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十大科技进展新闻出炉!网友看呆:求个课代表

2021年1月20日,由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2020年中国十大科技进展新闻(the top 10 news stories of scientific and technological progress)在京揭晓。该评选是由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,腾讯集团发展研究办公室协办。

 

此项年度评选活动至今已举办了27次。评选结果经新闻媒体广泛报道后,在社会上产生了强烈反响,使公众进一步了解国内外科技发展的动态,对普及科学技术起到了积极作用。

 

01 嫦娥五号完成我国首次地外天体采样返回之旅

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嫦娥五号着陆器和上升器组合体着陆后全景相机环拍成像。国家航天局供图

11月24日4时30分,我国成功发射探月工程嫦娥五号探测器,12月1日晚间成功着陆在预选着陆区。完成月壤取样后,嫦娥五号上升器于12月3日从月面起飞,嫦娥五号返回器于12月17日1时59分在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。

 

Chang'e 5's mission is the most complex and technologically-advanced space project in China. It is of great significance to the country in upgrading space technology, improving the lunar exploration system and carrying out lunar scientific research, as well as organizing lunar and interplanetary exploration missions that will follow.

嫦娥五号任务作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,对于我国提升航天技术水平、完善探月工程体系、开展月球科学研究、组织后续月球及星际探测任务,具有承前启后、里程碑式的重要意义。

 

02 北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功

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北斗三号最后一颗全球组网卫星发射 胡煦劼摄

6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。

 

至此,北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。

 

China successfully launched the 55th satellite of the BeiDou Navigation Satellite System, the last of the BDS-3 system, by using a Long March 3B rocket from the Xichang Satellite Launch Center in Southwest China's Sichuan province.

 

此次发射的北斗导航卫星和配套运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司所属的中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院抓总研制,中国科学院微小卫星创新研究院等多家科研院所全方位参与了研制建设。

 

03 我国无人潜水器和载人潜水器均取得新突破

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“海斗一号”。中科院沈阳自动化研究所供图

6月8日,由中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器搭乘"探索一号"科考船海试归来。在此航次中,“海斗一号”在马里亚纳海沟实现近海底自主航行探测和坐底作业,最大下潜深度10907米,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。

 

Unmanned submersible Haidou-1, developed by the Shenyang Institute of Automation of CAS, returned from sea trials aboard the scientific research vessel Exploration 1 on June 8. During this voyage, Haidou-1 set a new record by submerging 10,907 meters under the Pacific Ocean's surface at the Mariana Trench, the deepest area in the world.

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“奋斗者”号。中船702所供图

11月28日,由中国船舶集团有限公司第七〇二研究所牵头总体设计和集成建造、中国科学院深海科学与工程研究所等多家科研机构联合研发的“奋斗者”号全海深载人潜水器随“探索一号”科考船返航。

 

此次“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909米的中国载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。

 

此外,还有助于科学家了解深渊海底生物、矿藏、海山火山岩的物质组成和成因,以及深海海沟在调节气候方面的作用。

 

During this expedition, Fendouzhe set a national diving record of 10,909 meters in the Mariana Trench, marking the fact China has achieved a leading position in the world in the field of manned deep diving. It also will help scientists understand the composition and evolution of organisms in the abyssal seabed, mineral deposits and seamount volcanic rocks, as well as the role of deep-sea trenches in monitoring the climate.

 

04 我国率先实现水平井钻采深海可燃冰

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蓝鲸II号平台。中国地质调查局供图

3月26日,自然资源部召开了我国海域天然气水合物第二轮试采成果汇报视频会,会议透露,此轮试采日前取得成功,并超额完成目标任务。

 

天然气水合物通常称为可燃冰。在水深1225米的南海神狐海域的试采创造了“产气总量86.14万立方米、日均产气量2.87万立方米”两项新世界纪录。

 

On March 26, the Ministry of Natural Resources announced that China had extracted a record amount of flammable ice during the second trial exploration in the South China Sea, with about 28,700 cubic meters collected per day and a total of 861,400 cubic meters extracted.

 

此次试采攻克了深海浅软地层水平井钻采核心技术,实现了从探索性试采向试验性试采的重大跨越,在产业化进程中取得标志性成果。我国也成为全球首个采用水平井钻采技术试采海域天然气水合物的国家(the first country in the world to adopt the horizontal well-drilling technique to trial mining gas hydrates in the sea)。

 

05 科学家找到小麦“癌症”克星

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受赤霉病侵染的小麦

小麦赤霉病,是世界范围内极具毁灭性且防治困难的真菌病害,有小麦“癌症”之称。

 

山东农业大学农学院教授、山东省现代农业产业技术体系小麦创新团队首席专家孔令让及其团队从小麦近缘植物长穗偃麦草中首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7,且成功将其转移至小麦品种中,首次明确并验证了其在小麦抗病育种中不仅具有稳定的赤霉病抗性,而且具有广谱的解毒功能。

 

Fusarium head blight is a fungal disease that devastates wheat production and is difficult to control worldwide, and is known as the "cancer" of wheat. Kong Lingrang, a professor from Shandong Agricultural University, led his team to clone for the first time the gene Fhb7 from a wheat relative. The gene was proved effective in resisting the disease and was successfully transferred into wheat varieties.

 

目前,已有30多家单位利用抗赤霉病的种质材料进行小麦抗赤霉病遗传改良,并在山东、河南、江苏、安徽等地进行广泛试验,结果表现良好。上述成果为解锁赤霉病这一世界性难题找到了“金钥匙”。

 

06 科学家达到“量子计算优越性”里程碑

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光量子干涉实物图:左下方为输入光学部分,右下方为锁相光路,上方共输出100个光学模式,分别通过低损耗单模光纤与100超导单光子探测器连接。中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队/供图

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等与中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心的研究人员合作,构建了光量子计算原型机“九章”,使得我国成功达到量子计算研究的首个里程碑——量子计算优越性,指的是量子计算机在任何可行的时间内能解决传统超级计算机无法解决的问题。

 

Pan Jianwei and Lu Chaoyang, professors at the University of Science and Technology of China in East China's Anhui province, in collaboration with researchers from the Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology, CAS, have created a light-based quantum computer called Jiuzhang.

 

The machine enabled China to reach its first milestone in quantum computing research that can demonstrate quantum supremacy, or quantum advantage, meaning the device can solve a problem no traditional supercomputer can tackle in any feasible amount of time.

 

这是人类第二次达到这一里程碑,此前谷歌在去年宣布其53比特量子计算原型机实现了这样的突破。不过,“九章”使用了一种操纵76个光子的新方法来进行计算,因此也是世界首台光量子计算原型机。

 

07 科学家重现地球3亿多年生物多样性变化历史

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团队开发的超算系统Conop

 

生命起源与演化是世界十大科学之谜之一。

 

南京大学樊隽轩教授、沈树忠院士等自建大型数据库,自主研发人工智能算法,利用“天河二号”超算取得突破,获得了全球第一条高精度的古生代3亿多年的海洋生物多样性变化曲线,其分辨率较国际同类研究提高400倍。

 

Fan Junxuan and Shen Shuzhong, a professor and an academician, respectively, at Nanjing University in East China's Jiangsu province, built their own database, developed artificial intelligence algorithms and used the Tianhe II supercomputer to make the breakthrough, producing the world's first high-precision curve demonstrating the change of marine biodiversity over the 300 million years of the Paleozoic Era, with a resolution 400 times higher than similar international studies.

 

新曲线精确刻画出地质历史中多次重大生物灭绝和辐射事件及其与环境变化的关系。成果于1月17日以研究长文形式发表于《科学》。

 

08 我国最高参数“人造太阳”建成

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中国环流器二号M装置。中核集团核工业西南物理研究院供图

我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”(HL-2M)12月4日在成都正式建成放电,标志我国正式跨入全球可控核聚变研究前列,HL-2M将进一步加快人类探索未来能源的步伐。

 

The new generation of China's "artificial sun", known as HL-2M Tokamak, a nuclear fusion installation, realized its first plasma discharge on Dec 4 in Chengdu, Southwest China's Sichuan province. It will help further development of humanity's quest for the future of energy.

 

该项目由中核集团核工业西南物理研究院自主设计建造。该仪器设计复制了以氢气和氘气为燃料在太阳中发生的自然反应,将通过受控核聚变提供清洁能源。据悉,该装置是目前国内规模最大、参数最高的先进托卡马克装置。

 

The project was designed and built independently by the Southwest Institute of Physics of the Nuclear Industry of the China National Nuclear Corporation. Designed to replicate the natural reactions that occur in the sun using hydrogen and deuterium gases as fuels, the apparatus will provide clean energy through controlled nuclear fusion. It is the country's largest in scale and highest in parameters.

 

它采用更先进的结构与控制方式,等离子体离子温度可达到1.5亿摄氏度,是实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置,有望大大提升我国等离子体物理研究关键技术的研发水平。

 

09 科学家攻克20余年悬而未决的几何难题

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测地球和函数水平集之间的比较

中国科学技术大学教授陈秀雄、王兵发表的关于高维凯勒里奇流收敛性的论文,率先攻克了哈密尔顿—田猜想和偏零阶估计猜想——这些均为几何分析领域20余年来悬而未决的核心猜想。

 

Chen Xiuxiong and Wang Bing, professors at the University of Science and Technology of China, have successfully proved the "Hamilton-Tianconjecture" and "partial-conjecture", which are two core conjectures that the international mathematics community had not been able to solve for the last two decades.

 

相关成果于11月初发表在《微分几何学杂志》(Journal of Differential Geometry)上。据了解,论文篇幅超过120页,从投稿到正式发表耗时6年。该论文引进了众多新思想和新方法,对几何分析,尤其是里奇流的研究产生了深远的影响。

 

10 中美团队获2020戈登贝尔奖

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机器学习模拟1亿原子

11月19日下午,由中国科学院计算技术研究所贾伟乐副研究员、中国科学院院士鄂维南、北京大数据研究院张林峰研究员及其合作者共同完成的应用成果获得国际高性能计算应用领域最高奖——戈登贝尔奖(Gordon Bell Prize)。

 

获奖项目名为"Pushing the Limit of Molecular Dynamics with AB Initio Accuracy to 100 Million Atoms with Machine Learning",即"用机器学习将分子动力学的AB Initio精度极限推到1亿个原子"。

 

分子动力学是一种计算机模拟方法,是分析原子在固定时间内的运动和相互作用。然而,长期以来,计算受到算法和计算能力的限制,即使使用世界上最快的超级计算机,也只能在几千个原子系统的规模上进行计算。

 

几十年来,研究人员一直使用一种被称为ab initio的模拟方法进行相关研究。Ab initio在拉丁语中的意思是"第一性原理",有着极高的准确度,该获奖项目正是利用高性能计算和机器学习,在保证AB Initio计算的高精度的前提下,达到了数亿个原子规模的计算,提高了分子动力学的极限。

 

This project uses high performance computing and machine learning to raise the limits of molecular dynamics by reaching the scale of hundreds of millions of atoms while still ensuring the high accuracy of ab initio calculations.

 

媒体报道称,基于深度学习的分子动力学模拟通过高性能计算和机器学习的有机结合,将精确的物理建模带入了更大尺度的材料模拟中,有望在将来为力学、化学、材料、生物乃至工程领域解决实际问题发挥更大作用。

 

网友看完这十大科技进展惊呆了,纷纷表示“求一个课代表”:

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来源:中国日报双语新闻微信

作者:张洋菲

编辑:陈月华

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