來(lái)源： 科技日報   作者： 高博

   2011'科技報告

    編者按 盼或者不盼，2012如約來(lái)了。過(guò)去的一年里，“蛟龍”入海、“天神”對接……這些激動(dòng)人心的時(shí)刻注定將在我國科技史上留下重要一筆。同時(shí)，我們也不會(huì )忘記那些歷史中的人，無(wú)謂褒貶，只因他們以不同方式推動(dòng)了科技事業(yè)的前進(jìn)；這一年，科技體制改革也在穩步推進(jìn)，下結論為時(shí)尚早，但不管怎樣，我們期待，這些變化因子聚集的力量，能理順規則，讓科學(xué)回歸純粹。

    回望是為銘記，盤(pán)點(diǎn)只為思考。從今天開(kāi)始，本報開(kāi)辟《2011'科技報告》專(zhuān)欄，與您共同回味“十二五”開(kāi)局之年的中國科技。

    2011年末，搜索引擎百度統計了當年十大熱搜詞——“天宮一號”位居榜首；“喬布斯”位居次席?？萍?，成了網(wǎng)友一年中最關(guān)注的主題。

    從年初的殲-20升空，到天宮一號與神舟八號交會(huì )，再到最近北斗啟用，中國在一系列重要領(lǐng)域進(jìn)展迅速。同時(shí)，在基礎科研領(lǐng)域，原創(chuàng )性的科學(xué)成果數量尤勝往年。盤(pán)點(diǎn)一年中代表性的成就，可以看出中國科技的實(shí)力躍升之快。

    中國空間站踏上征程

    1971年，蘇聯(lián)人發(fā)射了第一座空間站“禮炮”。40年后，中國發(fā)射天宮一號實(shí)驗器，預示中國人即將常駐太空。

   天宮一號和神舟八號交會(huì )的電視畫(huà)面，扣動(dòng)著(zhù)國人的心弦。像觀(guān)看一場(chǎng)重要的體育賽事，許多中國人親眼見(jiàn)證了空間站組裝的實(shí)況。“天”“神”相遇的速度依然很快，像兩輛正常行駛的汽車(chē)相撞。為了二者對接順利，它們的姿勢和位置已經(jīng)調準。迎上，扣緊，毫無(wú)問(wèn)題。之后“神八”分離和再次對接成功。中國的空間站實(shí)驗開(kāi)了個(gè)好頭。

   40年來(lái)，從“天空實(shí)驗室”、“和平號”，到“國際空間站”，幾乎所有大國都參與制造和派遣人員。但獨立研制和發(fā)射空間站類(lèi)航天器，除了俄、美，目前只有中國。

   當中國空間站實(shí)驗成功后，有國外評論認為，正因為中國當初無(wú)法加入“國際空間站”，才發(fā)展出了自己的空間站技術(shù)體系。

    接下來(lái)，“神九”、“神十”明年將載人上天，與天宮一號對接。為了發(fā)射大噸位物體，海南新建了第四個(gè)航天發(fā)射場(chǎng)。預計2020年前后，我國將發(fā)射空間站核心艙和科學(xué)實(shí)驗艙，開(kāi)始建造空間站。

   由于10年后國際空間站將按計劃退役，許多媒體認為，中國屆時(shí)可能是唯一擁有永久性空間站的國家。

   中國四代機讓觀(guān)察家驚訝

    很少有一則消息像殲-20試飛成功那樣，引起中國軍事愛(ài)好者的興奮。2011年1月11日中午，在成都中航工業(yè)公司的飛機場(chǎng)，殲-20首飛落地時(shí)，現場(chǎng)的網(wǎng)友發(fā)帖說(shuō)：“試飛現場(chǎng)歡呼聲響成一片，圍觀(guān)者放起了鞭炮。”

    在試飛前幾周，網(wǎng)絡(luò )上就有四代機準備上天的消息。當試飛照片和視頻傳遍網(wǎng)絡(luò )時(shí)，“黑絲帶”（這是殲-20在網(wǎng)上的代號）成為當時(shí)網(wǎng)絡(luò )上最熱的明星。

    “中國自己的四代機上天，”一個(gè)軍事愛(ài)好者在論壇里發(fā)言說(shuō)，“這是我一年前都不敢想的。”同一時(shí)間，美、俄、日、英、印等國家的媒體也都給予殲-20高度的關(guān)注。外媒普遍認為，盡管之前有中國研制四代機的消息傳出，但目前進(jìn)度之快依然超出想象。

    一年以來(lái)，殲-20接連試飛顯形，據報道迄今已有60多次。軍迷們拍攝到的殲-20完整飛行機動(dòng)動(dòng)作，透露了殲-20優(yōu)良的空中能力。

    盡管殲-20的發(fā)動(dòng)機、飛控、火控、武器等系統，還有基本的重量、載油量、載彈量等等數據都尚不清楚，但有的外媒推測，經(jīng)過(guò)多年的探索積累，中國已突破四代機的氣動(dòng)設計、高推重比矢量推力發(fā)動(dòng)機、有源相控陣雷達、隱身材料等關(guān)鍵技術(shù)；因此推出擁有完全自主知識產(chǎn)權的四代機，是水到渠成的事。

   2011是中國國防科技備受關(guān)注的一年，不光是殲-20，瓦良格航母下水試航的消息也向人們說(shuō)明中國在裝備科技上的積累和進(jìn)步。

    “北斗”“嫦娥”各立新功

    2011年中國航天高密度工作，一年中完成了19次宇航發(fā)射，世界上排名第二。發(fā)射成功的航天器中，包括3顆北斗導航衛星。12月27日，北斗的新聞發(fā)言人宣布于當日正式提供試運行服務(wù)。

    3顆衛星相繼發(fā)射，讓中國北斗導航系統基本建成。按照發(fā)射計劃，2012年還要發(fā)射6顆北斗組網(wǎng)衛星。目前，北斗系統已具備25米的定位精度，預計明年會(huì )達到10米左右。

    導航系統的原理，是讓天空中相距甚遠的衛星各自發(fā)送信號，地面上接收器據此計算位置。如今生活中常用到的衛星導航系統是美國人研制的GPS。中國北斗的啟用，讓需要電子導航的用戶(hù)多了一種選擇。據報道，北斗的精度超過(guò)了歐盟之前發(fā)射的“伽利略”系統。

    除了北斗，“嫦娥二號”到達拉格朗日2點(diǎn)，也讓中國航天愛(ài)好者感到高興。嫦娥飛到離地球150萬(wàn)公里之外的拉格朗日2點(diǎn)，標志中國首次實(shí)現對月球更遠的太空進(jìn)行探測。

    拉格朗日2點(diǎn)位于日地連線(xiàn)上、地球外側約150萬(wàn)公里處。在L2點(diǎn)衛星消耗很少的燃料即可長(cháng)期駐留，是探測器、天體望遠鏡定位和觀(guān)測太陽(yáng)系的理想位置。

    嫦娥從40萬(wàn)公里遠飛至150萬(wàn)公里，使中國成為繼歐空局和美國之后第三個(gè)造訪(fǎng)L2點(diǎn)的國家和組織。中國到達這一國際深空探測的熱點(diǎn)，也得到了國際上很高的評價(jià)。

    預計至2012年年底，衛星將在此軌道環(huán)繞L2點(diǎn)開(kāi)展為期一年多的探測活動(dòng)。星上搭載的太陽(yáng)風(fēng)離子探測器等科學(xué)儀器，將提高我們對空間環(huán)境的認識。

    “快堆”“蛟龍”再傳捷報

    實(shí)驗快中子反應堆和“蛟龍”深潛機器人，2010年就成為輿論熱議的科技項目。今年7月21日，實(shí)驗快堆成功并網(wǎng)發(fā)電，再次提升了中國核能技術(shù)的內力。

    有專(zhuān)家表示：中國核電的目標是2020年前后建成商用示范快堆，2030年左右建成并推廣大型商用快堆。在技術(shù)上，快堆比目前核電站使用的輕水堆難度要大得多；由于它前途遠大，被稱(chēng)為“夢(mèng)幻核電站”。

   中國并網(wǎng)發(fā)電的快堆，是目前世界上為數不多的大功率、具備發(fā)電功能的實(shí)驗快堆?？於鸭夹g(shù)使貧鈾礦也有了開(kāi)采價(jià)值，將使可采鈾資源成百倍的增加。不僅如此，快堆還能最大程度地“消化”其他核電站廢棄的放射性材料，消除環(huán)境隱患。

   2011年更新履歷的還有蛟龍。2010年，它潛入3759米深海，超過(guò)了全球海洋平均深度。一年后，它潛得更深了。

   7月26日，蛟龍首次下潛至5038.5米，這個(gè)深度意味著(zhù)它可以到達全球超過(guò)70%的海底。歷時(shí)6個(gè)多小時(shí)的深海之旅中，各項儀器指標及通訊正常。28日，“蛟龍”再次入水，最大下潛深度5188米，創(chuàng )造我國載人深潛新紀錄。

   在這兩次以及之后幾次的下潛中，蛟龍都進(jìn)行了科學(xué)實(shí)驗，它攜帶的各種儀器表現正常。

   2012年，蛟龍將進(jìn)行7000米級海試。如果成功，就意味著(zhù)它可在世界99.8%的海域面積使用。蛟龍能夠懸停在特定深度，也可以高速傳輸圖像和語(yǔ)音，還能完成一系列復雜任務(wù)。會(huì )成為中國人探測深海的好幫手。

   值得一提的是，“大洋一號”科考船去年南大西洋發(fā)現了多個(gè)深海熱液區，幫助人們認識了那里獨特的生物系統和礦物。海底還有很多寶藏等待中國人去開(kāi)發(fā)。

   生理學(xué)成就造福人類(lèi)

   2011年，一批有助于增進(jìn)生理學(xué)認識的研究，以及促進(jìn)醫學(xué)進(jìn)步的技術(shù)，都誕生在中國——今年年初，山東省的科學(xué)家在人類(lèi)精子成熟相關(guān)蛋白研究中取得突破，他們解析了諸多與精子成熟有關(guān)的基因，鑒定了一系列重要的蛋白質(zhì)，有助于提高臨床不育的分子診療水平。

    上海生科院的科學(xué)家，則設法將小鼠尾巴上的皮膚細胞直接誘導為肝臟細胞。移植這種肝細胞，可以讓肝衰竭的小鼠存活率接近一半。這為治療人類(lèi)的肝病找到新希望。

   同樣來(lái)自上海生科院的一個(gè)研究小組，發(fā)現了更好克隆動(dòng)物的方法。他們針對克隆后囊胚大多數在子宮中發(fā)育失敗的情況，引入一種生育輔助技術(shù)。這種通常用于挽救因胎盤(pán)缺陷造成的胎兒發(fā)育失敗的技術(shù)，將克隆成功率提高了6倍。

   免疫學(xué)方面，中國一個(gè)研究團隊發(fā)現， “MHCⅡ類(lèi)分子”和動(dòng)物的天然免疫功能顯著(zhù)相關(guān)，這為尋找感染疾病免疫治療提供新的思路。

    而對萬(wàn)物之靈——大腦的研究也富有新意。復旦大學(xué)的科學(xué)家詳細確認了成年獼猴大腦中由神經(jīng)干細胞“制造”的新生神經(jīng)元，并追蹤了這些新生神經(jīng)元在腦內特有的“長(cháng)距離”遷移。他們還發(fā)現，人類(lèi)腦內的神經(jīng)干細胞非?；钴S，可以不斷生成新的神經(jīng)元。

   另一項涉及獼猴的研究也同樣重要。昆明動(dòng)物研究所研究證明，靈長(cháng)類(lèi)的大腦前額葉背側部涉及到了與“自我”相關(guān)的信息處理，這暗示大腦前額葉是人類(lèi)自我意識產(chǎn)生的神經(jīng)基礎。

   微觀(guān)世界呈現更多奇景

   宇宙開(kāi)始后，物質(zhì)是在何種條件下形成的？中科大的一名博士生同國外合作論文，首次確定：隨著(zhù)宇宙膨脹，夸克—膠子混合“湯”迅速冷卻，質(zhì)子、中子從中析出的臨界點(diǎn)差不多是在2萬(wàn)億攝氏度。

   2011年，國際上頻傳物理學(xué)新聞。中國物理學(xué)家也收獲頗豐。中科大研究人員改進(jìn)了已有的技術(shù)，首次制造出八光子糾纏狀態(tài)，并完成八端口量子通信實(shí)驗，打破了之前的六光子紀錄。同樣在中科大，量子物理學(xué)家們還完成了一種新式的海森堡不確定性實(shí)驗，增進(jìn)了對量子力學(xué)本質(zhì)的認識。

   來(lái)自中科院的化學(xué)家則提出了一種碳單質(zhì)的新結構：除了石墨、金剛石和無(wú)定形碳外，科學(xué)家提出，如果將立方金剛石結構中每個(gè)原子用一個(gè)碳的正四面體來(lái)替代，將會(huì )形成碳的一種新型三維立方晶體結構。

   上海理工大學(xué)的研究者則成功實(shí)現了多普勒效應的逆轉。多普勒效應逆轉，指的是當光源不斷靠近觀(guān)察者時(shí)，光頻率反而降低，光從藍色趨向紅色。這種效應在自然條件下無(wú)法發(fā)生。實(shí)驗人員利用一種人工晶體呈現了這種奇觀(guān)。

   古化石顯露神秘真相

   在古生物研究方面，2011年中國科學(xué)家也屢創(chuàng )佳績(jì)。

   中科院南京地質(zhì)古生物研究所，對產(chǎn)自安徽的“藍田生物群”進(jìn)行了系統研究，認為該生物群是迄今最古老的多細胞生物群，年齡大概在距今6.35億—5.8億年之間。而之前發(fā)現的最古老的樣本則距今5.79億—5.4億年。

   無(wú)獨有偶，云南澄江化石庫中發(fā)現的一種距今5億多年前的葉足動(dòng)物——“仙掌滇蟲(chóng)”，還首次揭示了節肢動(dòng)物的起源?？茖W(xué)家發(fā)現，這種具有“節肢”的蟲(chóng)子尚未演化出頭部，柔軟的軀干也沒(méi)有明顯分節。但是它數量眾多的“腳”已經(jīng)出現了分節。因此認定這種蟲(chóng)子是節肢動(dòng)物的直系始祖。

   中科院南京地質(zhì)古生物所探討二疊紀末期生物大滅絕的文章也受到了國際上的重視。研究者通過(guò)精細的地質(zhì)分析，認為罪魁是地下巖漿活動(dòng)造成的溫室效應。

   中國地質(zhì)科學(xué)院對翼龍和翼龍卵的研究透露出，雄翼龍比雌性要多出頭脊梁，而且翼龍不孵蛋；中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所發(fā)現了一種鸚鵡大小的恐龍，只有一個(gè)手指，十分奇特。這些研究都刷新了相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)認知，并且引起人們無(wú)盡的興趣。

   《科技日報》（2012-2-1 一版）