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科技日报评出, 2018年中国国内十大科技新闻/2018中国十大科技事件

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2018年12月28日  来源:科技日报

       国之大事,首重科技。今年科技日报评出的国内十大科技新闻,较往届视角更为全面,不仅涵盖各类学科的重大突破,还包括象征中国实力的工程成就,以及被科技界广泛关注的负面事件。尽管难免遗珠之憾,但我们相信,今后若干年再回首,会发现这些新闻具备最深远的影响力。

  1. 首只体细胞克隆猴诞生

体细胞克隆猴体细胞克隆猴

  1月,中科院上海神经科学所利用体细胞核移植技术,在全球首次培育出体细胞克隆猴“中中”“华华”。

  本世纪初,美国匹兹堡大学的一位科学家曾经预言,用体细胞克隆非人灵长类动物的理想不可能实现。事实上,自1997年克隆羊“多莉”诞生后,马、牛、猪、骆驼等许多哺乳类动物的体细胞克隆相继成功,但与人类相近的灵长类动物体细胞克隆一直没有解决。没有克隆猴,很难建立模拟人类疾病的动物模型。

  2018年1月,中科院上海神经科学所宣布,利用体细胞核移植技术,在全球首次实现非人灵长类动物体细胞克隆,培育出克隆猴“中中”和“华华”。

  研究者们选择了猴胎儿成纤维细胞作为需要移植的体细胞核,去除卵细胞细胞核后,将取出的体细胞核注入卵细胞内,卵细胞就会受到体细胞核内信息指示,产生和体细胞具有一模一样遗传信息的下一代。

  体细胞克隆猴的成功,将推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,促进针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病,以及免疫缺陷、肿瘤、代谢性疾病的新药研发进程。

  2. 国务院部署全面加强基础科研

  有了基础研究固本强基,才能有科技创新的持续前行。基础研究是创新之源,是一个国家科技实力的体现。今年2月,国务院印发《关于全面加强基础科学研究的若干意见》(简称《意见》),对全面加强基础科学研究作出部署。

  我国基础研究处于从量的积累向质的飞跃,从点的突破向系统提升的重要时期。不能忽视的是,与建设世界科技强国目标相比,从整个科技创新的链条来看,基础研究依然是短板。基础研究短板具体体现在重大原创性成果缺乏、顶尖基础研究人才和团队较匮乏、投入总体不足、环境待优化等方面的问题。

  针对制约基础研究发展问题,《意见》从五个方面提出20条重点任务,明确了基础科学研究三步走发展目标。

  有科研人员认为,《意见》立意高深、放眼长远、脚踏实地,出台后如一阵春风,让基础研究迎来黄金发展期。

  3. 中兴事件引发对“卡脖子”技术高度关注

“卡脖子”“卡脖子”

  4月16日,美国商务部发布对中兴通讯出口权限禁令,“卡脖子”技术受到高度关注。这一年,中兴通讯以一种特殊的方式普及了芯片及相关技术。

  美国商务部要求美国企业7年之内,禁止以直接间接方式向中兴通讯出售零部件、商品、软件和技术。网络上对此次事件有两种态度,一种认为中兴通讯被惩罚是它失信在先的必然结果;另一种认为中兴通讯只是中美贸易冲突的一个牺牲品。但一个共识是,以芯片为代表的我国高新技术领域核心技术缺失是不容忽视的事实。中兴通讯是中国具有代表性的科技企业,但在芯片、操作系统等核心配件和关键技术供给方面,却非常依赖美国公司,这纸禁令让中兴通讯在经营上迅速陷入困境。

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  美国商务部的禁令与中兴通讯的困境,在全球引起了强烈关注,也引起国内深刻反思:在供应链全球化今天,如何实现中国企业在核心、关键、基础技术上自主可控?如何进一步提高中国企业创新能力?这些问题成为社会关注的焦点,也成为中国在科技创新上的催化剂,推动中国科技产业走入新征程。

  在舆论中,《科技日报》及时策划出一组“是什么卡了我们的脖子”系列报道,梳理了我国新药创制、人工智能、集成电路等核心技术发展存在的问题,探讨了解决之道。这组侧重客观分析、理性思考的报道,引发公众的极大关注。

  4. 首次人工创建单染色体生物

  酿酒酵母大家不陌生,做啤酒做面包离不开它,本来有16条染色体,你见过单条染色体酿酒酵母吗?中科院植物生理生态研究所,在全球首次人工创建单条染色体真核细胞,这是里程碑意义突破,打开了“改造”生命大门。

  2010年,美国科学家J. Craig Venter在《科学》报道了世界上首个“人造生命”——含有全人工化学合成的与天然染色体序列几乎相同的原核生物支原体,引起轰动。而以覃重军研究组为主的研究团队,完成了将单细胞真核生物酿酒酵母天然的16条染色体,人工创建为具有完整功能的单条染色体。意味着天然复杂的生命体系,可通过人工干预变得简约,自然生命界限可被人为打破,甚至可人工创造新的自然界不存在的生命。

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  该研究成果是通过经典分子生物学“假设驱动”与合成生物学“工程化研究模式”,探索解析生命起源与进化中重大基础科学问题一个新范例。对天然复杂的酵母染色体实施人工改造,赋予其全新简约化形式,这是继原核细菌“人造生命”后的一个重大突破。

  单染色体酵母的“诞生”,意味着中国学者再一次利用合成科学策略,回答生命科学领域一个重大基础问题,即建立原核生物与真核生物之间基因组进化的桥梁,为人类对生命本质的研究开辟了新方向。

  5. 科研诚信事件频发呼唤科学精神

  8月15日,国产浏览器公司红芯宣布基于自主可控的核心技术完成2.5亿元融资。下午有网友发布“解压红芯浏览器执行文件”动图,显示多次解压后文件有“Chrome”(谷歌浏览器)字样,认为红芯只是一个“换肤版”浏览器,并非自主创新,引起网络热议。

  河北科技大学8月31日在官方网站刊发《学校公布韩春雨团队撤稿论文的调查和处理结果》,沸沸扬扬持续两年多的“韩春雨论文”事件尘埃落定。

  10月,南京大学社会学院女教授梁莹涉嫌学术不端、百余篇之前发表的论文莫名被撤事件,引起学界关注。30多岁的长江学者奖励计划梁莹,在过去学术生涯中发表近130篇论文,那些所谓论文,早已经被删掉或查不到。因为这些论文被发现涉嫌抄袭、一稿多投等问题而被梁莹要求撤掉。

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  这一系列事件警醒我们,科研诚信建设还有很长的路要走。无论是不尊重自己署名,以论文谋取头衔和荣誉,还是将别人核心技术拿来改头换面成自己的创新,追根到底都是对科学和事实的不尊重,是违背科学精神的行为。

  激浊方能扬清。在全面推进高质量发展的新时代,当科技创新成为发展的引擎时,我们必须以更宽阔的视野,更严谨的学风,发现问题、总结经验,培育和弘扬科学精神,推进科研诚信的制度化建设。

  6. “超级显微镜”中国散裂中子源投入运行

散裂中子源散裂中子源

  8月23日,中国散裂中子源项目通过国家验收,正式投入运行。它好比一个大显微镜,方便我们观察世间万物。

  光穿过透明的样品,可带出样品内部的信息;同样,中子流也可以穿透目标,带出信息。中子不带电,不与电子和质子作用,所以即使材料很厚,中子也能轻松穿透。

  一开始,人们用核反应堆生产中子,但核反应速度不能太快。散裂中子源应运而生。它用电磁场加速质子,像炮弹一样狠狠砸向钨、汞等重金属原子核。巨大的原子核就“散裂”出一些自由的中子。

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  散裂中子源还可观察高铁的轮子质量是否过关——能透视零件内部的应力是否释放。中子源还能实时观察飞机发动机是怎样疲劳受损的,以便进一步改进设计。

  中国散裂中子源是国家“十一五”期间重点建设的12大科学装置之首。总投资23亿元,包括直线加速器、快循环同步加速器、靶站,以及3台不同类型的中子谱仪。

  中国散裂中子源的国产化率超过90%,它的制造拉升了中国在磁铁、电源、探测器和电子学方面的水准。对探索前沿科学、攻克核心技术、解决“卡脖子”问题有重要意义。目前仅有美、日、中、英等国拥有该技术。

  7. 港珠澳大桥开通创多项工程纪录

港珠澳大桥港珠澳大桥

   很少有一座桥的开通如此吸引全国的注视,很多人只为去桥上看看,专门安排一趟行程。10月23日,港珠澳大桥开通,这是建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海大桥。它创造了一连串世界纪录:

  全长55公里:世界最长跨海大桥。15公里的全钢结构钢箱梁:世界最长钢铁大桥。钢材用量相当于60座埃菲尔铁塔。海底沉管隧道全长6.7公里:世界最长海底隧道。沉管隧道每节长180米,重约8万吨:世界最大沉管隧道。隧道最深处在海平面以下48米,也是世界纪录……

  港珠澳大桥跨越伶仃洋,东接香港,西接珠海澳门,总长55公里,集桥、岛、隧于一体,从设计到建设历时14年,攻克一系列难题。大桥设计东西两个人工岛,用海底沉管隧道连接。隧道由33个巨型沉管组成。沉管在海平面以下13米至48米无人对接,误差控制在2厘米内,精准程度史无前例。

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  一连串极限施工保证了设计的实现:世界最大的起重船,单臂固定起吊1.2万吨;全世界最大的深水碎石整平装备,全自动化铺设碎石基床;世界首创的深插钢圆筒快速筑岛,221天成岛……

  港珠澳大桥设计寿命达120年,打破国内大桥“百年寿命惯例”。钢管桩确保在海泥中120年不损坏,是一个工程奇迹。还能抗8级地震、16级台风。2018年几次超强台风丝毫未撼动它。

  港珠澳大桥是“积木”搭出来的。工厂预制桥墩、桥面、钢箱梁和钢管桩,风平浪静时现场组装,首次在如此大工程实现这一模式。大桥的建设充分考虑了对环境的影响,尽可能保持周边原有的生态环境不改变。

       大桥建成将联通整个粤港澳大湾区,融合广东、香港和澳门,形成庞大的超级城市,使三地人员来往交流方便快捷,通过港澳吸引更多的资金来内地投资。

  8. 首例哺乳动物“雄雄生子”

  昆虫、鱼类、爬行类和鸟类都有“单性生殖”例子,哺乳动物却做不到。然而,人类打破了自然的藩篱。中国科学家10月发表论文说,成功培育出了双亲都是雌性或雄性的小鼠,其中“双母亲”小鼠健康生长到成年,还能繁育下一代。而“双父亲”小鼠则是世界首例。

  哺乳动物的精子和卵子中,大约100个基因是“印记”基因,当精卵合一,印记基因仅有一份激活,另一份沉默。所以单性生殖会让一部分必要基因失去活性,胚胎无法发育。

  2004年,日本科学家曾敲除未成熟卵子中的印记基因培育出“双母亲”小鼠,叫“辉月姬”。但400多个胚胎只诞生10只幼崽,其中只有一只长大。

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  这一次,中科院动物所用CRISPR技术,敲除了雌鼠单倍体胚胎干细胞的3个印记较多的基因区域,将其注入另一雌鼠的卵细胞前体,再诱导胚胎发育,最终从210个胚胎中培育出29只健康小鼠。

  用同类方法,还培育出12只“双父亲”小鼠:敲除雄性小鼠单倍体胚胎干细胞的7个基因印记,将它与另一只雄性小鼠的精子注入移除了细胞核卵细胞中,再找一只雌性小鼠代孕。但“双父亲”小鼠出生后,仅存活48小时。

  一位国际同行评论说:“在哺乳动物身上还可有这样的操作,真的超出了我们的想象。”

  9. 基因编辑婴儿引起争议

  从来没有一项医学实验,如此吸引公众的关注和忧虑。11月26日,南方科技大学副教授贺建奎公布:一对基因经过修改的双胞胎诞生,基因编辑旨在让她们能自然抵抗艾滋病。

  贺建奎在第二届人类基因组编辑国际峰会前发表了这个消息,立即成为众矢之的。世界各媒体包围了这次学术会议。贺建奎在会上为自己辩护,但几乎所有与会者都反对他的鲁莽行为。

  人类基因组编辑国际峰会组委会发表声明:这一项目的医疗指示不足、研究方案设计不当、不符合保护研究对象的道德标准。同时,临床程序的开发、审查和实施均不透明。临床实践的科学理解和技术要求仍太不确定,风险太大,目前不应允许生殖细胞编辑的临床试验。

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  有评论认为,贺建奎的基因改造得不偿失,毫无必要;也有人认为,他的基因编辑并不成功,没有消除“脱靶”风险。此外,伦理问题是无法回避的一个软肋。

  对贺建奎猛烈批评,来自于中国的同行,多位专家表示震惊和愤怒。消息公布当天,122位中国同行联署声明:呼吁监管部门及研究单位迅速立法,严格监管,并对此事全面调查。他们表示:潘多拉魔盒已经打开,应在不可挽回前关上它。

  不久前,《自然》评出2018年十大科学人物,贺建奎是其中之一,他被称作“CRISPR无赖”。

  10.嫦娥四号上天,探访了月球背面

嫦娥四号嫦娥四号

  12月8日凌晨,嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭顺利上天,将前往月球永远背对地球的那一面。全世界的航天人都盯着嫦娥四号,它的闪光灯将首次照亮月球的黑暗面。

  嫦娥四号探测器上天110小时后,到达月球附近。接到航天飞行控制中心指令,在距月面129公里处成功实施发动机点火。5分钟后发动机正常关机。根据遥测数据,探测器顺利进入近月点100公里的环月轨道,近月制动成功。

  所谓近月制动,就是让航天器减速,使其被月球引力捕获。精准“刹车”是任务一大难关。月球逃逸速度约每秒2.38公里,如航天器比这个速度快,就会与月球失之交臂。

  嫦娥四号由着陆器和月球车组成,它将前往月球永远背对地球那一面,此前还没有航天器在那里着陆过。

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  2018年5月,中国发射了“鹊桥”卫星,给嫦娥四号充当通信中继。由于月球会阻挡地球发来的无线电信号,只有“鹊桥”才能架起数据桥,绕过阻碍。嫦娥四号已经跟鹊桥建立联系,鹊桥的成功显示出中国掌握了这一空间通信技术。

  有报道称,嫦娥四号的、目的地曾经悬而未决,一种看法认为应降落在月球正面,减少风险;而嫦娥卫星系列总指挥叶培建坚持应该落在月球背面,以探索新知。

  嫦娥三号相当于在华北平原着陆,嫦娥四号相当于在云贵山区着陆,前者弧线降落,后者近乎垂直降落。嫦娥四号会揭示月球背面的土壤和辐射,还将利用纯净电磁环境,观测宇宙射电。

  有趣的是,嫦娥四号还携带了一个密闭的罐子——装有马铃薯种子、拟南芥种子、蚕卵、土壤、水、营养液和空气,验证生物能不能在月球表面存活下来,为中国将来在月球种植养殖做准备。

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  链接:2018年中国国内十大科技事件

观察者网 2018-12-21 

      2018年12月1日,华为公司CFO孟晚舟被加拿大警方无端扣押,引发全国人民愤慨,这是一桩典型的美国操控的事件,打压中国科技公司,阻止中国科技崛起。

      但中国科技崛起是历史趋势。2018年我国在科技领域取得重大进步创新,同时也有争议。下面我们盘点一下2018年中国十大科技事件。

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1. 探月工程嫦娥四号探测器成功发射,开启人类首次月背之旅

       2018年12月8日,我国在西昌卫星发射中心,用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。

2. 研制出世界首台紫外超分辨光刻装备,可加工22纳米芯片

       2018年11月29日,由中国科学院光电技术研究承担的国家重大科研装备--超分辨光刻装备项目通过验收,这是我国成功研制出世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备。

       目前世界上工艺最强的光刻机由荷兰阿斯麦(ASML)生产,但该公司不愿意将高分辨率光刻机卖给中国。

       此次中国自主研发的超分辨率光刻机可形容为“粗刀刻细线”。使用波长相对更长普通紫外光,实现了更高分辨率光刻,使普通紫外光的光源成本更低。

3. 世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿在中国诞生

       2018年11月26日,来自中国深圳科学家贺建奎宣布,一对名基因编辑婴儿在中国健康诞生。这对双胞胎一个基因经过修改,她们出生后能天然抵抗艾滋病。

4. 中国“人造太阳”核聚变装置,首次实现1亿度运行

      2018年11月12日,我国大型科学装置“人造太阳”取得重大突破,实现加热功率超10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,等离子体中心电子温度首次达1亿度,多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行所需要的物理条件。

      “人造太阳”是指核聚变装置,之所以被称为“人造太阳”,是因该装置和太阳一样利用核聚变释放巨大能量。“人造太阳”核聚变不会产生放射性废料,属于清洁能源。

      核聚变原料来自氘和氚,海水中大量含有,原料取之不尽,完全可解决人类未来的能源需求。但“人造太阳”实现要满足几个必须条件:装置可承受1亿度以上高温;长时间在有限空间中聚变;需要足够高的密度,使粒子具有很高的动能,克服原子核斥力实现聚变。

      中国实现“人造太阳”,表明在核聚变领域取得重大进步,为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了技术基础。

5. 国产大型水陆两栖飞机AG600首飞成功

      2018年10月20日,我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机AG600,功实施首次水上试飞任务。

       相比陆上起飞,水上起飞难度大得多,因为水的密度是空气800倍,起飞时产生阻力更大。飞机在滑行时会产生水花喷溅,可能对发动机、螺旋桨造成严重损伤,这些因素必须考虑在设计之内。AG600每个部位都经过精心设计,可使飞机水上滑行时不会被水吸附,同时保证飞机支撑需要。AG600可抵抗2米高风浪实现起飞,在发达国家也很少有几个可做到。

      AG600成功研制弥补了我国水陆两用大型飞机的空白。可进行远距海上搜救,可在水面起降,起飞时可将水注满,迅速前往森林救火。

6. 世界上最长的港珠澳跨海大桥正式通车

7. 中国医疗器械登上权威刊物《柳叶刀》

2018年9月4日,全球医学权威刊物《柳叶刀》刊登了,上海微创医疗器械有限公司自主研发的火鹰支架在欧洲大规模临床试验的结果,称该研究破解了困扰世界心血管介入领域10多年的重大难题。这是《柳叶刀》创刊近200年来,首次出现中国医疗器械的身影。

在心脏支架领域,药物承载是困扰专业人士十多年的难题。目前,国内外传统主流心脏支架都是在金属支架表面涂上细胞抑制剂,才使血管持续通畅,降低血管再狭窄的发生率。

但是药物支架表面的涂层,如果遇到像钙化等复杂病变时,容易脱落破损,影响疗效,可能加剧新血栓形成。药物承载量难以控制,装少容易达到病变区前损耗,装多了容易过犹不及,对人体造成负担。

火鹰研发团队历时15年,达成技术上最难实现的一种方案--微槽包裹药物。即在金属支架表面用激光刻槽,再把药物灌入槽内。

和传统技术区别在于,刻槽可防止涂层在输送过程中脱落,药物不会流失,药物抵达血管病变区后,能通过固定的槽位精准释放,大幅提高有效性,避免了浪费。解决了血管修复慢、患者服用双抗药物时间长等国际难题。

8. 中国发布“魂芯二号A”芯片,实际运算性能同类最强

2018年4月23日,中国电科38所发布实际运算性能在业界同类产品最强的数字信号处理器----“魂芯二号A”。

芯片由该所完全自主设计,1秒钟内能完成千亿次浮点运算,单核性能超当前国际上同类芯片性能4倍。

研发历时6年,突破了多个技术难题,获得国家技术发明专利、软件著作权等科技成果;拥有业界性能最强DSP核,实现了对国内外产品性能指标的超越。性能比“魂芯一号提升6倍,通过单核变多核、扩展运算、升级指令等手段,具有相对良好的应用环境和调试手段。

高性能芯片被誉为 “工业粮草”,代表了国家的信息技术水平。一直以来,我国的高性能数字信号处理器(DSP)依赖进口。“魂芯二号A”将广泛运用于雷达、电子对抗、通信、图像处理、医疗电子、工业机器人等计算领域。

9. 我国建成首台散裂中子源

2018年3月25日,中国散裂中子源已按期、高质量完成了全部工程建设任务。

10. 我国科学家实现全球首例人类肺脏再生

2018年2月8日,同济大学左为教授团队宣布完成肺干细胞移植人体临床试验。标志着中国完成全球第一例成体肺干细胞移植,实现了首次肺脏再生。

目前中国处于肺部疾病高发状态,肺组织一旦遭到破坏发生纤维化,病情往往会恶化且无法逆转。传统治疗方法,只能减缓纤维化进程,延缓病情。

这项技术,用肺部支气管取出的干细胞再生肺组织,使肺纤维化区域“重生”,修复损伤组织。前期通过在小鼠肺部试验,验证了这种技术可行性。之后通过对肺病患者临床治疗,使得患者肺功能好转,达到了传统治疗无法达到的效果。标志着人体自身内脏器官再生,逐步从实验室走向临床。

  ( 改写并编辑:未平 )



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