作者:柯讯 来源:中国科学报 发布时间:2019/1/3 8:28:27
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2018年中国、世界十大科技进展新闻揭晓

 

本报讯 由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2018年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,于1月2日在京揭晓。其中,港珠澳大桥正式通车运营、我国新一代百亿亿次超级计算机“天河三号”原型机首次亮相、我国水稻分子设计育种取得新进展等入选2018年度中国十大科技进展新闻;“洞察”号无人探测器成功登陆火星、科研人员发现新型光合作用、首架离子驱动飞机研制成功等入选2018年度世界十大科技进展新闻。

此项年度评选活动至今已举办了25次。评选结果经新闻媒体广泛报道后,在社会上产生了强烈反响,使公众进一步了解国内外科技发展的动态,对宣传、普及科学技术起到了积极作用。(柯讯)

2018年中国十大科技进展新闻

 

1港珠澳大桥正式通车运营

全球最长跨海大桥——港珠澳大桥10月24日正式通车运营。港珠澳大桥跨越伶仃洋,东接香港特别行政区,西接广东省珠海市和澳门特别行政区,全长55公里,使用寿命120年,抗16级台风、8级地震,是在“一国两制”框架下、粤港澳三地首次合作建设的超大型跨海交通工程,2009年12月正式开工。如今,港珠澳大桥正式通车运营,让珠江口天堑变通途,改变了珠三角的地理格局,香港将获得更广阔的珠江西岸腹地。

 


 

2我国新一代“E级超算”“天河三号”原型机首次亮相

国家超算天津中心于5月17日对外展示了我国新一代百亿亿次超级计算机“天河三号”原型机,这也是该原型机首次正式对外亮相。据了解,百亿亿次超级计算机也称“E级超算”,被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”,它将在解决人类共同面临的能源危机、污染和气候变化等重大问题上发挥巨大作用。

 


 

3我国水稻分子设计育种取得新进展

9月18日,国审稻新品种“中科804”现场会上,“中科804”从3000亩示范片中脱颖而出,其在产量、抗稻瘟病、抗倒伏等农艺性状方面均表现突出。“中科804”和“中科发”系列水稻新品种是中科院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队成功利用“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”理论基础与品种设计理念所育成的标志性品种,实现了高产优质多抗水稻的高效培育。“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”研究成果于2017年获国家自然科学奖一等奖。

 


 

4两只克隆猴在我国诞生

1月25日,克隆猴“中中”和“华华”登上《细胞》杂志封面,这意味着我国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。自1996年第一只克隆羊“多莉”诞生以来,20多年间,各国科学家利用体细胞先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物,但一直没有攻克与人类最相近的非人灵长类动物克隆的难题。中科院神经科学研究所孙强团队经过5年努力,成功突破了世界生物学前沿的这个难题。利用该技术,科研团队未来可在一年时间内,培育出大批基因编辑和遗传背景相同的模型猴。

 


 

5科学家测出国际最精准万有引力常数

华中科技大学引力中心罗俊院士团队历经30年艰辛工作,测出目前国际上最精准的万有引力常数G值,8月30日《自然》杂志刊发了罗俊团队这一最新测G成果。以往G值测量的相对精度虽然接近10-5,相互之间的吻合程度仅达到10-4水平。因为精度问题,很多与之相关的基础科学难题至今无法解决。此次罗俊团队采用两种不同方法,用扭秤周期法和扭秤角加速度反馈法测G,精度均达到国际最好水平,吻合程度接近10-5水平。

 


 

6科学家首次在超导块体中发现马约拉纳任意子

在一项最新的研究中,中科院物理研究所高鸿钧院士与丁洪研究员领导的一个联合研究团队首次在铁基超导体中观察到了马约拉纳零能模,即马约拉纳任意子。这种马约拉纳任意子纯净度较高,能够在相比以往更高的温度下得以实现,且材料体系简单。该发现或对稳定的高容错量子计算机研发有极大帮助,于8月16日发表于《科学》杂志。

 


 

7科学家“创造”世界首例单条染色体真核细胞

中科院研究团队在国际上首次人工创建了单条染色体的真核细胞,是继原核细菌“人造生命”之后的一个重大突破。8月2日,该成果在线发表于《自然》。历经4年,通过15轮染色体融合,中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所覃重军研究团队与合作者采用工程化精准设计方法,成功将天然酿酒酵母单倍体细胞的16条染色体融合为1条,染色体“16合1”后的酿酒酵母菌株被命名为SY14。经鉴定,染色体三维结构发生巨大变化的SY14酵母具有正常的细胞功能,除通过减数分裂有性繁殖后代减少外,SY14酵母表现出与野生型几乎相同的转录组和表型谱。

 


 

8国产大型水陆两栖飞机AG600成功水上首飞

10月20日,国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门漳河机场成功实现水上首飞起降。AG600飞机是我国首次按照中国民航适航规章要求自主研制的大型特种用途飞机,也是目前世界上在研最大的水陆两栖飞机。AG600飞机具有执行森林灭火、水上救援、海洋环境监测与保护等多项特种任务的能力,是国家应急救援重大航空装备,对于填补我国应急救援航空器空白、满足国家应急救援和自然灾害防治体系能力建设需要具有里程碑意义。

 


 

9科学家首次揭示水合离子微观结构

北京大学江颖和中科院王恩哥院士领衔的一支联合研究团队利用自主研发的高精度显微镜,首次获得水合离子的原子级图像,并发现其输运的“幻数效应”,未来在离子电池、海水淡化以及生命科学相关领域等有重要应用前景。该成果5月14日于《自然》杂志在线发表。

 

 

10我国首个P4实验室正式运行

中科院武汉国家生物安全四级实验室1月通过原国家卫计委高致病性病原微生物实验活动现场评估,成为中国首个正式投入运行的P4实验室,标志着我国具有开展高级别高致病性病原微生物实验活动的能力和条件。据介绍,P4实验室是人类迄今为止能建造的生物安全防护等级最高的实验室。埃博拉等危险病毒只有在P4实验室里才能研究。专家表示,该实验室对增强我国应对重大新发、突发传染病预防控制能力,提升抗病毒药物及疫苗研发等科研能力起到基础性、技术性的支撑作用。

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我国首个深海实时科学观测网建成

我国新一代海洋综合科考船“科学”号在完成2017年西太平洋综合考察航次后,于2018年2月7日返回位于青岛西海岸新区的母港。我国科学家在本航次成功建成我国第一个深海实时科学观测网,西太平洋深海3000米范围内的温度、盐度和洋流等数据实现1小时1次实时传输。据悉,观测网获取的连续和实时数据将为我国科学家研究西太平洋环流的三维结构、暖池变异及其对中国气候变化的影响提供宝贵资料,为我国的气候预报和环境保障业务提供重要的基础支撑。

科学家揭开人类胚胎发育激活机制

中科院北京基因组研究所等单位合作,在国际上首次解读了指挥人类胚胎基因表达的“编程语言”,相关论文于3月9日发表于《细胞》杂志。中科院北京基因组所研究员刘江团队与山东大学附属生殖医院陈子江团队、广州医科大学刘见桥团队协同攻关,解决了研究材料缺乏的难题,建立了微量细胞的研究方法,在国际上首次揭示了人类胚胎基因组的激活机制。

“向阳红01”科考船完成我国首次环球海洋综合科考

我国新一代远洋综合科考船“向阳红01”船圆满完成中国首次环球海洋综合科考任务,5月18日返回青岛母港。183名科考队员在六个航段跨越三大洋,登上南极,布放“白龙”浮标,抓取中国单体最大块状硫化物,发现富稀土沉积区,首次在南极发现海底热液与冷泉并存,书写了诸多中国海洋科考新纪录。

高性能条纹相机研制成功

国家重大科研装备、我国具有自主知识产权的高性能条纹相机5月22日在西安宣布研制成功。由中国工程院院士刘文清担任组长的验收专家组表示,条纹相机整体性能达到国际先进水平,部分核心关键技术和工艺难题得以突破,达到国际领先水平。该研制项目由中科院西安光学与精密机械研究所承担。据悉,该项目解决了我国条纹相机这一高端科学仪器受制于人的窘境,对我国精密测量仪器水平的提高以及打破国际封锁、满足国家战略高技术等领域需求具有重要推动作用。

我国自主研发疏浚重器“天鲲号”首次试航成功

6月12日,经过为期近4天的海上航行,首艘由我国中交天津航道局有限公司自主设计建造的亚洲最大自航绞吸挖泥船——“天鲲号”成功完成首次试航。海试期间,“天鲲号”的动力系统和推进系统等诸多设备均成功经受了海洋环境考验,向成为一艘真正的疏浚利器迈出关键一步。据悉,“天鲲号”全船长140米,宽27.8米,最大挖深35米,总装机功率25843千瓦,设计每小时挖泥6000立方米,绞刀额定功率6600千瓦。

“渤海粮仓”项目一期目标如期完成

7月,由中科院遗传与发育生物学研究所刘小京团队牵头的“渤海粮仓”项目一期结题。该项目2017年带动95个县市区3110.9万亩中低产田粮食增产增效,5年累计增粮209.5亿斤。5年来,科研人员在该项目的支持下,围绕环渤海中低产区扩面积、增单产、水保障的粮食增产总体思路,从新品种、新技术到标准化技术体系,再到循环生态农场试验,以点带面取得了一系列成果。

中国散裂中子源通过国家验收

8月23日,建在广东东莞的国家重大科技基础设施——中国散裂中子源项目顺利通过由国家发改委委托中国科学院组织的国家验收,投入正式运行。据中国科学院院士、中国散裂中子源工程总指挥陈和生介绍,历经6年半的紧张建设,中国散裂中子源的技术和综合性能进入了国际同类装置先进行列,将正式对国内外各学科领域的科研用户开放。

科学家首次实现哺乳动物孤雄生殖

一项10月发表在美国《细胞—干细胞》杂志的研究显示,中科院动物研究所周琪院士、胡宝洋和李伟等人利用基因编辑技术处理单倍体胚胎干细胞,成功培育出了双亲都是雌性或雄性的小鼠,其中“双母”小鼠健康生长到成年,还能繁育下一代。研究人员说,这一方法应用于其他哺乳动物仍有障碍,因为每个物种都有独特的印记基因。但新方法开创了研究基因印记的新技术,发现了阻碍同性双亲小鼠发育的关键印记区,对研究动物克隆以及与基因印记相关的疾病具有重要意义。

科学家首次解析造血干细胞体内归巢全过程

中科院上海营养与健康研究院研究员潘巍峻带领研究团队,在国际上首次高清解析了体内造血干细胞归巢的完整动态过程,该研究成果11月20日在线发表于《自然》。造血干细胞是血液系统中的“始祖细胞”,它通过增殖、分化产生白细胞等多类细胞维持生命。造血干细胞需要成功归巢到造血组织后才能发挥功能,而理解归巢的全过程是提高临床干细胞移植成功率的关键。

科学家发现4万年前人类已登上青藏高原

11月30日,《科学》杂志在线发表中科院古脊椎动物与古人类研究所的一篇论文,公布了尼阿底遗址这处来自青藏高原腹地的重大考古发现及其研究成果。该发现将人类首次登上青藏高原的历史推前到4万年前,这是世界范围内史前人类征服高海拔极端环境的最高、最早的记录。此前人类活动的最高遗迹发现于安第斯高原的Cuncaicha岩厦遗址,海拔4480米,年代为约1.2万年前。尼阿底遗址的发现书写了人类挑战与征服高海拔极端环境的新纪录

2018年世界十大科技进展新闻

 

1“洞察”号无人探测器成功登陆火星

美国航天局“洞察”号无人探测器于美国东部时间11月26日14时54分许在火星成功着陆,执行人类首次探究火星“内心深处”的任务。美国航天局的直播画面显示,“洞察”号进入火星大气层后,约7分钟完成了进入、下降和着陆,此后顺利降落在火星艾利希平原。随后,“洞察”号通过与其同行的迷你卫星于15时许传回了火星的照片。美国航天局喷气推进实验室首席工程师罗伯·曼宁表示,这张照片意义重大,标志着“洞察”号已经正式开始工作。

 


 

2科研人员发现新型光合作用

美国《科学》杂志6月刊登的一项新研究说,蓝藻可利用近红外光进行光合作用,其机制与之前了解的光合作用不同。这一发现有望为寻找外星生命和改良作物带来新思路。英国帝国理工学院的研究人员认为,这一发现可以用来搜寻外星生命,在一些存在近红外光的地方也可能有进行光合作用的生命;该发现还可用来指导设计新作物,让作物能利用更广谱的光。

 


 

3首架离子驱动飞机研制成功

11月21日,美国麻省理工学院的研究人员在《自然》杂志上发表的一篇论文称,他们创造并试飞了第一架不需要任何活动部件的飞机。这架2.45千克的实验飞机不依靠任何旋转涡轮叶片的推动,在直接使用电动力推进的情况下自主飞行了60米。研究人员认为,如果这种技术实现在大尺寸上的运用,那么未来将能够生产出更安全、更安静、更易于维护的飞机。最重要的是,这种技术可以完全不释放燃烧后的排放物,因为整个飞行过程完全由电池作为能源。

 


 

4美科学家在原子层面“无缝缝制”两种晶体

美国科学家3月在最新出版的《科学》杂志上介绍了一种能在原子层面“无缝缝制”两种超薄晶体的新技术。这将为制造高质量新型电子产品提供可能。在电子学领域,两种不同的半导体接触形成的界面区域“异质结”是太阳能电池、LED(发光二极管)或计算机芯片的重要构件。两种材料的接触界面越平坦,电子流动越容易,产品性能越优越。这种材料将有助于开发出柔性LED、几个原子厚度的二维电路以及拉伸后可以变色的纤维等。

 


 

5新方法使先天失明小鼠复明

美国研究人员利用一种新方法,成功使先天失明的小鼠复明,为治疗视网膜色素变性等致盲疾病带来了新希望。这项研究成果8月15日发表在英国《自然》杂志上。研究人员在小鼠实验中利用基因转移的方法,促使“米勒胶质细胞”分裂并发育为可感光的视杆细胞。新发育的视杆细胞在结构上与天然视杆细胞没有差别,且形成了突触结构,使其能与视网膜内其他神经细胞交流。

 


 

6宇宙高能“幽灵粒子”来源首度现踪

多国科学家7月12日宣布,他们首次发现了宇宙高能中微子的来源。这项突破性进展将为认识宇宙提供一种新方法,推动多信使天文学进入一个新的时代。由于中微子能自由穿过人体、行星和宇宙空间,难以捕捉和探测,科学家也将它称为宇宙中的“隐身人”。长期以来,天文学家主要利用X射线、可见光、无线电波等电磁波来研究天文现象。2016年,科学家宣布第一次直接探测到引力波的存在,开启了观测宇宙的一个新窗口。

 


 

7历经13年小麦基因组图谱绘制完成

经过13年努力,来自20个国家73个研究机构的200多名科学家终于绘制完成完整的小麦基因组图谱。国际小麦基因组测序协会8月16日在美国《科学》杂志上发表论文说,他们以一种叫做“中国春”的小麦遗传研究模式品种为材料,研究整合了21条小麦染色体参考序列,获得107891个基因的精确位置、超过400万个分子标记以及影响基因表达的序列信息。科学家相信,小麦基因组图谱的绘制完成,可帮助培育出抗旱、抗病和高产优质的小麦品种。国际小麦基因组测序协会指出,全球人口到2050年预计将达到96亿,小麦产量需每年增长1.6%才能满足未来需求。

 


 

8科学家首次发现银河系外行星存在的迹象

美国科学家2月借助“微引力透镜”效应,首次发现了银河系外行星存在的迹象。这批行星数量约有2000颗,远在38亿光年之外,质量介于月球和木星之间。他们在美国《天体物理学杂志通讯》上发表报告说,该天体是一个星系的核心区域,中央有一个超大质量黑洞;这些行星不隶属于任何恒星,很久以前脱离了母星的引力束缚,成为星际流浪儿。光谱中的这些微小偏移也可能来自类星体自身活动或其他小星系。

 


 

9研究人员用基因剪刀技术

开发“基因试纸”

美国布罗德研究所华裔专家张锋带领团队开发出“基因试纸”,在实验室中成功检测出一些病毒感染及肺癌患者的肿瘤标记物。2月15日发表在美国《科学》杂志上的论文显示,只需将“基因试纸”浸入处理过的样品,一条线就会显示出是否检测到靶分子。CRISPR基因编辑技术发明人之一张锋说,这种工具可用于检测病毒、肿瘤DNA(脱氧核糖核酸)等核酸物质。基因试纸最多可一次检测4个标靶,从而节约了样品用量。

 

 

10月球存在水冰获确切证实

月球黑暗、寒冷的极地地区,一直被推测含有水冰。美国夏威夷大学等机构研究人员8月21日宣布,他们首次发现了月球两极表面存在水冰的确切证据,这有可能为未来人类月球探测甚至定居提供便利。研究人员在美国《国家科学院院刊》上发表研究报告说,他们分析了印度“月船1号”探测器携带的月球矿物质绘图仪所得到的数据,发现了固态水——冰的近红外吸收光谱的特征,直接证明了那是月球上的水冰。而此前观察结果仅间接发现了月球南极存在水冰的迹象。

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科学家发现非洲之外最古老现代人化石

一个国际科研小组1月25日说,他们在以色列一处史前洞穴遗址发现了非洲之外最古老的现代人类化石,将人类首次走出非洲的时间推前了至少5万多年。发表在美国《科学》杂志上的研究显示,这块化石属于现代人类的上颌骨,上面带着几颗牙齿,被发现于以色列迦密山的史前洞穴米斯利亚洞穴。据3种独立的测年法测定,这块化石的年龄距今20万年至17.5万年间。

超微型“砧台”可用于“锻造”分子

美国能源部SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学研究人员2月在英国《自然》杂志上发表报告说,他们利用金刚石产生巨大压强,再用结构牢固的碳硼烷分子作为“砧台”,把压强传递给比较“松软”的分子,使后者的化学键断裂。研究人员说,这项成果有助于研究压强对材料性质的影响,进而开发新型材料。如果能用机械压缩的方式简化一些重要的化学反应,也将为化工合成开辟新路,如降低合成氮肥的成本等。

日本开展IPS细胞治疗心脏病与帕金森病临床研究

日本厚生劳动省5月16日批准了大阪大学利用异体诱导多能干细胞(IPS细胞)治疗心脏病的临床研究计划。大阪大学研究小组招募了3名参与临床试验的心脏病患者,随后在年内进行了首例试验,并在移植后的1年内跟踪观察移植的安全性和有效性。此外,日本京都大学11月9日宣布,该校研究人员已经开展了利用IPS细胞治疗帕金森病的临床试验。研究人员向一名患者脑部移植了由IPS细胞培养的神经祖细胞。据介绍,这是全球首例利用IPS细胞治疗人类帕金森病的移植手术。目前患者恢复情况良好,但手术效果和安全性还需长期观察。按计划,这次开展的临床试验将为7名患者进行移植。

胚胎首次细胞分裂研究获“改变教科书”发现

长期以来,科学家认为在哺乳动物胚胎的首次细胞分裂过程中,只有一个纺锤体负责将胚胎染色体分配到两个细胞中。但欧洲研究人员利用小鼠开展的最新实验观察发现,这个过程中实际上有两个纺锤体,分别负责来自父亲和母亲的染色体。欧洲分子生物学实验室研究人员7月12日在美国《科学》杂志上表示,最新发现意味着在胚胎首次细胞分裂过程中,父母的基因信息被分别保存。研究人员强调,这是“改变教科书”的研究结果,有望解释哺乳动物早期发育阶段的头几次细胞分裂为何容易发生错误,甚至有可能改变一些国家对生命开始时间的定义。

天文学家测定迄今最精确宇宙膨胀速度

一个国际研究团队报告说,其用天文望远镜确定星系距离,对宇宙膨胀速度进行了迄今最精确的测量。宇宙膨胀速度通常被称为哈勃常数。研究人员7月在美国《天体物理学杂志》上发表论文说,最新测得的哈勃常数值为73.5公里/(秒·百万秒差距),即一个星系与地球的距离每增加百万秒差距,其远离地球的速度就增加73.5公里/秒。研究人员利用美国航天局的哈勃太空望远镜和欧洲航天局的盖亚太空望远镜,观测银河系内的50颗造父变星,将这个标尺“打磨”得更为精确。在此基础上得到的哈勃常数仅有2.2%的不确定性,这是迄今有关哈勃常数最低的不确定性。

人类首个“触日”探测器升空

有史以来飞得最快的航天器——美国“帕克”太阳探测器8月12日升空,正式开启人类历史上首次穿越日冕“触摸”太阳的逐日之旅,这也成为迄今最“热”的太空探测任务。作为第一个直接从位于太阳大气最外层的日冕中穿越的探测器,“帕克”将使人类近距离测量太阳外层空间的电场和磁场,研究日冕物质抛射的物理机制,从而更准确地预测太阳风暴对人类生活可能造成的影响。

“上帝粒子”常见衰变被“捕获”

欧洲核子研究中心8月28日宣布,在发现“上帝粒子”——希格斯玻色子6年后,研究人员终于观测到它衰变为被称为底夸克的基本粒子。这一“常见衰变”的捕获被研究人员看作是探索希格斯玻色子的里程碑。根据粒子物理学标准模型预测,约60%的时间内希格斯玻色子都会衰变成一对底夸克,也就是6种夸克中第二重的夸克。新的观测结果支持了标准模型对这一“常见衰变”的预测。研究人员说,如果观测结果与标准模型的预测不符,则会动摇标准模型的基础并指出新的物理学方向。

新研究用电刺激助截瘫患者行走

瑞士研究人员发明了一种帮助截瘫患者恢复行走能力的新方法,即利用无线植入物对脊髓精确释放电刺激,促进腿部肌肉活动,可让患者借助拐杖等工具自己行走。瑞士洛桑联邦理工学院、洛桑大学等机构的研究人员10月在新一期英国《自然》和《自然—神经学》杂志上发表两篇论文,介绍了这种名为STIMO的方法。研究人员说,这种方法还有助于改善患者神经系统控制腿部肌肉的能力,在外部电刺激停止后,患者神经系统中相关功能仍然有持续存在的迹象。研究人员认为,今后可在此基础上为截瘫患者量身定制治疗方案,尽可能帮助患者恢复行走能力。

地球生物基因组计划正式启动

科学家于11月1日在英国伦敦正式启动了一个庞大的全球性项目——地球生物基因组计划(EBP),准备在10年内对地球上所有150万种已知真核生物的基因组进行测序、编目和分类,预计耗资47亿美元。科学家称,地球生物基因组计划是继人类基因组计划(HGP)之后的“下一个生物学登月计划”。人类基因组计划历时13年,耗资30亿美元(按现在的价格约为50亿美元),于2003年完成了对人类DNA图谱的绘制。新计划拟收集生物的数据量有望达到“百亿亿级”,超过推特或整个天文学的数据量。

美批准一款靶向不同肿瘤的抗癌新药

美国食品和药物管理局通过加速审批通道批准了一款抗癌新药,用于治疗恶性实体瘤。这是该机构第二次批准基于不同肿瘤的共同“生物标记物”而非肿瘤病灶的抗癌药,成为抗癌药开发的一种新范式。该机构11月26日发布公报说,新获批的药物Vitrakvi可用于治疗“神经酪氨酸激酶受体”(NTRK)基因与无关基因发生异常融合并导致蛋白变异的实体瘤,这是第一款靶向这种变异的抗癌药。这种NTRK基因融合实体瘤不局限于特定细胞或组织,它是可能发生在身体任何部位的癌症,包括乳腺癌、结直肠癌、肺癌和甲状腺癌等

《中国科学报》 (2018-01-03 第1版 要闻)
 
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