观察者网盘点2013年十大中国科技新闻
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观察者网盘点2013年十大中国科技新闻
发表时间：2014-01-04 07:52:05
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探索宇宙空间，操纵量子世界，逆转生命时钟……2013年，中国科技工作者走过了令世界瞩目的一年。多项“诺奖级”的成就，见证了以艰苦攻关著称的中国科学家努力终获回报。同时，基础科学的进步总是“十年磨一剑”，任何成绩的背后都凝结着长期的资金投入，都是中国力量的最好展现。观察者网编辑部评选出年度中国十大科技新闻，回顾惊喜不断的2013。
1、“玉兔”号月球车登月
2013年12月2日，长征三号乙运载火箭载着“嫦娥三号”月球探测器在西昌升空。
“玉兔”月球车在月球表面展示五星红旗
12月15日，“嫦娥三号”携带的“玉兔”月球车在月球开始工作，标志着中国首次地外天体软着陆成功。这也是美俄因预算不足放弃登月之后，人类时隔37年再次在月球表面展开探测工作。
作为一项庞大的系统工程，探月任务成为中国科技工业综合实力的一次完美展现。准时发射，精确入轨，稳定落月，创新探索，嫦娥三号的每一步都代表着中国航天新的进步。探月工程副总指挥许达哲说：“美国和前苏联达到这样一个目标，都经过了20次以上的任务，我们是用三次就实现这样一个目标。”
“神舟十号”飞船和“天宫一号”空间实验室成功完成了我国首次航天器绕飞交会试验（设计图）
2013年夏天，执行我国第五次载人航天任务的“神舟十号”飞船实现了我国首次载人航天应用性飞行，实施了我国首次航天器绕飞交会试验，这标志着神舟飞船与“天宫一号”的对接技术已经成熟，我国将就此进入空间站建设阶段。此外，女航天员王亚平在“天宫一号”上为全国青少年进行了太空授课。
2、实现量子反常霍尔效应
量子反常霍尔效应的示意图：拓扑非平庸的能带结构产生具有手征性的边缘态，从而导致量子反常霍尔效应。
清华大学薛其坤院士领衔的团队2013年成功观测到“量子反常霍尔效应”，被杨振宁称为诺奖级的科研成果。“量子反常霍尔效应”的实现既是理论物理领域的突破，又具有极高的商用价值。
量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进，“这就好比一辆高级跑车，常态下是在拥挤的农贸市场上前进，而在量子霍尔效应下，则可以在‘各行其道、互不干扰’的高速路上前进。”
量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。
现代芯片处理器消耗约100瓦的功率，其中有约80%浪费在晶体管材料的能耗。量子反常霍尔效应可以解决电子设备的问题发热，让元器件集成密度大大提高，“上千亿次的计算机能够集成浓缩成一部Pad掌上电脑，或者迷你Pad，走进寻常百姓家，这完全有可能。”
3、使用小分子化学物质诱导多能干细胞
中国科学家“逆转生命时钟”
北京大学邓宏魁教授领导的团队2013年成功使用4种小分子化学物质，将小鼠的皮肤细胞诱导成全能干细胞并克隆出后代。与克隆羊“多莉”的技术相比，诱导多能干细胞技术是更简便和彻底的克隆方式。
邓宏魁教授
邓宏魁团队提出细胞命运决定的“跷跷板模型”，为实现小分子诱导iPS奠定基础。
传统观点认为，哺乳动物细胞只有在胚胎的早期发育阶段具有分化为各种类型组织和器官的“多潜能性”，而随着生长发育分化成为成体细胞之后会逐渐丧失这一特性。人类一直在寻找方法让已分化的成体细胞逆转（脱分化），使之重新获得类似胚胎发育早期的“多潜能性”，并将其重新定向分化成为有功能的细胞或器官，应用于治疗多种重大疾病。
通过借助卵母细胞进行细胞核移植（传统克隆）或者使用特定物质诱导（iPS）的方法，体细胞被证明可以被进行“重编程”获得“多潜能性”。日本人山中伸弥曾以病毒诱导法获得iPS细胞，获得2012年诺奖。而邓宏魁团队使用小分子化学物质替代病毒，大大提高了技术安全性，具有革命性意义。
4、艾滋病感染粘膜疫苗研究取得重大进展
陈凌博士（右二）和他的团队在实验室分析参加攻毒试验的恒河猴的试验结果。
清华大学张林琦、香港大学陈志伟和中科院广州生物医药与健康研究院陈凌的研究团队三方合作，于2013年完成了艾滋病感染黏膜疫苗在恒河猴体内的临床前试验研究，看清了预防艾滋病的“攀登珠峰之路”。该团队发现这种黏膜疫苗可以大大提高针对艾滋病病毒的T和B淋巴细胞的免疫能力，从而可以有效地抑制病毒在体内的复制与传播。
艾滋病被发现的30多年以來，已导致2500万人死亡，至今全球仍有3300万感染者人体内的各类粘膜是艾滋病毒感染的主要途径，该疫苗如能最终进入临床试验并证实有效，将对阻断和减缓艾滋病毒通过粘膜途径感染（性接触）在普通人群中的流行具有重大科学意义和社会意义。
张林琦形容说，过去的艾滋病载体疫苗、DNA疫苗和重组蛋白疫苗等都只能打中艾滋病毒的“手脚”，粘膜疫苗则有望最终打中“心脏”。
5、中科大测出量子纠缠速度下限
量子纠缠现象被爱因斯坦称为“鬼魅般超距作用”，是量子通信的理论基础。
相距遥远的两个量子会呈现关联性，影响其中一个粒子时，另一个也会发生反应，这就是被爱因斯坦称为“鬼魅般超距作用”的量子纠缠。我们知道，爱因斯坦的相对论认为光速是物质传播的最大速度，而中科大70后青年物理学家潘建伟院士的团队测出，量子纠缠的速度下限比光速高四个数量级（可理解为3万亿米每秒）。
这一成果标志着我国在自由空间量子物理实验领域继续保持着国际领先地位，另一方面也为未来基于量子科学实验卫星进行大尺度量子理论基础检验、探索如何融合量子理论与爱因斯坦广义相对论奠定了必要的技术基础。
中科大潘建伟院士（中）
中国科学技术大学潘建伟院士是国际量子信息实验研究领域的杰出科学家。他12年前回国组建实验室，为中国在该领域迅速走到世界前列作出了突出贡献，并培养了一批科技英才。
潘建伟院士与他所在的中科院量子科技先导专项协同创新团队，2013年还实现了单个量子高维度存储、星地量子通信地面验证等，继续向着建立实用的全球性量子通信网络稳步迈进，帮助中国在“绝对保密”的量子通信这个未来战略性领域继续领跑全球。
6、“万人计划”首批人选确定
万人计划“杰出人才”首批入选者之一、中科院高能所所长王贻芳。2012年，王贻芳领导的团队在大亚湾国际实验室测得新的中微子振荡模式，被誉为“中国本土迄今为止最重要的物理学成果”。
为加强高层次创新人才队伍建设，我国2008年推出了吸引海外人才回国的“千人计划”，政府支持对于对基础科学研究的推动作用已初步显现。去年启动的“万人计划”则面向国内高层次人才的培养和使用。
“万人计划”全称“国家高层次人才特殊支持计划”，是中央人才支持“百千万工程”的最后一步。其总体目标是，从2012年起，用10年左右时间，有计划、有重点地遴选支持10000名左右自然科学、工程技术、哲学社会科学和高等教育领域的杰出人才、领军人才和青年拔尖人才，形成与引进海外高层次人才计划相互补充、相互衔接的国内高层次创新创业人才队伍开发体系。
2013年7月，万人计划评选出第一批具有冲击诺奖实力的杰出人才6名、科技创新领军人才72名，以及数百名其它各类人才。
截至目前，实施6年的“千人计划”（海外高层次人才引进计划）实际引进3319人，包括40多位发达国家的科学院院士等世界顶尖科技领军人才，如美国双院院士饶毅等。国家对海外人才一次性给予100万元的安家补助，并帮助其进入高校和自主创业，支持力度之大前所未有。
7、中科院、国家部委推动转基因技术发展
中国“杂交水稻之父”袁隆平近期透露，自己正在进行转基因水稻相关研究。由于安全性饱受民间质疑，我国转基因农产品的推广和自主转基因技术的研发近年来都遇到巨大阻力，媒体人崔永元更是凭借自己的知名度，左右着民众对科学的认识。
袁隆平已经致力于转基因水稻研究
2013年，中国科学界和国家部委继续为推动转基因技术的发展做着努力。中科院学部主席团发布了《关于负责任的转基因技术研发行为的倡议》，科技部继续实施转基因动植物新品种国家重大专项，农业部则发表“转基因食品与非转基因食品具有同样的安全性”文章回应民众质疑。农业部部长韩长赋重申，将加快研究、推进应用、规范管理、科学发展，积极稳妥地推进农业转基因研究与应用。
北京大学生命科学学院前院长饶毅曾指出，转基因是现代科技的必然。转基因技术对于美国成为世界最大的农业出口国功不可没，也正在帮助巴西、阿根廷等国掀起一场农业增产革命。而作为粮食进口大国，中国自己的转基因技术研发却进展缓慢，对未来的粮食自主带来隐患。如何在新技术研发和食品安全之间取得平衡，成为中国农业科技政策制定者面临的一大考验。
8、快速应对H7N9禽流感
国家禽流感参考实验室主任陈化兰解析禽流感病毒重配机制和传播可能性，被誉为“禽流感侦探”。
2013年3月，中国首次发现人感染H7N9禽流感病毒病例，随即展开了一场病毒阻击战。截至2013年5月31日应急响应终止，中国内地共报告131例确诊病例，其中康复78人，在院治疗14人，死亡39人。
中国科技部4月初启动了科技应急防控研究项目，重点推进临床诊断试剂开发、疫苗研制等工作。国家禽流感参考实验室主任陈化兰及其团队迅速揭示了新型H7N9流感病毒的来源，分别在5月和7月的《科学》杂志上发表文章，解析禽流感病毒重配机制和传播可能性。
10月，浙江大学附属第一医院李兰娟院士团队成功研发H7N9禽流感病毒疫苗株。这是中国自主研发的首例流感病毒疫苗株，改变了我国一直以来流感疫苗株依赖国外进口的历史。
李兰娟院士介绍浙江大学附属第一医院收治的H7N9禽流感病人治疗状况
经历过10年前“非典”考验的中国传染病防控体系，如今已经有足够的能力应对此类突发疫情。非典之后，我国先建立了不明原因肺炎监测系统，后又建立了国家重大传染病监测系统，这次安徽省确诊的一例病例，就是通过不明原因肺炎监测系统发现上报的。
世卫组织和《自然》杂志都指出，中国应对H7N9禽流感的行动“堪称典范”。《自然》杂志赞扬了中国的不明疾病检测系统，指出中国在3月中旬仅凭少数肺炎病例就意识到疫情异常，“这已经令人钦佩”。
9、世界最长碳纳米管
碳纳米管结构示意图
纳米层面的碳材料制造技术是当前材料科学界最热门的研究领域之一。碳纳米管是迄今发现的力学性能最好的材料之一，其单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍，远远超过其他材料。
清华大学魏飞教授团队成功制备出单根长度达半米以上的碳纳米管，创造了新世界纪录，这也是目前所有一维纳米材料长度的最高值。
碳纳米管可用于制造科幻小说中的“太空天梯”
魏飞教授还表示，“目前我们正在从事一米以上碳纳米管的制备，下一步我们希望能够制备出公里级以上长度并具有宏观密度的碳纳米管。这些工作将为太空天梯的制备开启一线曙光。”
10、“天河2号”重夺世界超级计算机头名
“天河二号”超级计算机
2013年6月，国防大学研制的中国超级计算机“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度，成为全球最快的超级计算机，并且比第二名快了近一倍。继2010年“天河一号”首次夺冠之后，我国“天河”系列计算机再次登上世界超级计算机500强排名榜首。
天河二号服务阵列采用了国产的新一代“飞腾－1500”CPU，这是当前国内主频最高的自主高性能通用CPU。
“天河二号”内的FT-1500自主计算主板
此外，复旦大学微电子学院张卫教授团队研发出世界第一个半浮栅晶体管（SFGT），这是我国微电子器件领域首次领跑世界。宁波时代全芯科技有限公司成功掌握了第四代存储器技术，打破国外大企业垄断。
中国作为多种电子产品的世界最大生产国，但电子芯片技术长期落后，严重依赖进口。据统计，2012年我国进口芯片约1650亿美元，甚至超过了进口石油的1200亿美元。2013年在微电子和集成电路核心技术上取得的一系列成果，将有助于我国在芯片设计与制造领域获得更多的话语权。
“天河二号”研发团队
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来源：观察者网 | 责任编辑:张广凯
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