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年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞，1月11日在京揭曉。
此項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)生了強烈反響，使公眾進一步了解國內(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年中國十大科技進展新聞
1.嫦娥四號實現(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，遠超設(shè)計壽命；“玉兔二號”巡視器克服各項障礙，行駛里程也已超過300米，實現(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)，科研團隊重構(gòu)了嫦娥四號月球背面下降軌跡，對著陸點進行了精確定位；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、張昊彤研究團隊的一項重大發(fā)現(xiàn)。
依托我國自主研制的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施郭守敬望遠鏡（LAMOST），研究團隊發(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，研究團隊的下一步工作將實施“黑洞獵手”計劃，未來5年預(yù)計發(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算芯片——“天機芯”芯片，而且成功在無人駕駛自行車上進行了實驗。
清華大學(xué)類腦計算研究中心施路平教授團隊的相關(guān)論文《面向人工通用智能的異構(gòu)“天機芯”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)過不斷改進設(shè)計，目前的第二代“天機芯”具有高速、高性能、低功耗的特點。
未來“天機芯”的發(fā)展方向，是為人工通用智能的研究提供高能效、高速、靈活的計算平臺，還可用于多種應(yīng)用開發(fā)，促進人工通用智能研究，賦能各行各業(yè)。
5.世界首臺百萬千瓦水電機組核心部件完工交付
由東方電氣集團東方電機有限公司研發(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，并較原計劃提前交付。
這將有力確保白鶴灘水電站在2021年如期實現(xiàn)首臺機組投產(chǎn)發(fā)電的目標。
據(jù)悉，百萬千瓦水電機組是當(dāng)今世界上單機容量最大機組，也是中國水電向世界水電“無人區(qū)”發(fā)起的沖刺。整個機組中最為核心、研制難度最大的部件就是轉(zhuǎn)輪，堪稱機組的“心臟”。轉(zhuǎn)輪總重達353噸，經(jīng)過了24道工序，由100余名東電工匠耗時12個月“精雕細琢”完成。而整個百萬千瓦機組的設(shè)計研發(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)實驗衛(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。
中科院科研團隊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到百皮米量級，約為一個原子的大??；引力參考傳感器測量精度達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；微推進器推力分辨率達到亞微牛量級，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%的材料可能具有拓撲結(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撲性質(zhì)，即自然界中大約24%的材料可能具有拓撲結(jié)構(gòu)。拓撲，描述的是幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的性質(zhì)。
當(dāng) “拓撲”這一數(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撲材料出現(xiàn)。
8.我國科學(xué)家解析“奇葩”光合物種硅藻捕光新機制
中國科學(xué)院植物研究所的一項最新研究發(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隊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、利用和光保護機制提供了重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
9.我國自主研發(fā)臨床全數(shù)字PET/CT裝備獲準進入市場
華中科技大學(xué)謝慶國教授團隊發(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)會進化人類學(xué)研究所Jean-Jacques Hublin教授等帶領(lǐng)的研究團隊，對化石發(fā)現(xiàn)地及其周邊地區(qū)進行了近十年的系統(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“事件視界望遠鏡”項目于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”，這是一種全新的細胞可視化技術(shù)，利用化學(xué)手段獲取細胞內(nèi)部信息，繪制的圖像反映出細胞內(nèi)生物分子的基因序列和相對位置的情況。
該項研究發(fā)表在2019年6月20日出版的《細胞》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存在差異的細胞，例如免疫細胞，而通過識別能夠攻擊腫瘤的免疫細胞，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”被用于描述量子計算機發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點，指量子計算機能解決傳統(tǒng)計算機在合理時間范圍內(nèi)無法解決的一些特殊問題。
要實現(xiàn)這一目標需要克服很多挑戰(zhàn)，在產(chǎn)生較大計算空間的同時要保證較低錯誤率，以及設(shè)計一種傳統(tǒng)計算機難以處理但量子計算機可以輕松完成的基準測試。
谷歌公司研究人員領(lǐng)銜的團隊于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)花費約200秒完成了傳統(tǒng)超級計算機在幾天之內(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 蘇黎世研究實驗室合作的一項成果，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三鍵連接而成，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。
研究團隊下一步將對得到的C18分子繼續(xù)進行包括穩(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)用分子進化基金會史蒂文本納領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊在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)
一項在美國加利福尼亞州進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，但專家們謹慎認為療效尚需持續(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。研究人員認為，“倫敦病人”的經(jīng)驗可能更好推廣。
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菌，使其可以像植物一樣通過吸收二氧化碳來構(gòu)建細胞。
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)家們把這些細菌放在實驗室里200天。
當(dāng)再次對這些細菌進行研究時，研究人員發(fā)現(xiàn)它們已經(jīng)成功地"進化"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上市
2019年11月12日，歐洲監(jiān)管機構(gòu)批準了一種疫苗，這種疫苗已經(jīng)幫助控制了埃博拉病毒的致命暴發(fā)——這是針對埃博拉病毒的免疫接種首次通過這項審查。埃博拉病毒是一種烈性傳染病病毒，主要通過體液傳播，可引發(fā)致命性出血熱。
此前，醫(yī)學(xué)研究人員已投入大量精力進行埃博拉疫苗的研發(fā)，但大多停留在臨床試驗階段，而Ervebo成為了首支正式獲批用于人體的埃博拉疫苗。默沙東公司也向美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）遞交了申請，該疫苗有望于2020年第一季度在美國獲批上市。
