向著未來進(jìn)發(fā) 來看2020年中國科技創(chuàng)新重大進(jìn)展
2020年，我們經(jīng)歷了新中國歷史上極不平凡的一年，也交出了一份人民滿意、世界矚目、可以載入史冊的答卷。中國科技創(chuàng)新取得重大進(jìn)展，是這份答卷中一個(gè)精彩篇章�？萍脊ぷ髡唛_拓前沿、勇攀高峰的奮斗身姿，讓人久久注目。
“嫦娥”奔月，“鯤龍”擊水；“中國天眼”瞭望宇宙，“奮斗者”探索深淵；從量子計(jì)算機(jī)“九章”到“人造太陽”，我們正逐漸把握物質(zhì)最本源、最深刻的力量；繪制人類首個(gè)細(xì)胞圖譜，我們又揭開生命奧秘的一角……
可以說，2020年我們?nèi)〉玫目萍紕?chuàng)新進(jìn)展是全方位的。請跟隨記者，來領(lǐng)略這壯麗的創(chuàng)新圖景。
“北斗”閃耀 沐澤八方
2020年6月23日，我國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空。 新華社圖
7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，這意味著我國成為世界上第三個(gè)獨(dú)立擁有全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。
應(yīng)用是北斗系統(tǒng)建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。北斗三號具備導(dǎo)航定位和通信數(shù)傳兩大功能，可提供定位導(dǎo)航授時(shí)、全球短報(bào)文通信、區(qū)域短報(bào)文通信、國際搜救等7類服務(wù)。護(hù)航京張高鐵自動(dòng)駕駛，助力火神山、雷神山醫(yī)院建設(shè)等，如今北斗系統(tǒng)已全面服務(wù)于交通運(yùn)輸、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁、城市治理等行業(yè)，融入電力、金融、通信等國家核心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
未來，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航還將和5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)融合，催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)。
中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其說：“400多家單位、30余萬科技人員集智攻關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)北斗三號衛(wèi)星核心器部件國產(chǎn)化率100%。北斗系統(tǒng)背后是每一位科技工作者的不懈努力，這是中國航天人在建設(shè)科技強(qiáng)國征程上立起的又一座精神豐碑，激勵(lì)著廣大科研工作者繼續(xù)勇攀科技高峰。”
“嫦娥”回家 攬?jiān)職w來
嫦娥五號 新華社圖
在中國文昌航天發(fā)射場，“長征五號”遙五運(yùn)載火箭拖著長長的尾焰，全速托舉中國探月工程“嫦娥五號”探測器劃過夜空，邁出中國首次地外天體采樣返回的第一步。
12月17日1時(shí)59分，“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸，探月工程“嫦娥五號”任務(wù)取得圓滿成功。
作為我國探月工程“繞、落、回”三步走中的收官之戰(zhàn)，“嫦娥五號”創(chuàng)造了中國航天史上的多個(gè)“首次”。以“嫦娥五號”任務(wù)圓滿成功為起點(diǎn)，我國探月工程四期和行星探測工程將接續(xù)實(shí)施。嫦娥六號、七號、八號，小行星探測、火星取樣返回、木星系探測等工程任務(wù)都將按計(jì)劃陸續(xù)實(shí)施。
國家航天局探月工程三期總設(shè)計(jì)師胡浩說：“‘嫦娥五號’任務(wù)背后是多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的支撐。自主創(chuàng)新是我們的目標(biāo)，也是主旨。我們設(shè)計(jì)整個(gè)一套工程體系，建立深空測控網(wǎng)，使深空測控能夠達(dá)到全球布局，支撐整個(gè)任務(wù)完成。從某種意義上來講，探月工程系統(tǒng)帶動(dòng)的是我國航天科技的整體發(fā)展。”
“天眼”開眼 瞭望宇宙
中國天眼 新華社圖
1月11日，“中國天眼”500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡通過國家驗(yàn)收正式開放運(yùn)行，是目前世界上最大且最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。其反射面的面積相當(dāng)于30個(gè)足球場大小，如果把它比喻成一口盛滿水的鍋，那么，全世界每人可以分4瓶礦泉水。
驗(yàn)收以來，“中國天眼”運(yùn)行穩(wěn)定可靠，近一年已經(jīng)觀測服務(wù)超過5200個(gè)機(jī)時(shí)，累計(jì)發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過240顆。
10月和11月，在“中國天眼”的支持下，科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表了關(guān)于快速射電暴的研究成果，首次報(bào)道了在銀河系內(nèi)觀測到的快速射電暴，最新觀測證實(shí)極強(qiáng)磁場中子星（磁星）是快速射電暴的來源之一。
“中國天眼”之父南仁東曾動(dòng)情地說：“探索宇宙起源、天地起源和生命起源，它（‘中國天眼’）實(shí)際提供了一個(gè)極端物理?xiàng)l件的太空實(shí)驗(yàn)室。”
“鯤龍”擊水 騰云展翅
7月26日，水陸兩棲飛機(jī)AG600在海面滑行。 新華社發(fā)
入水、滑行、回轉(zhuǎn)、加速……在波濤起伏中，一架白色的大飛機(jī)直沖云霄。
7月26日，大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600實(shí)現(xiàn)海上首飛，是繼陸上首飛、水上首飛之后的第三次首飛，此后研制進(jìn)入新階段。
AG600飛機(jī)是首次按照中國民航適航規(guī)章要求研制的大型特種用途飛機(jī)，與C919、運(yùn)—20并稱國產(chǎn)大飛機(jī)“三劍客”。它能滿足我國森林滅火和水上救援的迫切需要，是國家應(yīng)急救援體系建設(shè)急需的重大航空裝備。
AG600飛機(jī)最多可載水12噸，能夠在水源與火場之間多次往返投水滅火，單次投水救火面積可達(dá)4000余平方米。同時(shí)，它還擁有高抗浪船體設(shè)計(jì)，除了水面低空搜索外，還可在水面停泊實(shí)施救援行動(dòng)，水上應(yīng)急救援一次可救護(hù)50名遇險(xiǎn)人員。
“海上首飛是在水上首飛基礎(chǔ)上取得的進(jìn)步，推動(dòng)了AG600飛機(jī)的適航取證工作，將加快填補(bǔ)我國森林滅火和海上救援體系中的空白。”AG600型號試飛總師王誠華說。
微觀寫生 細(xì)胞“畫像”
3月26日，浙江大學(xué)郭國驥團(tuán)隊(duì)用自主研發(fā)的分析平臺，繪制出人類首個(gè)細(xì)胞圖譜，讓人類對細(xì)胞的觀測進(jìn)入到前所未有的精度。
科研團(tuán)隊(duì)建立70多萬個(gè)單細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫，鑒定了人體100余種細(xì)胞大類和800余種細(xì)胞亞類，并開發(fā)出一種用于人體細(xì)胞類型識別的單細(xì)胞比對系統(tǒng)，搭建起人類細(xì)胞藍(lán)圖網(wǎng)站。
通過跨時(shí)期、跨組織和跨物種的細(xì)胞圖譜分析，研究團(tuán)隊(duì)揭示了一個(gè)普適性的哺乳動(dòng)物細(xì)胞命運(yùn)決定機(jī)制。
郭國驥說：“我們的工作在跨組織和跨物種的數(shù)據(jù)可比性上有較大優(yōu)勢。完美版的人類細(xì)胞圖譜還應(yīng)該整合空間信息、多組學(xué)數(shù)據(jù)和人群分析，這需要全世界科學(xué)家的共同努力。”
“太陽”人造 逐夢夸父
人造太陽 新華社圖
12月4日，新一代“人造太陽”裝置中國環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）建成，為我國核聚變堆的自主設(shè)計(jì)與建造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
之所以稱“人造太陽”，是因?yàn)樗脑砗吞柊l(fā)光發(fā)熱的原理一樣，可以理解為兩個(gè)小質(zhì)量的原子聚合成一個(gè)較大的原子，能夠釋放出巨大能量。在運(yùn)行過程中，它的等離子體離子溫度可達(dá)到1.5億度，相當(dāng)于太陽芯部溫度的近十倍。
“人造太陽”中國環(huán)流器二號M裝置是我國目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克裝置。通過更先進(jìn)的結(jié)構(gòu)與控制方式，等離子體體積達(dá)到國內(nèi)現(xiàn)有裝置2倍以上，等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上，能實(shí)現(xiàn)高密度、高比壓、高自舉電流運(yùn)行。
實(shí)驗(yàn)室相關(guān)研究員認(rèn)為，“人造太陽”裝置是實(shí)現(xiàn)我國核聚變能開發(fā)事業(yè)跨越式發(fā)展的重要依托裝置，也是我國消化吸收國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃技術(shù)不可或缺的重要平臺。
量子動(dòng)力 “九章”飛馳
量子計(jì)算機(jī)九章 新華社圖
12月4日，我國科學(xué)家宣布構(gòu)建了中國量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，中國量子計(jì)算取得新突破。
在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，一臺76個(gè)光子100個(gè)模式的量子計(jì)算機(jī)“九章”巍然矗立。據(jù)了解，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬億倍，換言之，超級計(jì)算機(jī)需要一億年完成的任務(wù)，“九章”只需一分鐘。同時(shí)，“九章”也等效地比谷歌去年發(fā)布的53個(gè)超導(dǎo)比特量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)“懸鈴木”快一百億倍。
“九章”主要攻克了三大技術(shù)難關(guān)：高品質(zhì)量子光源、高精度鎖相技術(shù)、規(guī)�；缮婕夹g(shù)。中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)從2001年開始組建實(shí)驗(yàn)室，到這次突破歷經(jīng)了20年努力，他們曾多次刷新量子糾纏數(shù)量的世界紀(jì)錄。
“量子計(jì)算機(jī)在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，可望通過特定算法在密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、天氣預(yù)報(bào)、材料設(shè)計(jì)、藥物分析等領(lǐng)域，提供比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更強(qiáng)的算力支持。”潘建偉說。
“奮斗”坐底 潛龍入海
“奮斗者”號 新華社圖
馬里亞納海溝被稱為“地球第四極”，水壓高、完全黑暗、溫度低，是地球上環(huán)境最惡劣的區(qū)域之一，其最深處接近1.1萬米，水壓接近1100個(gè)大氣壓，相當(dāng)于2000頭非洲象踩在一個(gè)人的背上。
11月10日清晨，載有3名潛航員的“奮斗者”號從“探索一號”母船機(jī)庫緩緩?fù)瞥�，被穩(wěn)穩(wěn)起吊后放入海中。近4小時(shí)后，“奮斗者”號成功坐底，下潛深度達(dá)10909米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了珠穆朗瑪峰的高度。
“奮斗者”號外觀酷似一個(gè)綠頭大魚，看上去丑丑的它，卻是國際上首次可以同時(shí)搭載3人下潛的萬米載人潛水器。本領(lǐng)如此高超，原因是在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和重要材料領(lǐng)域，擁有很高的國產(chǎn)化程度，核心部件國產(chǎn)化率超過96.5％。
從10月10日開始，“奮斗者”號在海南三亞啟程了開展萬米級海試。在科考過程中，“奮斗者”號總共13次下潛至馬里亞納海溝，其中8次下潛深度突破1萬米。這幾乎是一個(gè)人能夠到達(dá)的地球最深處，不僅創(chuàng)造了中國載人深潛的新紀(jì)錄，也標(biāo)志著我國在大深度載人深潛領(lǐng)域，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
“從技術(shù)角度來說，研制萬米級載人潛水器會(huì)推進(jìn)突破一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。”中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所研究員包更生解釋說，從科學(xué)角度來說，載人潛水器在進(jìn)行水下科考時(shí)機(jī)動(dòng)性、巡航能力更強(qiáng)，可搭載更多科考裝備，因此，載人潛水器的意義不亞于無人潛水器。
