2018年，這些科技成就值得點(diǎn)贊

石墨烯旋轉(zhuǎn)特定角度可變超導(dǎo)體、精確定位“幽靈粒子”來源、首例體細(xì)胞克隆猴誕生……新發(fā)現(xiàn)、高科技井噴，不斷鼓舞著國內(nèi)外科技工作者前行。在剛剛過去的2018年里，國內(nèi)外科學(xué)領(lǐng)域發(fā)生了哪些大事？本刊綜合梳理出這些值得被記住的科學(xué)事件。

國內(nèi)十大科技事件盤點(diǎn)

2018年1月25日，克隆猴“中中”和“華華”登上《細(xì)胞》雜志封面，這意味著我國科學(xué)家成功突破了現(xiàn)有技術(shù)無法克隆靈長類動(dòng)物的世界難題。自1996年第一只克隆羊“多莉”誕生以來，20多年間，各國科學(xué)家利用體細(xì)胞先后克隆了牛、鼠、貓、狗等動(dòng)物，但一直沒有攻克與人類最相近的非人靈長類動(dòng)物克隆的難題。中科院神經(jīng)科學(xué)研究所孫強(qiáng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過5年努力，成功突破了世界生物學(xué)前沿的這個(gè)難題。未來，科研團(tuán)隊(duì)可在一年時(shí)間內(nèi)，培育出大批基因編輯和遺傳背景相同的模型猴。

由國防科技大學(xué)牽頭研制，運(yùn)算速度預(yù)計(jì)可達(dá)“天河二號(hào)”10倍以上的“天河三號(hào)E級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)”已在國家超級(jí)計(jì)算天津中心完成研制部署，并于2018年7月22日順利通過項(xiàng)目課題驗(yàn)收，將逐步進(jìn)入開放應(yīng)用階段?！疤旌尤?hào)E級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)”的部署完成并順利通過驗(yàn)收，預(yù)示著中國E級(jí)計(jì)算機(jī)將很快進(jìn)入實(shí)質(zhì)性研發(fā)階段。

2018年初，武漢國家生物安全（四級(jí)）實(shí)驗(yàn)室順利通過原國家衛(wèi)計(jì)委實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)資格和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)現(xiàn)場評(píng)估，完全具備開展高致病性病原微生物實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)資質(zhì)。至此，中國首個(gè)P4實(shí)驗(yàn)室正式投入運(yùn)行。該實(shí)驗(yàn)室將為我國提供一個(gè)完整、國際先進(jìn)的生物安全體系，我國的科研工作者可以在自己的實(shí)驗(yàn)室里研究世界上最危險(xiǎn)的病原體。

中科院研究團(tuán)隊(duì)在國際上首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細(xì)胞，是繼原核細(xì)菌“人造生命”之后的一個(gè)重大突破。2018年8月2日，該成果在線發(fā)表于《自然》雜志。歷經(jīng)4年，通過15輪染色體融合，中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所覃重軍研究團(tuán)隊(duì)與合作者采用工程化精準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法，成功將天然釀酒酵母單倍體細(xì)胞的16條染色體融合為1條，染色體“16合1”后的釀酒酵母菌株被命名為SY14。經(jīng)鑒定，染色體三維結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化的SY14酵母具有正常的細(xì)胞功能，除通過減數(shù)分裂有性繁殖后代減少外，SY14酵母表現(xiàn)出與野生型幾乎相同的轉(zhuǎn)錄組和表型譜。

2018年9月18日，國審稻新品種“中科804”現(xiàn)場會(huì)上，“中科804”從3000畝示范片中脫穎而出，其在產(chǎn)量、抗稻瘟病、抗倒伏等農(nóng)藝性狀方面均表現(xiàn)突出?！爸锌?04”和“中科發(fā)”系列水稻新品種是中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士團(tuán)隊(duì)成功利用“水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀形成的分子機(jī)理及品種設(shè)計(jì)”理論基礎(chǔ)與品種設(shè)計(jì)理念所育成的標(biāo)志性品種，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗水稻的高效培育。

2018年，科學(xué)家們追尋百年的科學(xué)問題有了新的答案，比如萬有引力常數(shù)G值。2018年8月30日，《自然》雜志刊發(fā)了華中科技大學(xué)羅俊院士團(tuán)隊(duì)這一最新測G成果。以往G值測量的相對(duì)精度雖然接近10-5，但相互之間的吻合程度僅達(dá)到10-4水平。因?yàn)榫葐栴}，很多與之相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)難題至今無法解決。此次羅俊團(tuán)隊(duì)采用兩種不同方法，用扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法測G，精度均達(dá)到國際最好水平，吻合程度接近10-5水平。

北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心江穎、王恩哥和徐莉梅研究組及化學(xué)與分子工程學(xué)院高毅勤研究組等合作，開發(fā)了一種基于高階靜電力的新型掃描探針技術(shù)，刷新了掃描探針顯微鏡空間分辨率的世界紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)了氫原子的直接成像和定位，在國際上首次獲得了單個(gè)鈉離子水合物的原子級(jí)分辨圖像，并發(fā)現(xiàn)水合離子的遷移率與特定水分子數(shù)目相關(guān)這一全新的動(dòng)力學(xué)幻數(shù)效應(yīng)。該成果2018年5月14日在線發(fā)表于《自然》雜志。

我國首款大型水陸兩棲飛機(jī)——“鯤龍”AG600于2018年10月20日在湖北荊門成功實(shí)施水上首飛。而在2017年12月24日，AG600已在廣東珠海實(shí)施陸上首飛，這意味著，該飛機(jī)已經(jīng)圓滿完成首飛任務(wù)。AG600是全球在研最大的水陸兩棲飛機(jī)，未來將主要用于森林滅火和水上救援。

在2018年8月16日發(fā)表于《科學(xué)》雜志的一項(xiàng)研究中，中科院物理研究所高鴻鈞院士與丁洪研究員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)首次在鐵基超導(dǎo)體中觀察到了馬約拉納零能模，即馬約拉納任意子。這種馬約拉納任意子純凈度較高，能夠在相比以往更高的溫度下得以實(shí)現(xiàn)，且材料體系簡單。該發(fā)現(xiàn)或?qū)Ψ€(wěn)定的高容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)研發(fā)有極大幫助。

全球最長跨海大橋——港珠澳大橋于2018年10月24日正式通車運(yùn)營。港珠澳大橋跨越伶仃洋，東接香港特別行政區(qū)，西接廣東省珠海市和澳門特別行政區(qū)，全長55公里，使用壽命120年，抗16級(jí)臺(tái)風(fēng)、8級(jí)地震，是在“一國兩制”框架下、粵港澳三地首次合作建設(shè)的超大型跨海交通工程。

國際十大科技事件盤點(diǎn)

根據(jù)1957年的超導(dǎo)電性理論，某些材料能夠以零電阻導(dǎo)電。然而，許多材料表現(xiàn)出所謂的非常規(guī)超導(dǎo)電性，無法用該理論解釋。2018年，美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩層石墨烯以1.1度的“魔角”旋轉(zhuǎn)疊加在一起時(shí)，可模擬被稱為銅酸鹽的銅基材料的超導(dǎo)行為。也就是說，研究團(tuán)隊(duì)在兩層石墨烯中發(fā)現(xiàn)了新的電子態(tài)，其可以簡單實(shí)現(xiàn)絕緣體到超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。這一發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)業(yè)界，被稱為石墨烯超導(dǎo)的重大進(jìn)展。更令人驚訝的是，在《自然》雜志上連發(fā)兩篇論文的第一作者，年僅22歲，他就是年輕的中國物理學(xué)家曹原。

2018年8月22日，加拿大和歐洲核子研究中心的物理學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)并觀察了反氫內(nèi)基準(zhǔn)的原子能量躍遷——萊曼-α（Lyman-alpha）躍遷，向冷卻和操縱反物質(zhì)的基本形式邁進(jìn)了一步。萊曼-α躍遷是常見的氫原子內(nèi)最基本、最重要的躍遷，在反氫中捕獲到相同的現(xiàn)象，開辟了反物質(zhì)科學(xué)的新時(shí)代。

美國《科學(xué)》雜志2018年6月刊登的一項(xiàng)研究說，藍(lán)藻可利用近紅外光進(jìn)行光合作用，其機(jī)制與之前了解的光合作用不同。英國帝國理工學(xué)院的研究人員認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)可以用來搜尋外星生命，在一些存在近紅外光的地方也可能有進(jìn)行光合作用的生命。該發(fā)現(xiàn)還可用來指導(dǎo)設(shè)計(jì)新作物，讓作物能利用更廣譜的光。

美國科學(xué)家2018年3月在《科學(xué)》雜志上介紹了一種能在原子層面“無縫縫制”兩種超薄晶體的新技術(shù)。這將為制造高質(zhì)量新型電子產(chǎn)品提供可能。在電子學(xué)領(lǐng)域，兩種不同的半導(dǎo)體接觸形成的界面區(qū)域“異質(zhì)結(jié)”是太陽能電池、LED（發(fā)光二極管）或計(jì)算機(jī)芯片的重要構(gòu)件。兩種材料的接觸界面越平坦，電子流動(dòng)越容易，產(chǎn)品性能越優(yōu)越。這種材料將有助于開發(fā)出柔性LED、幾個(gè)原子厚度的二維電路以及拉伸后可以變色的纖維等。

多國科學(xué)家于2018年7月12日宣布，他們首次發(fā)現(xiàn)了宇宙高能中微子的來源。這項(xiàng)突破性進(jìn)展將為認(rèn)識(shí)宇宙提供一種新方法，推動(dòng)多信使天文學(xué)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。由于中微子能自由穿過人體、行星和宇宙空間，難以捕捉和探測，科學(xué)家也將它稱為宇宙中的“幽靈粒子”。長期以來，天文學(xué)家主要利用X射線、可見光、無線電波等電磁波來研究天文現(xiàn)象。2016年，科學(xué)家宣布第一次直接探測到引力波的存在，開啟了觀測宇宙的一個(gè)新窗口。

美國科學(xué)家于2018年2月借助“微引力透鏡”效應(yīng)，首次發(fā)現(xiàn)了銀河系外行星存在的跡象。這批行星數(shù)量約有2000顆，遠(yuǎn)在38億光年之外，質(zhì)量介于月球和木星之間。他們?cè)诿绹短祗w物理學(xué)雜志通訊》上發(fā)表報(bào)告說，該天體是一個(gè)星系的核心區(qū)域，中央有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。這些行星不隸屬于任何恒星，很久以前脫離了母星的引力束縛，成為星際流浪兒。光譜中的這些微小偏移也可能來自類星體自身活動(dòng)或其他小星系。

美國研究人員利用一種方法，成功使先天失明的小鼠復(fù)明，為治療視網(wǎng)膜色素變性等致盲疾病帶來了新希望。這項(xiàng)研究成果于2018年8月15日發(fā)表在《自然》雜志上。研究人員在小鼠實(shí)驗(yàn)中利用基因轉(zhuǎn)移的方法，促使“米勒膠質(zhì)細(xì)胞”分裂并發(fā)育為可感光的視桿細(xì)胞。新發(fā)育的視桿細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上與天然視桿細(xì)胞沒有差別，且形成了突觸結(jié)構(gòu)，使其能與視網(wǎng)膜內(nèi)其他神經(jīng)細(xì)胞交流。

月球黑暗、寒冷的極地地區(qū)一直被推測含有水冰。美國夏威夷大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員2018年8月21日宣布，他們首次發(fā)現(xiàn)了月球兩極表面存在水冰的確切證據(jù)，這有可能為未來人類月球探測甚至定居提供便利。研究人員在美國《國家科學(xué)院院刊》上發(fā)表研究報(bào)告說，他們分析了印度“月船1號(hào)”探測器攜帶的月球礦物質(zhì)繪圖儀所得到的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了固態(tài)水-冰的近紅外吸收光譜的特征，直接證明了那是月球上的水冰。而此前觀察結(jié)果僅間接發(fā)現(xiàn)了月球南極存在水冰的跡象。

美國航天局“洞察”號(hào)無人探測器于美國東部時(shí)間2018年11月26日14時(shí)54分許在火星成功著陸，執(zhí)行人類首次探究火星“內(nèi)心深處”的任務(wù)。美國航天局的直播畫面顯示，“洞察”號(hào)進(jìn)入火星大氣層后，約7分鐘完成了進(jìn)入、下降和著陸，此后順利降落在火星艾利希平原。隨后，“洞察”號(hào)通過與其同行的迷你衛(wèi)星于15時(shí)許傳回了火星的照片。美國航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室首席工程師羅伯·曼寧表示，這張照片意義重大，標(biāo)志著“洞察”號(hào)已經(jīng)正式開始工作。

2018年11月21日，美國麻省理工學(xué)院的研究人員在《自然》雜志上發(fā)表的一篇論文稱，他們創(chuàng)造并試飛了第一架不需要任何活動(dòng)部件的飛機(jī)。這架重2.45千克的實(shí)驗(yàn)飛機(jī)不依靠任何旋轉(zhuǎn)渦輪葉片的推動(dòng)，在直接使用電動(dòng)力推進(jìn)的情況下自主飛行了60米。研究人員認(rèn)為，如果這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)在大尺寸上的運(yùn)用，那么未來將能夠生產(chǎn)出更安全、更安靜、更易于維護(hù)的飛機(jī)。最重要的是，這種技術(shù)可以完全不釋放燃燒后的排放物，因?yàn)檎麄€(gè)飛行過程完全由電池作為能源。（本刊綜合）※