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2018年國內十大科技新聞解讀

2018-12-29 09:07來源﹕科技日報

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  原標題﹕2018年國內十大科技新聞解讀

  嫦娥四號

  12月8日﹐嫦娥四號探測器搭乘長征三號乙運載火箭順利上天。它將前往月球永遠背對地球的那一面。

  8月23日﹐中國散裂中子源項目通過國家驗收﹐正式投入運行。它好比一個大顯微鏡﹐方便我們觀察世間萬物。

  “卡脖子”

  4月16日﹐美國商務部發佈對中興通訊出口權限禁令﹐“卡脖子”技術受到高度關注。

  港珠澳大橋

  10月23日﹐港珠澳大橋開通﹐這是建築史上里程最長﹑投資最多﹑施工難度最大的跨海大橋。

  體細胞克隆猴

  1月﹐中科院上海神經科學所利用體細胞核移植技術﹐在國際上首次培育出體細胞克隆猴“中中”“華華”。

  2018﹐令人喜悅﹐令人驚訝。一連串科技新聞史的高光時刻﹐我們與您見證和分享。

  國之大事﹐首重科技。今年科技日報評出的國內十大科技新聞﹐較往屆視角更為全面﹐不僅涵蓋各類學科的重大突破﹐還包括象徵中國實力的工程成就﹐以及被科技界廣泛關注的負面事件。儘管難免遺珠之憾﹐但我們相信﹐今後若干年再回首﹐會發現這些新聞具備最深遠的影響力。

  1 首隻體細胞克隆猴誕生

  本世紀初﹐美國匹茲堡大學的一位科學家曾經預言﹐用體細胞克隆非人靈長類動物的理想是不可能實現的。

  事實上﹐自1997年克隆羊“多莉”誕生後﹐馬﹑牛﹑豬﹑駱駝等許多哺乳類動物的體細胞克隆也相繼成功﹐但與人類相近的靈長類動物的體細胞克隆一直沒有解決。沒有克隆猴﹐就很難建立模擬人類疾病的動物模型。

  直到2018年1月﹐中科院上海神經科學所宣佈﹐他們利用體細胞核移植技術﹐在國際上首次實現非人靈長類動物的體細胞克隆﹐培育出兩隻克隆猴“中中”“華華”。

  研究者們選擇了猴胎兒的成纖維細胞作為需要移植的體細胞核﹐去除卵細胞的細胞核之後﹐將取出的體細胞核注入卵細胞內﹐這樣的卵細胞就會受到體細胞核內信息的指示﹐產生和體細胞具有一模一樣遺傳信息的下一代。

  體細胞克隆猴的成功﹐將推動我國率先發展出基於非人靈長類疾病動物模型的全新醫藥研發產業鏈﹐促進針對阿爾茨海默病﹑自閉症等腦疾病﹐以及免疫缺陷﹑腫瘤﹑代謝性疾病的新藥研發進程。

  2 國務院部署全面加強基礎科研

  有了基礎研究固本強基﹐才能有科技創新的持續前行。基礎研究是創新之源﹐是一個國家科技實力的體現。今年2月﹐國務院印發《關於全面加強基礎科學研究的若干意見》(簡稱《意見》)﹐對全面加強基礎科學研究作出部署。

  我國的基礎研究已處於從量的積累向質的飛躍﹐從點的突破向系統能力提昇的重要時期。在看到這些成績的同時﹐不能忽視的是﹐與建設世界科技強國的目標相比﹐從整個科技創新的鏈條來看﹐基礎研究依然是短板。基礎研究短板具體體現為重大原創性成果缺乏﹑頂尖基礎研究人才和團隊較匱乏﹑投入總體不足﹑環境待優化四方面的問題。

  針對制約基礎研究發展的問題﹐《意見》從五個方面提出了20條重點任務﹐明確了我國基礎科學研究三步走的發展目標。

  有科研人員評價認為﹐《意見》立意高深﹑放眼長遠﹑腳踏實地﹐它的出臺如一陣春風﹐將讓我國基礎研究發展迎來黃金發展期。

  3 中興事件引發對“卡脖子”技術高度關注

  這一年﹐中興通訊以一種特殊的方式普及了芯片及相關技術。

  4月16日﹐美國商務部發佈對中興通訊出口權限禁令﹐要求美國企業7年之內禁止以直接或間接的方式向中興通訊出售零部件﹑商品﹑軟件和技術。網絡上對此次事件有兩種態度﹐一種認為中興通訊被懲罰是它失信在先的必然結果﹔另一種認為中興通訊祗是中美貿易衝突的一個犧牲品。但一個共識是﹐以芯片為代表的我國高新技術領域核心技術的缺失是不容忽視的事實。中興通訊是中國具有代表性的科技企業﹐但在芯片﹑操作系統等核心配件和關鍵技術的供給方面﹐卻非常依賴美國公司﹐因此這紙禁令讓中興通訊在經營上迅速陷入困境。

  美國商務部的禁令與中興通訊的困境﹐在全球引起了強烈關注﹐也引起國內的深刻反思﹕在供應鏈全球化的今天﹐如何實現中國科技企業在核心﹑關鍵﹑基礎技術上自主可控﹖如何進一步提高中國企業的創新能力﹖這些問題成為全社會關注的焦點﹐也將成為中國在科技創新上的催化劑﹐推動中國科技產業走入新的歷程。

  在喧嘩的輿論中﹐《科技日報》及時策劃推出的一組“是什麼卡了我們的脖子”系列報道﹐梳理了我國新藥創製﹑人工智能﹑集成電路等多個領域中的核心技術發展存在的問題﹐以及探討解決之道。這組側重客觀分析﹑理性思考的報道引發公眾極大關注。

  4 首次人工創建單染色體生物

  釀酒酵母大家都不陌生﹐我們日常做啤酒做麵包都離不開它﹐它本來有16條染色體﹐可你見過祗有單條染色體的釀酒酵母嗎﹖

  中科院植物生理生態研究所在國際上首次人工創建了單條染色體的真核細胞。這是合成生物學領域具有里程碑意義的突破﹐打開了“改造”生命的大門。

  2010年﹐美國科學家J. Craig Venter團隊在《科學》上報道了世界上首個“人造生命”──含有全人工化學合成的與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體﹐引起轟動。而這一次﹐以覃重軍研究組為主的研究團隊完成了將單細胞真核生物釀酒酵母天然的16條染色體人工創建為具有完整功能的單條染色體。這意味著﹐天然複雜的生命體系可以通過人工干預變得簡約﹐自然生命的界限可以被人為打破﹐甚至可以人工創造全新的自然界不存在的生命。

  該研究成果是通過經典分子生物學“假設驅動”與合成生物學“工程化研究模式”來探索解析生命起源與進化中重大基礎科學問題的一個新範例。對天然複雜的酵母染色體實施人工改造﹐賦予其全新的簡約化形式﹐這是繼原核細菌“人造生命”之後的一個重大突破。

  單染色體酵母的“誕生”﹐意味著中國學者再一次利用合成科學策略﹐回答生命科學領域一個重大的基礎問題﹐即建立原核生物與真核生物之間基因組進化的橋樑﹐為人類對生命本質的研究開闢了新方向。

  5 科研誠信事件頻發呼喚科學精神

  8月15日﹐國產瀏覽器公司紅芯宣佈基於自主可控的瀏覽器核心技術完成2.5億元融資。當天下午有網友發佈“解壓紅芯瀏覽器執行文件”的動圖﹐顯示多次解壓後的文件有“Chrome”(谷歌瀏覽器)字樣﹐認為紅芯祗是一個“換膚版”瀏覽器﹐並非自主創新﹐引起網絡熱議。

  河北科技大學8月31日在其官方網站刊發《學校公佈韓春雨團隊撤稿論文的調查和處理結果》﹐沸沸揚揚持續兩年多的“韓春雨論文”事件塵埃落定。

  今年10月﹐南京大學社會學院教授梁瑩涉嫌學術不端﹑百餘篇之前發表的論文莫名被撤事件﹐引起學界關注。30多歲的長江學者獎勵計劃女教授梁瑩﹐在過去的學術生涯中發表近130篇論文﹐那些所謂的論文﹐卻早已經被刪掉或者查不到。因為這些文章被發現涉嫌抄襲﹑一稿多投等問題而被梁瑩自己要求撤掉。

  一系列事件警醒我們﹐科研誠信建設還有很長的路要走。無論是不尊重自己的署名﹐以論文來謀取各種頭銜和榮譽﹐還是將別人的核心技術拿來改頭換面偽裝成自己的自主創新﹐追根到底都是對科學和事實的不尊重﹐是違背科學精神的行為。

  激濁方能揚清。在全面推進高質量發展的新時代﹐當科技創新成為發展的引擎﹐我們必須以更寬闊的視野發現問題﹑總結經驗﹐培育和弘揚科學精神﹐推進科研誠信制度化建設。

  6 “超級顯微鏡”中國散裂中子源投入運行

  8月23日﹐中國散裂中子源項目通過國家驗收﹐正式投入運行。它好比一個大顯微鏡﹐方便我們觀察世間萬物。

  光穿過透明的樣品﹐可帶出樣品內部的信息﹔同樣﹐中子流也可以穿透目標﹐帶出信息。中子不帶電﹐不與電子和質子作用﹐所以即使材料很厚﹐中子也能輕鬆穿透。

  一開始﹐人們用核反應堆生產中子﹐但核反應速度不能太快。散裂中子源應運而生。它用電磁場加速質子﹐像炮彈一樣狠狠砸向鎢﹑汞等重金屬原子核。巨大的原子核就“散裂”出一些自由的中子。

  散裂中子源還可以觀察高鐵輪子是否質量過關──它能透視零件內部的應力是否釋放。中子源還能實時觀察飛機發動機怎樣疲勞受損的﹐以便改進設計。

  散裂中子源對中國探索前沿科學問題﹑攻克核心技術﹑解決“卡脖子”問題有重要意義。目前祗有美﹑日﹑中﹑英擁有該技術。

  中國散裂中子源是我國“十一五”期間重點建設的十二大科學裝置之首。它總投資23億元﹐包括一臺直線加速器﹑一臺快循環同步加速器﹑一個靶站﹐以及一期建設的三臺不同類型的中子譜儀。

  中國散裂中子源的國產化率超過90%﹐它的製造直接拉升了中國在磁鐵﹑電源﹑探測器和電子學方面的水準。

  7 港珠澳大橋開通創多項工程紀錄

  很少有一座橋的開通如此吸引全國的注視﹐很多人只為去橋上看看﹐專門安排一趟行程。

  它就是建築史上里程最長﹑投資最多﹑施工難度最大的跨海大橋──港珠澳大橋。它創造了一連串世界紀錄﹕

  全長55公里﹕世界最長跨海大橋。

  15公里的全鋼結構鋼箱樑﹕世界最長鋼鐵大橋。鋼材用量相當於60座埃菲爾鐵塔。

  海底沉管隧道全長6.7公里﹕世界最長海底隧道。

  沉管隧道每節長180米﹐重約8萬噸﹕世界最大沉管隧道。

  隧道最深處在海平面以下48米﹐也是世界紀錄……

  跨越伶仃洋的港珠澳大橋﹐東接香港﹐西接珠海和澳門﹐總長約55公里﹐它集橋﹑島﹑隧於一體﹐從設計到建設前後歷時14年﹐攻克一系列難題。比如大橋設計東西兩個人工島﹐用海底沉管隧道連接。隧道由33個巨型沉管組成。沉管在海平面以下13米至48米無人對接﹐誤差控制在2厘米內﹐精准程度史無前例。

  一連串極限施工保證了設計實現﹕世界最大起重船﹐單臂固定起弔1.2萬噸﹔全世界最大深水碎石整平裝備﹐全自動化鋪設碎石基床﹔世界首創的深插鋼圓筒快速筑島﹐221天成島……

  港珠澳大橋的設計壽命長達120年﹐打破了國內大橋的“百年壽命慣例”。鋼管樁確保在海泥中120年不損壞﹐是一個工程奇跡。它還能抗8級地震﹐16級颱風。今年幾次超強颱風絲毫未撼動它。

  另外﹐港珠澳大橋是“積木”搭出來的。工廠預制橋墩﹑橋面﹑鋼箱樑和鋼管樁﹐風平浪靜時現場組裝﹐首次在如此大工程實現這一模式。

  8 首例哺乳動物“雄雄生子”

  昆蟲﹑魚類﹑爬行類和鳥類都有“單性生殖”的例子。哺乳動物卻做不到。然而﹐人類打破了自然的藩籬。中國科學家10月發表論文說﹐他們成功培育出了雙親都是雌性或雄性的小鼠﹐其中“雙母親”小鼠健康生長到成年﹐還能繁育下一代。而“雙父親”小鼠則是世界首例。

  哺乳動物的精子和卵子中﹐大約100個基因是“印記”基因﹐當精卵合一﹐印記基因僅有一份激活﹐另一份沉默。所以單性生殖會讓一部分必要基因失去活性﹐胚胎無法發育。

  2004年﹐日本科學家曾敲除未成熟卵子中的印記基因培育出“雙母親”小鼠﹐叫“輝月姬”。但400多個胚胎只誕生10只幼崽﹐其中祗有一隻長大。

  此次﹐中科院動物所用CRISPR技術﹐敲除了雌鼠單倍體胚胎幹細胞的3個印記較多的基因區域(這種幹細胞的印記本來就少﹔它像生殖細胞一樣只含一套染色體﹐但可以分裂和分化)﹐將其注入另一雌鼠的卵細胞前體﹐再誘導胚胎發育﹐最終從210個胚胎中培育出29只健康小鼠。

  用同類方法﹐動物所還培育出12只“雙父親”小鼠﹕敲除雄性小鼠單倍體胚胎幹細胞的7個基因印記﹐將它與另一隻雄性小鼠的精子注入移除了細胞核的卵細胞中﹐再找一隻雌性小鼠代孕。但“雙父親”小鼠出生後僅存活48小時。

  一位國際同行評論說﹕“在哺乳動物身上還可以有這樣的操作﹐真的超出了我們的想象。”

  9 基因編輯嬰兒引爭議

  從來沒有一項醫學實驗如此吸引公眾的關注和憂慮。11月26日﹐南方科技大學副教授賀建奎公佈﹕一對基因經過修改的雙胞胎已誕生﹐基因編輯旨在使她們天然抵抗艾滋病。

  賀建奎是在第二屆人類基因組編輯國際峰會前夕發表這個消息的﹐立即成為眾矢之的。世界各大媒體包圍了這次學術會議。賀建奎在會上為自己辯護﹐但幾乎所有與會者都反對他的魯莽行為。

  人類基因組編輯國際峰會組委會發表聲明﹕這一項目的醫療指示不足﹑研究方案設計不當﹑不符合保護研究對象福利的道德標準﹐同時﹐臨床程序的開發﹑審查和實施均不透明。臨床實踐的科學理解和技術要求仍太不確定﹐風險太大﹐目前不應允許生殖細胞編輯的臨床試驗。

  有評論認為﹐賀建奎的基因改造得不償失﹐毫無必要﹔也有人認為﹐他的基因編輯並不成功﹐沒有消除“脫靶”的風險。此外﹐倫理問題是賀建奎無法迴避的軟肋。

  對賀建奎最猛烈的批評﹐來自于中國同行。多位生命科學領域專家表示震驚和憤怒。消息公佈當天﹐122位中國同行聯署聲明說﹕呼籲相關監管部門及相關研究單位迅速立法﹐嚴格監管﹐並對此事件全面調查。他們表示﹕潘多拉魔盒已經打開﹐應該在不可挽回前關上它。

  不久前﹐《自然》評出2018年十大科學人物﹐賀建奎是其中之一。他被稱作“CRISPR無賴”。

  10 嫦娥四號探訪月背

  全世界的航天人都盯著嫦娥四號﹐它的閃光燈將首次照亮月球的黑暗面。

  12月8日凌晨﹐嫦娥四號探測器搭乘長征三號乙運載火箭順利上天。110小時後﹐到達月球附近的嫦娥四號﹐接到航天飛行控制中心的指令﹐在距月面129公里處成功實施7500牛發動機點火。約5分鐘後﹐發動機正常關機。根據實時遙測數據﹐嫦娥四號探測器順利進入近月點約100公里的環月軌道﹐近月制動成功。

  所謂近月制動﹐就是讓航天器減速﹐使其被月球引力捕獲。精准“剎車”是嫦娥四號任務的一大難關。月球逃逸速度約為每秒2.38公里﹐如航天器比這個速度快﹐就會與月球失之交臂。

  嫦娥四號由著陸器和月球車組成。它將前往月球永遠背對地球的那一面。此前還從來沒有航天器在那裡軟著陸過。

  2018年5月﹐中國已經發射了“鵲橋”衛星﹐它是給嫦娥四號充當通信中繼的。由於月球會阻擋地球發來的無線電信號﹐祗有“鵲橋”才能架起數據橋﹐繞過阻礙。嫦娥四號目前已經跟鵲橋建立聯繫。鵲橋的成功也顯示中國掌握了這一空間通信技術。

  有報道稱﹐嫦娥四號的目的地曾經懸而未決﹐一種看法認為應該降落在月球正面﹐減少風險﹔而嫦娥衛星系列總指揮葉培建則堅持應該落在月球背面﹐以探索新知。

  嫦娥三號相當於是在華北平原著陸﹐嫦娥四號則相當於在雲貴山區著陸﹐前者弧線降落﹐後者近乎垂直降落。嫦娥四號會揭示月球背面的土壤和輻射﹐還將利用純淨電磁環境觀測宇宙射電。

  有趣的是﹐嫦娥四號還攜帶了一個密閉的罐子──內有馬鈴薯種子﹑擬南芥種子﹑蠶卵﹑土壤﹑水﹑營養液和空氣﹐它將驗證生物能不能在月球表面活下來﹐為中國將來在月球種菜做準備。當然﹐嫦娥四號首先得成功降落。(高博 操秀英)

[責編﹕武玥彤]

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