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由中國科學(xué)院、中國工程院主辦，中國科學(xué)院學(xué)部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學(xué)報社承辦，中國科學(xué)院院士和中國工程院院士投票評選的2019年中國十大科技進(jìn)展新聞、世界十大科技進(jìn)展新聞，1月11日在京揭曉。

此項(xiàng)年度評選活動至今已舉辦了26次。

評選結(jié)果經(jīng)新聞媒體廣泛報道后，在社會上產(chǎn)生了強(qiáng)烈反響，使公眾進(jìn)一步了解國內(nèi)外科技發(fā)展的動態(tài)，對宣傳、普及科學(xué)技術(shù)起到了積極作用。

2019年中國十大科技進(jìn)展新聞

1.嫦娥四號實(shí)現(xiàn)人類探測器首次月背軟著陸

2019年1月3日，嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面艾特肯盆地馮?卡門撞擊坑，在“鵲橋”號中繼星的支持下，嫦娥四號著陸器與“玉兔二號”巡視器分別開展了就位探測和巡視勘察。

嫦娥四號在月球背面的工作時長已超過300天，遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)壽命；“玉兔二號”巡視器克服各項(xiàng)障礙，行駛里程也已超過300米，實(shí)現(xiàn)了“雙三百”的突破。

根據(jù)搭載科學(xué)載荷所取得的數(shù)據(jù)，科研團(tuán)隊(duì)重構(gòu)了嫦娥四號月球背面下降軌跡，對著陸點(diǎn)進(jìn)行了精確定位；獲取了著陸區(qū)形貌、構(gòu)造、成分等地質(zhì)信息，發(fā)現(xiàn)以橄欖石和低鈣輝石等礦物組分為主的巖石，并對其來源作出初步判斷，對揭示艾特肯盆地地質(zhì)演化乃至月殼早期演化歷史、月球深部物質(zhì)結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理等科學(xué)問題具有重要價值；另外，在中性原子、月表中子與輻射劑量及低頻射電頻譜等領(lǐng)域獲取了大量數(shù)據(jù)，并取得了初步分析結(jié)果。

2.我國天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今最大恒星級黑洞

2019年11月28日，國際科學(xué)期刊《自然》發(fā)布了中國科學(xué)院國家天文臺劉繼峰、張昊彤研究團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)。

依托我國自主研制的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST），研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一顆迄今為止質(zhì)量最大的恒星級黑洞，并提供了一種利用LAMOST巡天優(yōu)勢尋找黑洞的新方法。

這顆70倍太陽質(zhì)量的黑洞遠(yuǎn)超理論預(yù)言的質(zhì)量上限，顛覆了人們對恒星級黑洞形成的認(rèn)知，有望推動恒星演化和黑洞形成理論的革新。

據(jù)悉，在發(fā)現(xiàn)迄今質(zhì)量最大恒星級黑洞的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)的下一步工作將實(shí)施“黑洞獵手”計(jì)劃，未來5年預(yù)計(jì)發(fā)現(xiàn)并測量近百個黑洞。

3.我國科學(xué)家首次觀測到三維量子霍爾效應(yīng)

霍爾效應(yīng)描述了當(dāng)磁場加載到金屬和半導(dǎo)體上時，電力與磁力之間的一種相互關(guān)系。近140年來，國際科學(xué)界相繼發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)和量子霍爾效應(yīng)。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)喬振華課題組與南方科技大學(xué)張立源課題組等合作，首次在毫米級的碲化鋯（ZrTe₅）塊體單晶體材料中觀測到三維量子霍爾效應(yīng)的明確證據(jù)，并指出該效應(yīng)可能是由于磁場下相互作用產(chǎn)生的電荷密度波誘導(dǎo)的。這一重要研究成果于2019年5月9日在線發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

據(jù)悉，自從1980年發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)后，學(xué)界把注意力集中在二維體系。這次發(fā)現(xiàn)的三維量子霍爾效應(yīng)，補(bǔ)全了霍爾效應(yīng)家族的一個重要拼圖。

4.我國科學(xué)家研制出新型類腦計(jì)算芯片

歷經(jīng)多年努力，我國科學(xué)家研制成功面向人工通用智能的新型類腦計(jì)算芯片——“天機(jī)芯”芯片，而且成功在無人駕駛自行車上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

清華大學(xué)類腦計(jì)算研究中心施路平教授團(tuán)隊(duì)的相關(guān)論文《面向人工通用智能的異構(gòu)“天機(jī)芯”芯片架構(gòu)》，2019年8月1日在國際期刊《自然》雜志以封面文章的形式發(fā)表。

據(jù)悉，“天機(jī)芯”第一代、第二代產(chǎn)品分別于2015年、2017年研制成功。經(jīng)過不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，目前的第二代“天機(jī)芯”具有高速、高性能、低功耗的特點(diǎn)。

未來“天機(jī)芯”的發(fā)展方向，是為人工通用智能的研究提供高能效、高速、靈活的計(jì)算平臺，還可用于多種應(yīng)用開發(fā)，促進(jìn)人工通用智能研究，賦能各行各業(yè)。

5.世界首臺百萬千瓦水電機(jī)組核心部件完工交付

由東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司研發(fā)制造的白鶴灘水電站首臺百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)輪，于2019年1月12日上午在電站工地的轉(zhuǎn)輪廠房正式完工，并較原計(jì)劃提前交付。

這將有力確保白鶴灘水電站在2021年如期實(shí)現(xiàn)首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電的目標(biāo)。

據(jù)悉，百萬千瓦水電機(jī)組是當(dāng)今世界上單機(jī)容量最大機(jī)組，也是中國水電向世界水電“無人區(qū)”發(fā)起的沖刺。整個機(jī)組中最為核心、研制難度最大的部件就是轉(zhuǎn)輪，堪稱機(jī)組的“心臟”。轉(zhuǎn)輪總重達(dá)353噸，經(jīng)過了24道工序，由100余名東電工匠耗時12個月“精雕細(xì)琢”完成。而整個百萬千瓦機(jī)組的設(shè)計(jì)研發(fā)歷時十年之久。

6. “太極一號”在軌測試成功我國空間引力波探測邁出第一步

我國首顆空間引力波探測技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星第一階段在軌測試任務(wù)順利完成。

2019年9月20日，該衛(wèi)星被命名為“太極一號”。在空間可以探測到中低頻段的引力波信號，但由于引力波信號極其微弱，需要突破目前人類精密測量和控制技術(shù)的極限。

中科院科研團(tuán)隊(duì)在不到一年時間里完成了“太極一號”的研制任務(wù)。

第一階段在軌測試結(jié)果表明，激光干涉儀位移測量精度達(dá)到百皮米量級，約為一個原子的大小；引力參考傳感器測量精度達(dá)到重力加速度的百億分之一，相當(dāng)于一只螞蟻推動“太極一號”衛(wèi)星產(chǎn)生的加速度；微推進(jìn)器推力分辨率達(dá)到亞微牛量級，約為一粒芝麻重量的萬分之一。我國空間引力波探測邁出奠基性的第一步。

7.最新研究表明自然界中約24%的材料可能具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2019年2月28日凌晨，來自中科院物理所、南京大學(xué)和美國普林斯頓大學(xué)的3個研究組分別在《自然》雜志發(fā)布了最新相關(guān)研究成果。

他們的研究表明，數(shù)千種已知材料都可能具有拓?fù)湫再|(zhì)，即自然界中大約24%的材料可能具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)洌枋龅氖菐缀螆D形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的性質(zhì)。

當(dāng) “拓?fù)洹边@一數(shù)學(xué)概念被引入物理學(xué)領(lǐng)域后，一方面推動了基礎(chǔ)物理學(xué)研究的發(fā)展，另一方面也促使大量新穎拓?fù)洳牧铣霈F(xiàn)。

8.我國科學(xué)家解析“奇葩”光合物種硅藻捕光新機(jī)制

中國科學(xué)院植物研究所的一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)了自然界“奇葩”光合物種——硅藻如何利用其獨(dú)特結(jié)構(gòu)去高效地捕獲、利用光能。北京時間2019年2月8日，知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》以長文形式在線發(fā)表了這一成果。

基于該研究，科學(xué)家未來有望設(shè)計(jì)出可以高效“捕光”的新型作物。中科院植物所的沈建仁和匡廷云研究團(tuán)隊(duì)解析了硅藻的主要捕光天線蛋白高分辨率結(jié)構(gòu)，這是硅藻的首個光合膜蛋白結(jié)構(gòu)解析研究工作，為研究硅藻的光能捕獲、利用和光保護(hù)機(jī)制提供了重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

9.我國自主研發(fā)臨床全數(shù)字PET/CT裝備獲準(zhǔn)進(jìn)入市場

華中科技大學(xué)謝慶國教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明的全數(shù)字PET/CT，已于2019年5月31日通過國家藥品監(jiān)督管理局注冊審批，獲得市場準(zhǔn)入和對外銷售資質(zhì)。這意味著國產(chǎn)全數(shù)字PET打破國際技術(shù)壟斷，我國高端醫(yī)療儀器開發(fā)取得重大突破。

PET是正電子發(fā)射斷層成像的簡稱，是繼超聲、CT和核磁共振之后當(dāng)今的尖端醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，在惡性腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病等重大疾病早期診斷、療效評估、病理研究等方面，具有極大應(yīng)用價值。

10.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)16萬年前丹尼索瓦人下頜骨化石

我國科學(xué)家聯(lián)合多名境內(nèi)外研究人員在2019年5月2日的《自然》雜志上發(fā)表文章稱，在海拔3280米的青藏高原東北部甘肅省夏河縣白石崖溶洞，發(fā)現(xiàn)的一件人類下頜骨化石經(jīng)鑒定為丹尼索瓦人下頜骨化石。

這一研究成果將青藏高原史前人類最早活動時間，由距今4萬年推早至距今16萬年，整整向前推進(jìn)了12萬年。

由中國科學(xué)院青藏高原研究所陳發(fā)虎院士、蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院張東菊副教授和德國馬普學(xué)會進(jìn)化人類學(xué)研究所Jean-Jacques Hublin教授等帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，對化石發(fā)現(xiàn)地及其周邊地區(qū)進(jìn)行了近十年的系統(tǒng)考古調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了大批可能與該化石共存的文化遺存，為深入研究丹尼索瓦人的文化內(nèi)涵、行為特征和高海拔環(huán)境適應(yīng)策略等提供了關(guān)鍵信息。

2019年世界十大科技進(jìn)展新聞

1.人類首次“看到”了黑洞

數(shù)百名科研人員參與合作的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目于2019年4月10日在全球多地同時召開新聞發(fā)布會，發(fā)布他們拍到的第一張黑洞照片。

照片“主角”是室女座超巨橢圓星系M87中心的超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量是太陽的65億倍，距離地球大約5500萬光年。

照片展示了一個中心為黑色的明亮環(huán)狀結(jié)構(gòu)，看上去有點(diǎn)像甜甜圈，其黑色部分是黑洞投下的“陰影”，明亮部分是繞黑洞高速旋轉(zhuǎn)的吸積盤。

照片給出黑洞這一極端天體存在的最直接證據(jù)，驗(yàn)證了廣義相對論，也將幫助回答星系中的壯觀噴流如何產(chǎn)生并影響星系演化等諸多前沿問題。

2.DNA顯微鏡研制成功

美國霍華德－休斯醫(yī)學(xué)研究所和布羅德研究所共同開發(fā)出“DNA顯微鏡”，這是一種全新的細(xì)胞可視化技術(shù)，利用化學(xué)手段獲取細(xì)胞內(nèi)部信息，繪制的圖像反映出細(xì)胞內(nèi)生物分子的基因序列和相對位置的情況。

該項(xiàng)研究發(fā)表在2019年6月20日出版的《細(xì)胞》雜志上。

據(jù)悉，DNA顯微鏡可以做一些光學(xué)顯微鏡做不到的事情。例如，光學(xué)顯微鏡往往無法區(qū)分DNA存在差異的細(xì)胞，例如免疫細(xì)胞，而通過識別能夠攻擊腫瘤的免疫細(xì)胞，DNA顯微鏡則可以幫助改善某些癌癥的治療。

3.隼鳥2號首次降落小行星“龍宮”并采樣

日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)于2019年2月22日表示，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)判斷，日本當(dāng)?shù)貢r間7時48分（北京時間6時48分），小行星探測器隼鳥2號成功降落在小行星“龍宮”上并采集樣本，經(jīng)短暫停留后再次升空。

據(jù)悉，隼鳥2號于2014年12月從日本鹿兒島縣種子島宇宙中心發(fā)射升空，經(jīng)過約3年半的太空之旅，2018年6月27日抵達(dá)小行星“龍宮”附近。它預(yù)定在“龍宮”附近逗留約1年半，2020年底返回地球。

4.谷歌研究人員宣布成功演示“量子優(yōu)勢”

“量子優(yōu)勢”被用于描述量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，指量子計(jì)算機(jī)能解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在合理時間范圍內(nèi)無法解決的一些特殊問題。

要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要克服很多挑戰(zhàn)，在產(chǎn)生較大計(jì)算空間的同時要保證較低錯誤率，以及設(shè)計(jì)一種傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以處理但量子計(jì)算機(jī)可以輕松完成的基準(zhǔn)測試。

谷歌公司研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)于2019年10月23日在英國《自然》雜志發(fā)表論文稱已成功演示了“量子優(yōu)勢”，讓量子系統(tǒng)花費(fèi)約200秒完成了傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)在幾天之內(nèi)才能完成的任務(wù)。

5.科學(xué)家合成世界首個含18個碳原子的純碳環(huán)

2019年8月15日，《科學(xué)》雜志發(fā)表了牛津大學(xué)化學(xué)系與 IBM 蘇黎世研究實(shí)驗(yàn)室合作的一項(xiàng)成果，他們合成了世界上第一個完全由碳原子構(gòu)成的環(huán)狀分子——C₁₈，其中的18個碳原子通過交替的單鍵和叁鍵連接而成，早期研究發(fā)現(xiàn)C₁₈環(huán)分子具有半導(dǎo)體特性，這意味著類似的碳直鏈結(jié)構(gòu)可能成為分子級別的電子元件。

研究團(tuán)隊(duì)下一步將對得到的C₁₈分子繼續(xù)進(jìn)行包括穩(wěn)定性在內(nèi)的基礎(chǔ)性質(zhì)研究。

6.新型人造DNA結(jié)構(gòu) 信息密度可加倍

脫氧核糖核酸（DNA）中存儲著遺傳代碼，它由4種核苷酸組成，以4個不同字母表示。美國研究人員最新合成出一種由8個字母組成的新型DNA結(jié)構(gòu)，信息存儲密度加倍，未來有望應(yīng)用于合成生物等領(lǐng)域。

美國應(yīng)用分子進(jìn)化基金會史蒂文?本納領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)在2019年2月《科學(xué)》雜志上發(fā)表報告說，他們合成的新型DNA分子系統(tǒng)與天然DNA最大的不同是，它擁有8個而非4個生命信息組分。

除了包含腺嘌呤等4種天然核苷酸，同時還包含另外4種結(jié)構(gòu)相似的人造信息單元，它們共同構(gòu)成了雙螺旋結(jié)構(gòu)，能夠存儲和傳遞信息。

7.人體生理年齡首次成功逆轉(zhuǎn)

一項(xiàng)在美國加利福尼亞州進(jìn)行的小型臨床研究首次表明，逆轉(zhuǎn)人體的表觀遺傳生物鐘是可能的。表觀遺傳生物鐘可用來測量一個人的生理年齡。

在為期1年的時間里，9名健康志愿者服用了3種常見藥物——生長激素和兩種糖尿病藥物。通過分析人體基因組的標(biāo)記，研究人員發(fā)現(xiàn)，這些受試者的平均生理年齡減少了2.5歲。

與此同時，這些受試者的免疫系統(tǒng)也顯示出恢復(fù)活力的跡象。該研究結(jié)果于2019年9月5日發(fā)表在《老化細(xì)胞》雜志上。

8.艾滋病治療奇跡再現(xiàn) “倫敦病人”或被治愈

據(jù)英國《自然》雜志2019年3月5日發(fā)表的一篇論文，一名被稱為“倫敦病人”的艾滋病患者，經(jīng)干細(xì)胞移植治療后已18個月未檢測到艾滋病病毒。

他可能成為繼“柏林病人”之后艾滋病被治愈的第二人，但專家們謹(jǐn)慎認(rèn)為療效尚需持續(xù)監(jiān)測。為治療癌癥，兩位患者還分別接受了放療和化療，這可能也有助于消滅艾滋病病毒。不過，放療和化療均有副作用。

與“柏林病人”接受全身放療相比，“倫敦病人”接受了相對溫和的化療。研究人員認(rèn)為，“倫敦病人”的經(jīng)驗(yàn)可能更好推廣。

9.科學(xué)家培養(yǎng)新型大腸桿菌能以二氧化碳為食

北京時間2019年11月28日，在發(fā)表于《細(xì)胞》的一篇新研究中，以色列魏茨曼科學(xué)研究所的科學(xué)家們改造了一種通常以單糖為食的細(xì)菌，使其可以像植物一樣通過吸收二氧化碳來構(gòu)建細(xì)胞。

據(jù)悉，研究人員向大腸桿菌基因中添加一種轉(zhuǎn)化二氧化碳的酶，并去除了用于代謝糖的其它酶，最終成功改變了它們賴以生存的“食物”來源。為了證明它們真的不需要糖來維持生存，科學(xué)家們把這些細(xì)菌放在實(shí)驗(yàn)室里200天。

當(dāng)再次對這些細(xì)菌進(jìn)行研究時，研究人員發(fā)現(xiàn)它們已經(jīng)成功地"進(jìn)化"了，而且能夠在不需要糖的情況下生長。這一成果為利用工程細(xì)菌將我們視為廢物的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為燃料、食品或其他感興趣的化合物開辟了令人振奮的新前景。

10.全球首支埃博拉疫苗獲歐盟批準(zhǔn)上市