2019年國(guó)內(nèi)十大科技新聞解讀：“嫦娥四號(hào)”實(shí)現(xiàn)人類(lèi)首次月背軟著陸

2019年是中國(guó)科技發(fā)展史上不平凡的一年，迎難而上的一年，充滿(mǎn)挑戰(zhàn)與希望的一年。從太空到深海，從實(shí)驗(yàn)室到指尖，鳳凰涅槃，快馬加鞭。有人找準(zhǔn)方向，有人加快腳步，有人收獲碩果。不知不覺(jué)，中國(guó)迎來(lái)5G元年，科創(chuàng)板鳴鑼開(kāi)市，實(shí)現(xiàn)月背著陸，研制類(lèi)腦芯片……科技的快速進(jìn)化讓我們不敢松懈，各行各業(yè)都已緊張投入競(jìng)爭(zhēng)，即將到來(lái)的2020年又將是一番值得期待的新天地。

1“嫦娥四號(hào)”實(shí)現(xiàn)人類(lèi)首次月背軟著陸

等待了數(shù)十億年后，月球永遠(yuǎn)背向地球那面的山地荒原，終于迎來(lái)第一個(gè)翩翩降臨的地球訪客。

1月3日，“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功著陸在月球背面東經(jīng)177.6度、南緯45.5度附近的預(yù)選著陸區(qū)，并通過(guò)“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開(kāi)了古老月背的神秘面紗。

從2018年12月8日發(fā)射升空，到2019年1月3日順利到達(dá)，“嫦娥四號(hào)”走完了約40萬(wàn)公里的地月之路。她著陸后，靜態(tài)著陸器和月球車(chē)分別被部署到月球表面，兩者都攜帶了一系列探測(cè)儀器，探測(cè)該地區(qū)的地質(zhì)特征，并進(jìn)行了生物實(shí)驗(yàn)。

月球總有一面背對(duì)著地球，且不像正面那樣平坦，著陸區(qū)的選擇及精準(zhǔn)著陸是難題。“嫦娥四號(hào)”著陸從未實(shí)地探測(cè)過(guò)的處女地，或?qū)⑷〉猛黄菩园l(fā)現(xiàn)，同時(shí)可以填補(bǔ)射電天文領(lǐng)域在低頻觀測(cè)段的空白。“嫦娥四號(hào)”將我國(guó)航天器制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制技術(shù)提升到了新的高度。

25G商用牌照

正式發(fā)放

5G是一場(chǎng)影響深遠(yuǎn)的全方位變革，將推動(dòng)萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的到來(lái)。6月6日，工業(yè)和信息化部正式向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照，中國(guó)正式進(jìn)入5G商用元年。

5G具有高速度、低時(shí)延、高可靠等特點(diǎn)，是新一代信息技術(shù)的發(fā)展方向和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。隨著5G牌照的發(fā)放，我國(guó)5G建設(shè)將大大提速，這不僅會(huì)影響我國(guó)的經(jīng)濟(jì)格局，也會(huì)在很大程度上影響全球5G發(fā)展格局。

在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，我國(guó)倡導(dǎo)的5G概念、應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)指標(biāo)已納入國(guó)際電信聯(lián)盟的5G定義;產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，我國(guó)率先啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，加快了5G設(shè)備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，我國(guó)5G中頻段系統(tǒng)設(shè)備、終端芯片、智能手機(jī)處于全球產(chǎn)業(yè)第一梯隊(duì)，具備了商用部署的條件。值得注意的是，三大運(yùn)營(yíng)商早已在各地建設(shè)5G基站，投資巨大。5G牌照的發(fā)放，有利于搶抓數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的契機(jī)。

3科創(chuàng)板

鳴鑼開(kāi)市

這是中國(guó)資本市場(chǎng)的歷史性時(shí)刻。7月22日，科創(chuàng)板在上海證券交易所鳴鑼開(kāi)市。中國(guó)資本市場(chǎng)由此向科技創(chuàng)新企業(yè)開(kāi)放大門(mén)。在未來(lái)國(guó)際科技實(shí)力競(jìng)爭(zhēng)中，科創(chuàng)板將成為我國(guó)“硬科技”企業(yè)持續(xù)補(bǔ)充后續(xù)能量的“大糧倉(cāng)”。

科創(chuàng)板作為新設(shè)的增量板塊，重點(diǎn)支持高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。面向新一代信息技術(shù)、新材料、生物和高端裝備制造四大領(lǐng)域。設(shè)立科創(chuàng)板并首次在中國(guó)股票市場(chǎng)引入注冊(cè)制，被普遍認(rèn)為是中國(guó)A股市場(chǎng)設(shè)立以來(lái)，發(fā)行上市制度方面最為重大的變革?？苿?chuàng)板承載著各方對(duì)資本市場(chǎng)在推進(jìn)科技創(chuàng)新及經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展中的殷切期望。

放眼國(guó)際，從美國(guó)資本市場(chǎng)的歷史看，科技產(chǎn)業(yè)的崛起和資本市場(chǎng)的發(fā)展密切相關(guān)。上世紀(jì)70年代，納斯達(dá)克的創(chuàng)建成功對(duì)接了新興行業(yè)的科技創(chuàng)新，而美國(guó)也由此成為超級(jí)大國(guó)。有評(píng)論認(rèn)為，科創(chuàng)板開(kāi)市，將吸引更多風(fēng)險(xiǎn)資本，撬動(dòng)科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為中國(guó)邁向高質(zhì)量發(fā)展注入澎湃動(dòng)力。

4開(kāi)發(fā)出

全球首款

類(lèi)腦芯片

8月1日，清華大學(xué)開(kāi)發(fā)出的全球首款異構(gòu)融合類(lèi)腦計(jì)算芯片登上了《自然》雜志的封面。該芯片結(jié)合了類(lèi)腦計(jì)算和基于計(jì)算機(jī)科學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)，這種融合技術(shù)有望提升各個(gè)系統(tǒng)的能力，促進(jìn)人工通用智能的研究和發(fā)展。原則上，一個(gè)人工通用智能系統(tǒng)可以執(zhí)行人類(lèi)能夠完成的絕大多數(shù)任務(wù)。

發(fā)展人工通用智能的方法主要有兩種：一種是以神經(jīng)科學(xué)為基礎(chǔ)，盡量模擬人類(lèi)大腦;另一種是以計(jì)算機(jī)科學(xué)為導(dǎo)向，讓計(jì)算機(jī)運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法。然而，由于兩套系統(tǒng)使用的平臺(tái)各不相同且互不兼容，極大地限制了人工通用智能的發(fā)展。

新型芯片融合兩條路線，被命名為“天機(jī)芯”。一輛由該芯片驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)駕駛自行車(chē)可實(shí)現(xiàn)自平衡、動(dòng)態(tài)感知、目標(biāo)探測(cè)、跟蹤、自動(dòng)避障、過(guò)障、語(yǔ)音理解、自主決策等功能。展現(xiàn)了未來(lái)的人工智能平臺(tái)的潛力。

5首次驗(yàn)證

遠(yuǎn)距離雙場(chǎng)

量子密鑰分發(fā)

限于通信光纖的損耗和探測(cè)器的噪聲等原因，量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)通常只能在100公里內(nèi)獲得較高成碼率。目前最遠(yuǎn)成碼距離是潘建偉團(tuán)隊(duì)于2016年實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的404公里。

有一種新型的量子密鑰分發(fā)方案——雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)方案，巧妙地利用單光子干涉的特性，讓量子密鑰分發(fā)的成碼率在長(zhǎng)距離也維持較高水平。今年，中科大的潘建偉教授等科學(xué)家在300公里真實(shí)環(huán)境的光纖中完成了雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。成果9月正式發(fā)表。

這種雙場(chǎng)量子密鑰好比雙胞胎攜手將成碼率大大提高，基于“發(fā)送—不發(fā)送”的雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)方案，大大提高了對(duì)相位噪聲的容忍能力和安全性。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下相位劇烈變化的300公里光纖信道上，實(shí)現(xiàn)了雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)。該方案還驗(yàn)證了700公里以上光纖遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)的可行性，有望成為新一代遠(yuǎn)距離城際量子密鑰分發(fā)的基礎(chǔ)。被業(yè)內(nèi)專(zhuān)家評(píng)論為“實(shí)用雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)的重要里程碑”。

6用基因編輯干細(xì)胞

治療艾滋病

一次性治愈艾滋病?曾遙遙無(wú)期的夢(mèng)想，已觸手可及。9月公布的一個(gè)成就是：中國(guó)科學(xué)家基因編輯了人體造血干細(xì)胞，失活CCR5基因，并移植到HIV感染合并急性淋巴細(xì)胞白血病患者體內(nèi)產(chǎn)生效果。這名艾滋病病毒陽(yáng)性的中國(guó)男性手術(shù)后表現(xiàn)良好并觀察了19個(gè)月。雖沒(méi)完全清除艾滋病病毒，但也沒(méi)有出現(xiàn)令人擔(dān)憂(yōu)的誘發(fā)癌癥或遺傳損傷的副作用。

十幾年前，科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇跡：2007年，同時(shí)患有艾滋病和白血病的蒂莫西·雷·布朗接受了骨髓移植手術(shù)，捐贈(zèng)者的細(xì)胞具有阻斷HIV的CCR5突變，布朗因此治愈了他的白血病和艾滋病。復(fù)制“柏林病人”的奇跡是困難的。干細(xì)胞進(jìn)入新環(huán)境其實(shí)很脆弱，患者進(jìn)行了清髓，如果基因編輯后的干細(xì)胞難以存活，患者將有生命危險(xiǎn)。

在先期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，中國(guó)團(tuán)隊(duì)摸索多種條件，建立能進(jìn)行基因編輯的造血干細(xì)胞的預(yù)處理方法，不僅讓它活躍，還不破壞它的多能潛力、穩(wěn)態(tài)和生存能力?；蚓庉嫷腡細(xì)胞體現(xiàn)了更強(qiáng)的抗敵能力，在T細(xì)胞總數(shù)量占比上從2.96%增加到4.39%，相當(dāng)于提高了1.5倍。研究團(tuán)隊(duì)后續(xù)還將繼續(xù)摸索，達(dá)到治愈的目標(biāo)。

7首次解析

非洲豬瘟

病毒結(jié)構(gòu)

非洲豬瘟，生豬養(yǎng)殖戶(hù)的一場(chǎng)噩夢(mèng)。這是由非洲豬瘟病毒引起的一種急性、熱性、高度接觸性動(dòng)物傳染病。豬感染后發(fā)病率和死亡率高達(dá)100%。非洲豬瘟病毒基因類(lèi)型多，免疫逃逸機(jī)制復(fù)雜，可逃避宿主免疫細(xì)胞的清除，目前國(guó)內(nèi)外均缺乏有效疫苗。

10月，《科學(xué)》雜志發(fā)表了中國(guó)學(xué)者解析非洲豬瘟病毒精細(xì)三維結(jié)構(gòu)的論文。這是一種正二十面體的巨大病毒，由基因組、核心殼層、雙層內(nèi)膜、衣殼和外膜5層組成，病毒顆粒包含3萬(wàn)余個(gè)蛋白亞基，組裝成直徑約260納米的球形顆粒。以前“盲人摸象”，如今看到了病毒全貌，疫苗研發(fā)可以更有針對(duì)性。

這是國(guó)際上首次解析非洲豬瘟病毒結(jié)構(gòu)，為揭示非洲豬瘟病毒入侵宿主細(xì)胞以及逃避和對(duì)抗宿主抗病毒免疫的機(jī)制提供了重要線索，為開(kāi)發(fā)效果佳、安全性高的新型非洲豬瘟疫苗奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

870倍太陽(yáng)質(zhì)量

黑洞發(fā)現(xiàn)

遠(yuǎn)超理論預(yù)言上限

2016年初，中國(guó)科學(xué)家開(kāi)始利用LAMOST觀測(cè)了3000多個(gè)雙星天體，其中一顆“走路拉風(fēng)”的B型星引起關(guān)注，并進(jìn)而發(fā)現(xiàn)它的伙伴是一顆黑洞，有70倍太陽(yáng)質(zhì)量，刷新了人類(lèi)對(duì)于恒星級(jí)黑洞質(zhì)量上限的認(rèn)知。

目前恒星演化模型只允許在太陽(yáng)金屬豐度下形成最大為25倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞?，F(xiàn)有理論認(rèn)為，恒星在形成黑洞前，會(huì)吹出星風(fēng)喪失物質(zhì)，因此恒星級(jí)黑洞不會(huì)特別重。最重的恒星，形成的黑洞也就20多個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。之前發(fā)現(xiàn)的黑洞都沒(méi)超過(guò)這個(gè)量級(jí)。LB-1的發(fā)現(xiàn)可能意味著有關(guān)恒星演化形成黑洞的理論將被改寫(xiě)，或者以前某種黑洞形成機(jī)制被忽視。

這顆迄今為止最大質(zhì)量的恒星級(jí)黑洞，標(biāo)志著利用LAMOST巡天優(yōu)勢(shì)搜尋黑洞新時(shí)代的到來(lái)。“光譜之王”才能發(fā)現(xiàn)“黑洞之王”。相信未來(lái)會(huì)有一批平靜態(tài)黑洞現(xiàn)身,揭開(kāi)這個(gè)“黑暗家族”的內(nèi)幕。

9首艘國(guó)產(chǎn)航母

“山東號(hào)”服役

中國(guó)第一艘國(guó)產(chǎn)航空母艦“山東號(hào)”12月17日下午在海南軍港交付海軍，習(xí)近平親自出席交接入列儀式。12月26日，山東號(hào)駛過(guò)臺(tái)灣海峽，一舉一動(dòng)牽動(dòng)著網(wǎng)民的心。

山東號(hào)是中國(guó)自主設(shè)計(jì)、研發(fā)、建造的一艘航空母艦，比起遼寧號(hào)有不少改進(jìn)，型號(hào)為002型，是中國(guó)真正意義上的第一艘國(guó)產(chǎn)航空母艦。

山東號(hào)有三個(gè)足球場(chǎng)長(zhǎng)，使用常規(guī)動(dòng)力推進(jìn)，將搭載殲-15B戰(zhàn)斗機(jī)以及其他型號(hào)艦載機(jī)。固定翼艦載機(jī)將采用滑躍起飛。據(jù)媒體報(bào)道，山東號(hào)可搭載36架殲-15艦載機(jī)，而遼寧號(hào)只能搭載24架。與遼寧號(hào)相比，山東號(hào)略大一點(diǎn)，而艦島尺寸有縮短;甲板設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)優(yōu)化，擴(kuò)大了飛行甲板面積，可停放更多艦載機(jī)。山東號(hào)的滑躍甲板的角度也比遼寧號(hào)低兩度，這樣更加省油。另外，山東號(hào)的內(nèi)部艙室、機(jī)庫(kù)、電子系統(tǒng)、彈藥升降機(jī)、艦載武器等均優(yōu)化了設(shè)計(jì)，提升了戰(zhàn)力。

航母的設(shè)計(jì)制造較為復(fù)雜，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)能力和科技水準(zhǔn)。山東艦順利完成建造、海試，正式交付海軍，說(shuō)明中國(guó)已通過(guò)了設(shè)計(jì)建造航母的畢業(yè)考試。

10長(zhǎng)征五號(hào)火箭

成功復(fù)出

時(shí)隔兩年多，中國(guó)推力最大的新一代運(yùn)載火箭——長(zhǎng)征五號(hào)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“長(zhǎng)五”)再一次發(fā)射，并成功將實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星送入軌道。“長(zhǎng)五”是中國(guó)現(xiàn)役起飛質(zhì)量最大、芯級(jí)直徑最粗、運(yùn)載能力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭，也稱(chēng)“胖五”。它身高57米，箭體直徑達(dá)到5米，起飛重量達(dá)870噸。它的近地軌道最大有效載荷25噸，相當(dāng)于一次將16輛小汽車(chē)送入太空。探月三期、火星探測(cè)、載人空間站……未來(lái)，眾多航天工程的實(shí)施都指望它。

“長(zhǎng)五”使用無(wú)毒無(wú)污染的液氫、液氧和煤油，液氫必須保存在零下253攝氏度的環(huán)境，這也讓“長(zhǎng)五”成為一顆冰箭。發(fā)動(dòng)機(jī)研制不容易，比如薄壁大直徑燃料槽是國(guó)際機(jī)密技術(shù)，焊接工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全靠自己摸索。

“長(zhǎng)五”的制造基地設(shè)于沿海的天津?yàn)I海新區(qū)。由于火車(chē)不便運(yùn)輸“長(zhǎng)五”的大身板，它經(jīng)過(guò)海上運(yùn)輸?shù)竭_(dá)海南文昌——全球?yàn)閿?shù)不多的低緯度火箭發(fā)射場(chǎng)。

2016年11月3日，長(zhǎng)征五號(hào)遙一首飛成功，但經(jīng)歷了發(fā)射前驚心動(dòng)魄的三小時(shí);2017年7月2日，長(zhǎng)征五號(hào)遙二發(fā)射任務(wù)失利。經(jīng)過(guò)兩年多的努力，長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭于12月27日點(diǎn)火升空，一切順利，宣告復(fù)出成功。(記者 陸成寬 高 博)

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