兩院院士評選2016年中國、世界十大科技進展新聞揭曉

由中國科學院、中國工程院主辦，中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦，中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2016年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞，2016年12月31日在京揭曉。

入選新聞囊括了一年來最重要的科學發現和技術突破。

入選的2016年中國十大科技進展新聞分別是：成功發射世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」；全球最大單口徑射電望遠鏡在貴州落成啟用；長征五號首飛成功；神舟十一號飛船返回艙成功著陸，兩名航天員安全回家；領銜繪製全新人類腦圖譜；我國首獲超算應用最高獎；率先破解光合作用超分子結構之謎；「海斗」號無人潛水器創造深潛紀錄；利用超強超短激光成功獲得「反物質」；首次揭示水的核量子效應。

入選的2016年世界十大科技進展新聞分別是：科學家宣布發現引力波，廣義相對論最後預言獲證；迄今最精確銀河系三維地圖問世，發現銀河系面積大於預期；新技術可讓數據存儲時間逼近「永恆」；碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管；3D生物列印新技術向人造器官移植邁出一大步；科學家首次用化合物把皮膚細胞轉化為心腦細胞；科學家首次實現同處兩地的「薛定諤貓」——量子雙模式貓態；科學家徹底改寫細菌基因組，成功減少大腸桿菌遺傳密碼子；天文學家在太陽系外發現潛在宜居行星；美火箭首次在船上軟著陸，充氣式太空艙飛往空間站。

這次評選出的中國十大科技進展新聞和世界十大科技進展新聞，在科學和技術意義上不一定是最前沿的10項，但它反映了兩院院士們關注的一些科學成果，反映了當前中國科學界和工程技術界比較關注的問題。可以看到，他們不僅重視認識客觀世界，同樣重視用科技造福人類，解決人們面臨的生存和發展問題。

據悉，此項年度評選活動至今已舉辦了23次。評選結果經新聞媒體廣泛報道後，在社會上產生了強烈反響，使公眾進一步了解國內外科技發展的動態，對宣傳、普及科學技術起到了積極作用。

2016年中國十大科技進展新聞是：

新華社記者 金立旺 攝

1. 成功發射世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」 8月16日1時40分，長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」發射升空。這將使我國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信，構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。首席科學家潘建偉院士率領團隊完成自主研發的量子衛星突破了一系列關鍵技術，包括高精度跟瞄、星地偏振態保持與基矢校正、星載量子糾纏源等。工程由中科院國家空間科學中心、中國科學技術大學、中科院上海微小衛星創新研究院、中科院上海技術物理研究所、對地觀測與數字地球科學中心等單位聯合完成。量子衛星的成功發射和在軌運行，將有助於我國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位，實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升，對於推動我國空間科學衛星系列可持續發展具有重大意義。

新華社記者 劉續 攝

2. 全球最大單口徑射電望遠鏡在貴州落成啟用 有著超級「天眼」之稱的500米口徑球面射電望遠鏡，9月25日在貴州省平塘縣的喀斯特窪坑中落成，開始接收來自宇宙深處的電磁波，這標誌著我國在科學前沿實現了重大原創突破。該工程由我國天文學家於1994年提出構想，從預研到建成歷時22年，是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。眾多獨門絕技讓其成為世界射電望遠鏡中的佼佼者，這也將為世界天文學的新發現提供重要機遇。作為國家重大科技基礎設施，「天眼」工程由主動反射面系統、饋源支撐系統、測量與控制系統、接收機與終端及觀測基地等幾大部分構成。主動反射面是由上萬根鋼索和4450個反射單元組成的球冠型索膜結構，其外形像一口巨大的鍋，接收面積相當於30個標準足球場。

人民日報記者 雷聲 攝

3. 長征五號首飛成功 11月3日20時43分，我國最大推力新一代運載火箭長征五號首次發射成功，標誌著我國運載能力已進入國際先進行列，中國正由航天大國邁向航天強國。長征五號代表了我國運載火箭科技創新的最高水平，填補了大推力無毒無污染液體火箭發動機的空白，實現了異型發動機起飛技術的重大突破。它也是實現未來探月工程三期、載人空間站、首次火星探測任務等國家重大科技專項和重大工程的重要基礎和前提保障。2017年嫦娥五號落月採樣返回、2018年發射空間站核心艙、2020年發射火星探測器等任務都將依靠長征五號來實現。

新華社記者 李剛 攝

4. 神舟十一號飛船返回艙成功著陸 2名航天員安全回家 11月18日13時59分，神舟十一號飛船返回艙在內蒙古中部預定區域成功著陸，執行飛行任務的航天員景海鵬、陳冬身體狀況良好，天宮二號與神舟十一號載人飛行任務取得圓滿成功。神舟十一號飛船於10月17日7時30分發射升空，隨後與天宮二號對接形成組合體，兩名航天員進駐天宮二號，進行了為期30天的駐留。在執飛期間，完成了一系列空間科學實驗和技術試驗。這是我國組織實施的第6次載人航天飛行，也是改進型神舟載人飛船和改進型長征二號F運載火箭組成的載人天地往返運輸系統第二次應用性飛行。天宮二號與神舟十一號載人飛行任務圓滿成功，標誌著我國載人航天工程實驗室階段任務取得具有決定性意義的重要成果，為後續空間站建造運營奠定了更加堅實的基礎。

圖片來源：中科院自動化所

5. 領銜繪製全新人類腦圖譜 中國科學院自動化研究所腦網路組研究中心蔣田仔團隊聯合國內外其他團隊成功繪製出全新的人類腦圖譜，即腦網路組圖譜，在國際學術期刊《大腦皮層》上在線發表。研究團隊突破了100多年來傳統腦圖譜繪製的瓶頸，提出「利用腦結構和功能連接信息」繪製腦網路組圖譜的全新思路和方法。圖譜包括246個精細腦區亞區，比傳統的Brodmann圖譜精細4到5倍，具有客觀精準的邊界定位，第一次建立了宏觀尺度上的活體全腦連接圖譜。腦網路組圖譜為理解人腦結構和功能開闢了新途徑，並對未來類腦智能系統的設計提供了重要啟示，也將為神經及精神疾病的新一代診斷、治療技術奠定基礎，並為腦中風損傷區域及癲癇病灶的定位、神經外科手術中的腦膠質瘤精確切除等提供幫助，提高診斷質量與治療效果。

圖片來源：中國科學院網站

6. 我國首獲超算應用最高獎 由中國科學院軟體所與清華大學、北京師範大學等單位合作的「千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬」獲得國際高性能計算應用領域最高獎——「戈登貝爾獎」。科研團隊提出一套適應於異構眾核環境的全隱式求解器演算法，一方面可帶來長時間數值模擬效率的提升，另一方面也充分發掘「神威?太湖之光」的強大計算能力。「神威?太湖之光」系統自6月20日發布以來，國內外多個應用團隊項目通過使用該系統獲得突破，已取得100多項應用成果，涉及氣候氣象、海洋、航空航天、生物、材料、高能物理、藥物、生命科學等19個應用領域。首次獲得超算應用最高獎標誌著我國科研人員正將超級計算的速度優勢轉化為應用優勢，表明中國超算取得速度優勢的同時，在應用領域也正不斷縮小與世界先進水平的差距。

新華社記者 才揚 攝

7. 率先破解光合作用超分子結構之謎 中國科學院生物物理所的研究團隊在光合作用研究中獲得重要突破，在國際上率先解析了高等植物菠菜光合作用超級複合物的高解析度三維結構。該項研究工作發表於5月出版的《自然》雜誌上。基於結構的光合作用機理研究具有重要的理論意義，同時也將為解決能源、糧食、環境等問題提供具有啟示性的方案。研究團隊通過單顆粒冷凍電鏡技術，利用最新的單顆粒冷凍電鏡技術，在3.2埃（1埃＝0.1納米）解析度下解析了高等植物（菠菜）光系統Ⅱ-捕光複合物Ⅱ超級膜蛋白複合體的三維結構，率先破解了光合作用超分子結構之謎，獲得了其與外周捕光天線之間相互裝配原理和能量傳遞過程相關的重要結構信息，為實現光能向清潔能源氫氣轉換提供具有啟示性的方案。

圖片來源：中國科學院網站

8. 「海斗」號無人潛水器創造深潛紀錄 「探索一號」科考船於6月22日至8月12日在馬里亞納海溝挑戰者深淵開展了我國首次綜合性萬米深淵科考。我國自主研製的「海斗」號無人潛水器成功進行了一次八千米級、兩次九千米級和兩次萬米級下潛應用，最大潛深達10767米，創造了我國無人潛水器的最大下潛及作業深度紀錄，使我國成為繼日、美兩國之後第三個擁有研製萬米級無人潛水器能力的國家。此項成果考取得了一系列重要突破，表明萬米深海已不再是我國海洋科技界的禁區，是繼蛟龍號七千米海試成功後又一個海洋科技的里程碑。我國首次萬米深淵科考的成功宣示了我國深海科技創新能力正在實現從「跟蹤」為主向「並行」「領先」為主轉變，為全面實現國家「十三五」重點研發計劃部署的萬米載人/無人深潛的戰略目標邁出了第一步。

圖片來源：中科院上海光機所

9. 利用超強超短激光成功獲得「反物質」 中國科學院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室利用超強超短激光，成功產生反物質——超快正電子源，這一發現將在材料的無損探測、激光碟機動正負電子對撞機、癌症診斷等領域具有重大應用。相關研究成果已於3月發表在《等離子體物理》雜誌上。此次反物質的獲得經歷了一個相對複雜的過程和優化，解決了伽馬射線帶來的雜訊問題，利用正負電子在磁場中的不同偏轉特性，最終成功觀測到正電子。未來，在高能物理、材料無損探測、癌症診斷領域有應用前景，由於其脈寬只有飛秒量級，可使探測的時間分辨大大提高，進而研究物質性質的超快演化。

圖片來源：北京大學

10. 首次揭示水的核量子效應 中國科學院院士王恩哥與北京大學教授江穎領導的課題組在國際上首次揭示了水的核量子效應，從全新的角度詮釋了水的奧秘。相關研究成果於4月15日刊發在《科學》雜誌上。氫核的量子化研究無論對於實驗還是理論都非常具有挑戰性。研究團隊在相關實驗技術和理論方法上分別取得突破，實現了單個水分子內部自由度的成像和水的氫鍵網路構型的直接識別，並在此基礎上探測到氫核的動態轉移過程。研發了一套「針尖增強的非彈性電子隧穿譜」技術，在國際上首次獲得了單個水分子的高分辨振動譜，並由此測得了單個氫鍵的強度。氫核的「非簡諧零點運動」會弱化弱氫鍵，強化強氫鍵，這個物理圖像對於各種氫鍵體系具有相當的普適性，澄清了學術界長期爭論的氫鍵的量子本質。

2016年世界十大科技進展新聞是：

圖片來源：新華社

1. 科學家宣布發現引力波 廣義相對論最後預言獲證 美國科學家2月11日宣布第一次直接探測到引力波的存在。引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最後一塊缺失的「拼圖」，它的發現是物理學界里程碑式的重大成果。美國和歐洲的兩個引力波探測項目的研究人員6月15日在加利福尼亞州聖迭戈再一次宣布，他們「非常清晰」地再次探測到「時空漣漪」——引力波的存在。之所以探測到引力波信號與宣布發現之間隔了一段時間，是因為科學家還要分析和確認相關數據。在美國《物理學評論通訊》雜誌上發表的研究結果中，科學家探測到來自兩個黑洞合并而產生的引力波信號。這兩個黑洞位於距地球14億光年外，在合并前的質量分別相當於大約8個和14個太陽，合并後的總質量相當於約21個太陽，其中約1個太陽的質量變成能量，在合并過程中以引力波的形式釋放。

圖片來源：鳳凰科技

2. 迄今最精確銀河系三維地圖問世 發現銀河系面積大於預期 科學家以前所未有的精度繪製了銀河系三維地圖。這一研究成果標明，人類所處的這個星系的面積比科學家之前預想的大得多。歐洲空間局（ESA）於9月14日在位於西班牙馬德里的歐洲空間天文學中心，發布了蓋亞星相圖項目的第一批數據。新的目錄包含11億顆恆星在宇宙中的位置，而其中的4億顆恆星是之前從未觀測到的。對於許多恆星而言，其定位精度達到了300毫角秒——相當於在30公里的距離外觀看一根頭髮的寬度，這將幫助天文學家更好地確定銀河系的三維布局。通過將新的測量結果和之前ESA的依巴谷衛星的數據相結合，研究人員能夠獲得一個由200萬顆恆星構成的子集的準確距離和運動方式，從而為研究其物理特性及銀河系重力場提供更精確的信息。

圖片來源：網路

3. 新技術可讓數據存儲時間逼近「永恆」 英國南安普敦大學研究人員發明了一種稱作「五維數據存儲」的技術，不僅可以存儲海量數據，存儲時間還可以超過百億年，可以說是逼近「永恆」。使用這種技術的單個存儲介質數據容量高達360太位元組，遠遠高於目前主流硬碟的容量。這項技術利用飛秒激光在透明的石英介質中寫入數據。飛秒激光是一種以脈衝形式運轉的激光，持續時間非常短，只有幾個飛秒（1飛秒為10的負15次方秒）。石英介質中有納米結構點，這些結構點的空間三維位置、大小和朝向這5個性質都能被用來儲存信息，因此被稱作「五維數據存儲」。光在經過這些結構點時，其偏振特性等性質會被改變，因此藉助光學顯微鏡和偏振鏡就能讀取相關數據。

圖片來源：鳳凰科技

4. 碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管 美國研究人員於9月6日宣布，他們成功製備出一種碳納米晶體管，其性能首次超越現有硅晶體管，有望為碳納米晶體管將來取代硅晶體管鋪平道路。硅是目前主流半導體材料，廣泛應用於各種電子元件。但受限於硅的自身性質，傳統半導體技術被認為已經趨近極限。碳納米管具有硅的半導體性質，科學界希望利用它來製造速度更快、能耗更低的下一代電子元件，使智能手機和筆記本電腦等設備的電池壽命更長、無線通信速率和計算速度更快。但長期以來，碳納米管用作晶體管面臨一系列挑戰，其性能一直落後於硅晶體管和砷化鎵晶體管。美國威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員在美國《科學進展》雜誌上介紹了他們克服的多重困難。

圖片來源：網路

5. 3D生物列印新技術向人造器官移植邁出一大步 研究人員在《自然-生物技術》雜誌上報告說，利用新開發的3D生物列印系統列印出的人造耳朵、骨頭和肌肉組織，移植到動物身上後都能保持活性。這項技術未來發展成熟後，可能解決人造器官移植難題。當前，3D生物列印技術列印出來的器官組織通常在結構上非常不穩定、過於脆弱，無法用於外科移植手術，並且由於這些成品缺乏血管構造、尺寸也偏小，即便移植，器官也不容易獲取氧和營養物質，很難存活。針對上述問題，研究團隊改進了現有3D生物列印技術，開發出「組織和器官集成列印系統」（ITOP）。這一新開發的3D生物列印系統，可將含有活性人體或動物細胞的水基凝膠與可生物降解的聚合材料結合作為列印材料，有助於人造器官形成穩定結構。

圖片來源：新華社

6. 科學家首次用化合物把皮膚細胞轉化為心腦細胞 美國研究人員利用化合物把皮膚細胞成功轉化為心肌細胞與腦細胞，這一重要突破為將來利用化學藥物修復和再生組織器官奠定基礎。這項研究由加利福尼亞大學舊金山分校華人科學家丁勝教授領導，其成果以兩篇論文的形式分別發表在美國《科學》雜誌與《細胞-幹細胞》雜誌上。把皮膚細胞轉化為心肌細胞或腦細胞，從前用轉基因方法做到過，但用小分子藥物不僅可大大提高效率和速度，還可以避免給細胞添加基因可能導致的潛在危險，例如產生腫瘤。

圖片來源：騰訊科學

7. 科學家首次實現同處兩地的「薛定諤貓」——量子雙模式貓態 美國《科學》雜誌5月26日發表一項研究，科學家在實驗中製造出一種狀態更加奇異的「薛定諤貓」，它同時存在於兩個箱子之中，這項成果朝研製實用可靠的量子計算機邁出了又一步。奧地利物理學家薛定諤在1935年提出著名的「薛定諤貓」佯謬。既死又活的貓在現實世界是荒謬的，但隨著量子力學的發展，科學家已經成功使多粒子構成的系統達到這種難以理解的量子「薛定諤貓」態。這項研究第一次給單模式貓態引入量子糾纏的元素，首次實現一種雙模式貓態。這是一個20年前就有所展望但是至今終於得以解決的難題。這項成果的實際用途在於量子計算，並對其他量子信息技術有所幫助，如量子通信、量子精密測量等。

圖片來源：BSIPUIG Via Getty Images

8. 科學家徹底改寫細菌基因組 成功減少大腸桿菌遺傳密碼子 合成生物學家日前報告了迄今為止意義最為深遠的一項細菌基因組重寫結果。這一進展包括重新利用了大腸桿菌3.8%的鹼基對。研究人員在8月18日出版的美國《科學》雜誌上發表了這一研究成果。研究人員換下了大腸桿菌64個遺傳密碼子（為氨基酸指定遺傳代碼的序列）中的7個。他們如今能夠通過在55個片段（每一個片段的長度為5萬個鹼基對）中合成脫氧核糖核酸（DNA）從而減少遺傳密碼子的數量。研究人員還將這些碎片組裝到一個有功能的大腸桿菌中。這項研究是推動設計具有新屬性的生物體的重要一步，例如抵抗病毒的傳染性。這項研究是一個示範，表明此類徹底的再造工程是可行的。

圖片來源：中新網

9. 天文學家在太陽系外發現潛在宜居行星 一個國際團隊於8月24日在英國《自然》雜誌網路版上發表報告說，他們通過長期觀測發現，一顆環繞比鄰星運行的行星可能具有適合生命繁衍的環境。比鄰星是距太陽系最近的恆星，或許在不久的將來人類能夠發射探測器到這顆潛在宜居行星上探索生命痕迹。比鄰星位於半人馬座，是一顆紅矮星，距離太陽系約4.2光年。由於其表面溫度較低且顏色暗淡，人類無法用肉眼觀測到這顆「鄰居」恆星。來自英國、美國、法國、德國、智利等多國研究人員組成的國際團隊利用歐洲南方天文台望遠鏡及其他機構設施觀測發現，比鄰星附近有行星運行的痕迹；隨後的多次觀測最終證實這顆名為「比鄰星 b」的行星確實存在。

圖片來源：新華社

10. 美火箭首次在船上軟著陸 充氣式太空艙飛往空間站 美國太空探索技術公司的「龍」飛船4月8日攜帶首個試驗性充氣式太空艙飛向國際空間站，這是該飛船在去年6月的爆炸事故後首次給空間站運送物資。同樣受關注的是，此次發射的運載火箭第一級在一艘無人船上成功實現軟著陸，這在火箭回收史上還是第一次。與以往發射一樣，太空探索技術公司再次嘗試將「獵鷹9」火箭第一級垂直降落在大西洋中一艘名為「當然，我依舊愛你」的無人船上。此前4次類似試驗均告失敗。該公司網上發布的視頻顯示，此次當火箭接近無人船時，它的速度逐漸減慢並不斷調整降落姿態，最後在箭體與甲板成90度角的那一刻穩穩降落，著陸點與船正中心位置僅有很小偏差。

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