆探用時(shí)最快紀(jì)錄。
中國石油自主研制了智能鉆機(jī),成功產(chǎn)出1.2萬米特深井自動(dòng)化鉆機(jī),為萬米深地工程科學(xué)探索研究提供了裝備和技術(shù)保障。
7.液氮溫區(qū)鎳氧化物超導(dǎo)體首次發(fā)現(xiàn)
7月12日,《自然》雜志刊登了中山大學(xué)教授王猛團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)、華南理工大學(xué)等單位合作的成果:首次發(fā)現(xiàn)在14 GPa壓力下達(dá)到液氮溫區(qū)的鎳氧化物超導(dǎo)體。這是由我國科學(xué)家率先獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的全新高溫超導(dǎo)體系,是人類目前發(fā)現(xiàn)的第二種液氮溫區(qū)非常規(guī)超導(dǎo)材料,是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重要突破。
這一研究成果有望推動(dòng)研究高溫超導(dǎo)機(jī)理,使設(shè)計(jì)和預(yù)測高溫超導(dǎo)材料成為可能,使超導(dǎo)在信息技術(shù)、工業(yè)加工、電力、生物醫(yī)學(xué)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。
8.FAST探測到納赫茲引力波存在證據(jù)
由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)等單位科研人員組成的中國脈沖星測時(shí)陣列研究團(tuán)隊(duì),利用中國天眼FAST,探測到納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù),表明我國納赫茲引力波研究與國際同步達(dá)到領(lǐng)先水平。相關(guān)研究成果6月29日在我國天文學(xué)術(shù)期刊《天文與天體物理研究》在線發(fā)表。12月14日,相關(guān)成果入選《科學(xué)》雜志2023年度十大科學(xué)突破。據(jù)中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員、北京大學(xué)研究員李柯伽介紹,國際上4個(gè)團(tuán)隊(duì)分別獨(dú)立獲得了納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù),這使得研究結(jié)果可以相互印證,進(jìn)一步提高了這一成果的準(zhǔn)確性。
9.世界首個(gè)全鏈路全系統(tǒng)空間太陽能電站地面驗(yàn)證系統(tǒng)落成啟用
空間太陽能電站(SSPS)是解決能源危機(jī)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的終極手段之一。中國工程院旗艦刊物Engineering于11月30日系統(tǒng)報(bào)道了西安電子科技大學(xué)段寶巖院士團(tuán)隊(duì)完成的逐日工程——世界首個(gè)全鏈路、全系統(tǒng)SSPS地面驗(yàn)證系統(tǒng),闡述了歐米伽SSPS創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案、理論創(chuàng)新、技術(shù)突破、工程實(shí)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。遠(yuǎn)距離高功率微波無線傳能效率(距離55米,發(fā)射2081瓦,波束收集效率87.3%,DC-DC傳輸效率15.05%)與功質(zhì)比等主要技術(shù)指標(biāo)世界領(lǐng)先。
逐日工程突破的遠(yuǎn)距離高功率微波無線傳能技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。
10.科學(xué)家闡明嗅覺感知分子機(jī)制
山東大學(xué)教授孫金鵬團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究員李乾團(tuán)隊(duì)合作,應(yīng)用冷凍電鏡技術(shù)解析了痕量胺相關(guān)受體(TAAR)家族成員之一的小鼠TAAR9(mTAAR9)受體在4種不同配體結(jié)合條件下與Gs/Golf(嗅覺特異性Gα)蛋白三聚體復(fù)合物的結(jié)構(gòu),進(jìn)一步結(jié)合藥理學(xué)分析揭示了mTAAR9感知配體后被激活的分子機(jī)制。同時(shí),該研究也提出了嗅覺受體“組合編碼”識(shí)別配體的結(jié)構(gòu)機(jī)制,闡明了II類嗅覺受體獨(dú)特的激活方式。
該研究闡釋了II類特異嗅覺受體感知?dú)馕兜姆肿訖C(jī)制。相關(guān)研究成果5月24日發(fā)表于《自然》。
2023年世界十大科技進(jìn)展新聞
1.科學(xué)家繪制迄今最全人腦細(xì)胞圖譜
10月13日,刊發(fā)在美國《科學(xué)》《科學(xué)進(jìn)展》和《科學(xué)-轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志上的21篇論文公布并闡釋了迄今最全的人類大腦細(xì)胞圖譜。多國科學(xué)家參與的這一系列研究揭示了3000多種腦細(xì)胞類型的特征,將有助于深入理解人類大腦的獨(dú)特之處并推進(jìn)腦部疾病和認(rèn)知能力等研究。
此次發(fā)表的論文是數(shù)百名科學(xué)家利用最先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行的一系列合作研究的成果??茖W(xué)家表示,這項(xiàng)研究為人們理解人類大腦的結(jié)構(gòu)和功能提供了寶貴信息,它代表了科學(xué)界在揭開大腦奧秘方面的重大突破,為未來的神經(jīng)科學(xué)研究開辟了新方向。
2.人工智能首次成功從零生成原始蛋白質(zhì)
1月26日,美國Salesforce Research、Profluent Bio等機(jī)構(gòu)在《自然-生物技術(shù)》上發(fā)表了一項(xiàng)研究成果,該研究創(chuàng)建了一個(gè)能夠從頭開始生成人造酶的人工智能(AI)系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)室測試中,盡管人工生成的氨基酸序列與任何已知的天然蛋白質(zhì)存在顯著差異,但其中一些酶與自然界中發(fā)現(xiàn)的酶一樣有效。
科學(xué)家表示,這項(xiàng)新技術(shù)可能比獲得諾貝爾獎(jiǎng)的“蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)——定向進(jìn)化”更為強(qiáng)大,它將加速新蛋白質(zhì)的開發(fā),為已有50年歷史的蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域注入活力。這些新蛋白質(zhì)幾乎可以用于從疾病治療到降解塑料的任何領(lǐng)域。
3.全球最大實(shí)驗(yàn)性核聚變反應(yīng)堆開始運(yùn)行
12月1日,歐洲聚變能組織發(fā)布消息稱,歐洲和日本共同建造和運(yùn)營的核聚變反應(yīng)堆JT-60SA正式投入運(yùn)行。該反應(yīng)堆為托卡馬克裝置,始建于2007年,于2020年完成組裝,并于2023年10月23日成功點(diǎn)火。該裝置目前在日本量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)那珂研究所,被視為世界上最先進(jìn)的托卡馬克,其啟動(dòng)運(yùn)行是核聚變歷史上的一個(gè)里程碑。
JT-60SA計(jì)劃是國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃(ITER,又稱“人造太陽”計(jì)劃)的先行項(xiàng)目。JT-60SA反應(yīng)堆的目標(biāo)是研究聚變作為一種安全、大規(guī)模和無碳的凈能源的可行性,使它所產(chǎn)生的能量比消耗的能量更多。
4.OpenAI正式發(fā)布GPT-4
3月15日,OpenAI發(fā)布了多模態(tài)預(yù)訓(xùn)練大模型GPT-4,這是其大型語言模型的最新版本。與此前的版本相比,GPT-4具備強(qiáng)大的識(shí)圖能力,文字輸入限制也提升至2.5萬字;GPT-4的回答準(zhǔn)確性也顯著提升,還能夠生成歌詞、創(chuàng)意文本從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)格變化。同時(shí),GPT-4在各類專業(yè)測試及學(xué)術(shù)基準(zhǔn)上也表現(xiàn)優(yōu)良。
OpenAI稱,該公司花費(fèi)6個(gè)月時(shí)間,利用對(duì)抗性測試程序和ChatGPT的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)迭代調(diào)整GPT-4,從而在真實(shí)性、可操縱性和拒絕超出設(shè)定范圍方面取得了有史以來最好的結(jié)果。
5.衛(wèi)星首次成功向地球傳送太陽能,證明天基能源可信性
6月1日,美國加州理工學(xué)院宣布,1月發(fā)射的一顆衛(wèi)星已將微波束的能量導(dǎo)向太空中的目標(biāo),甚至還將一部分能量發(fā)送到地球的探測器上。
該任務(wù)旨在進(jìn)一步開發(fā)輕便、廉價(jià)和靈活的部件。微波發(fā)射器是一個(gè)由32個(gè)平面天線組成的陣列,排列在比餐盤稍大的表面上。
通過改變發(fā)送到不同天線的信號(hào)的時(shí)間,研究人員可以控制陣列的波束。他們把它對(duì)準(zhǔn)一對(duì)微波接收器,然后隨意將光束從一個(gè)接收器切換到另一個(gè)接收器,并點(diǎn)亮每個(gè)接收器上的LED。
6.人類眼球首次移植成功
美國紐約大學(xué)蘭貢醫(yī)療中心的外科團(tuán)隊(duì)11月9日宣布,他們成功完成了世界上首次眼球移植手術(shù)。該手術(shù)由愛德華多·羅德里格斯帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)完成,為遭受嚴(yán)重眼部損傷的阿倫·詹姆斯恢復(fù)了部分視力。
據(jù)悉,移植手術(shù)于5月進(jìn)行,用時(shí)約21小時(shí)。手術(shù)過程中,外科團(tuán)隊(duì)從眼球供者的骨髓中提取成體干細(xì)胞,并在移植過程中將其注射到受者的視神經(jīng)中,以期能取代受損的細(xì)胞并保護(hù)視神經(jīng)。
該團(tuán)隊(duì)表示,在手術(shù)后的六個(gè)月里,移植的眼球顯示出明顯的健康跡象,如血管功能良好等。
7.迄今最小粒子加速器問世
10月18日,德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)成功制造出世界上最小的粒子加速器,其長度僅為0.2毫米,可以裝在筆尖上。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《自然》雜志上。
這一設(shè)備是第一個(gè)能夠快速且聚焦良好地產(chǎn)生電子束的微型加速器,可將電子加速到每秒10萬公里。
這種新技術(shù)有望應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,為醫(yī)生提供新的治療工具或?yàn)樯飳?shí)驗(yàn)室提供小型消毒工具。這一創(chuàng)新為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了新的可能性,未來我們可以期待更多關(guān)于小型粒子加速器的研究和應(yīng)用。
8.科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)單原子X射線探測
來自美國俄亥俄大學(xué)、阿貢國家實(shí)驗(yàn)室、伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家,首次拍攝到單原子X射線信號(hào)。相關(guān)研究5月31日刊登于《自然》。
在最新研究中,阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的韋·哈拉等人將一個(gè)鐵原子和一個(gè)鋱?jiān)硬迦敫髯缘姆肿铀拗鲀?nèi)。為檢測單個(gè)原子發(fā)出的X射線信號(hào),他們在X射線探測器內(nèi)加入了一個(gè)由位于樣品附近的尖銳金屬尖端制成的專用探測器來收集X射線激發(fā)的電子。當(dāng)X射線照射到原子上時(shí),核心能級(jí)的電子被激發(fā),并通過重疊的原子/分子軌道隧穿到探測器尖端,獲得的光譜能揭示原子的相關(guān)信息。
9.全球首張昆蟲大腦“地圖”繪制完成
來自英國劍橋大學(xué)、美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)等多家頂尖機(jī)構(gòu)的研究人員,首次完整地對(duì)“果蠅幼蟲”的大腦連接組進(jìn)行重建,繪制出第一張完整的昆蟲大腦圖譜,包括所有神經(jīng)元和突觸。這是了解大腦如何處理感官信息流并將其轉(zhuǎn)化為行動(dòng)的里程碑式成就。3月10日,《科學(xué)》雜志發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。
研究團(tuán)隊(duì)使用高分辨率電子顯微鏡掃描了果蠅幼蟲的數(shù)千張大腦切片,在計(jì)算機(jī)分析的輔助下,最終生成的圖譜包含3016個(gè)神經(jīng)元和54.8萬個(gè)突觸。
這是有史以來第一張昆蟲大腦“地圖”,也是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)里程碑式成就。
10.人類泛基因組首張草圖發(fā)布
5月10日,《自然》雜志發(fā)表了人類泛基因組參考的“初稿”。在3篇論文的合集中,人類泛基因組參考聯(lián)盟發(fā)布了首張人類泛基因組參考草圖,以及兩項(xiàng)以這一參考圖為基礎(chǔ)的新遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)。
與此前基因主要來源于一個(gè)人不同,“泛基因組”草圖是非洲、亞洲、美洲和歐洲等全球多地47人的脫氧核糖核酸(DNA)合集,地域和種族構(gòu)成更多元化。
研究人員指出,與使用原始的線性參考基因組相比,“泛基因組”使他們能夠識(shí)別出更多的基因結(jié)構(gòu)變異,比如基因復(fù)制或缺失等較大的基因組變動(dòng)。
(原載于《中國科學(xué)報(bào)》?2024-01-12?第1版?要聞)
(責(zé)任編輯:梁春雨)
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