觀察者網盤點2013年十大中國科技新聞

探索宇宙空間，操縱量子世界，逆轉生命時鐘……2013年，中國科技工作者走過了令世界矚目的一年。多項「諾獎級」的成就，見證了以艱苦攻關著稱的中國科學家努力終獲回報。同時，基礎科學的進步總是「十年磨一劍」，任何成績的背後都凝結著長期的資金投入，都是中國力量的最好展現。觀察者網編輯部評選出年度中國十大科技新聞，回顧驚喜不斷的2013。

1、「玉兔」號月球車登月

2013年12月2日，長徵三號乙運載火箭載著「嫦娥三號」月球探測器在西昌升空。

「玉兔」月球車在月球表面展示五星紅旗

12月15日，「嫦娥三號」攜帶的「玉兔」月球車在月球開始工作，標誌著中國首次地外天體軟著陸成功。這也是美俄因預算不足放棄登月之後，人類時隔37年再次在月球表面展開探測工作。

作為一項龐大的系統工程，探月任務成為中國科技工業綜合實力的一次完美展現。準時發射，精確入軌，穩定落月，創新探索，嫦娥三號的每一步都代表著中國航天新的進步。探月工程副總指揮許達哲說：「美國和前蘇聯達到這樣一個目標，都經過了20次以上的任務，我們是用三次就實現這樣一個目標。」

「神舟十號」飛船和「天宮一號」空間實驗室成功完成了我國首次太空飛行器繞飛交會試驗（設計圖）

2013年夏天，執行我國第五次載人航天任務的「神舟十號」飛船實現了我國首次載人航天應用性飛行，實施了我國首次太空飛行器繞飛交會試驗，這標誌著神舟飛船與「天宮一號」的對接技術已經成熟，我國將就此進入空間站建設階段。此外，女航天員王亞平在「天宮一號」上為全國青少年進行了太空授課。

2、實現量子反常霍爾效應

量子反常霍爾效應的示意圖：拓撲非平庸的能帶結構產生具有手徵性的邊緣態，從而導致量子反常霍爾效應。

清華大學薛其坤院士領銜的團隊2013年成功觀測到「量子反常霍爾效應」，被楊振寧稱為諾獎級的科研成果。「量子反常霍爾效應」的實現既是理論物理領域的突破，又具有極高的商用價值。

量子霍爾效應是整個凝聚態物理領域最重要、最基本的量子效應之一。我們使用計算機的時候，會遇到計算機發熱、能量損耗、速度變慢等問題。這是因為常態下晶片中的電子運動沒有特定的軌道、相互碰撞從而發生能量損耗。而量子霍爾效應則可以對電子的運動制定一個規則，讓它們在各自的跑道上「一往無前」地前進，「這就好比一輛高級跑車，常態下是在擁擠的農貿市場上前進，而在量子霍爾效應下，則可以在『各行其道、互不幹擾』的高速路上前進。」

量子霍爾效應的產生需要非常強的磁場，而量子反常霍爾效應的美妙之處是不需要任何外加磁場，在零磁場中就可以實現量子霍爾態，更容易應用到人們日常所需的電子器件中。

現代晶片處理器消耗約100瓦的功率，其中有約80%浪費在電晶體材料的能耗。量子反常霍爾效應可以解決電子設備的問題發熱，讓元器件集成密度大大提高，「上千億次的計算機能夠集成濃縮成一部Pad掌上電腦，或者迷你Pad，走進尋常百姓家，這完全有可能。」

 

3、使用小分子化學物質誘導多能幹細胞

中國科學家「逆轉生命時鐘」

北京大學鄧宏魁教授領導的團隊2013年成功使用4種小分子化學物質，將小鼠的皮膚細胞誘導成全能幹細胞並克隆出後代。與克隆羊「多莉」的技術相比，誘導多能幹細胞技術是更簡便和徹底的克隆方式。

鄧宏魁教授

鄧宏魁團隊提出細胞命運決定的「蹺蹺板模型」，為實現小分子誘導iPS奠定基礎。

傳統觀點認為，哺乳動物細胞只有在胚胎的早期發育階段具有分化為各種類型組織和器官的「多潛能性」，而隨著生長發育分化成為成體細胞之後會逐漸喪失這一特性。人類一直在尋找方法讓已分化的成體細胞逆轉（脫分化），使之重新獲得類似胚胎發育早期的「多潛能性」，並將其重新定向分化成為有功能的細胞或器官，應用於治療多種重大疾病。

通過藉助卵母細胞進行細胞核移植（傳統克隆）或者使用特定物質誘導（iPS）的方法，體細胞被證明可以被進行「重編程」獲得「多潛能性」。日本人山中伸彌曾以病毒誘導法獲得iPS細胞，獲得2012年諾獎。而鄧宏魁團隊使用小分子化學物質替代病毒，大大提高了技術安全性，具有革命性意義。

4、愛滋病感染黏膜疫苗研究取得重大進展

陳凌博士（右二）和他的團隊在實驗室分析參加攻毒試驗的恆河猴的試驗結果。

清華大學張林琦、香港大學陳志偉和中科院廣州生物醫藥與健康研究院陳凌的研究團隊三方合作，於2013年完成了愛滋病感染黏膜疫苗在恆河猴體內的臨床前試驗研究，看清了預防愛滋病的「攀登珠峰之路」。該團隊發現這種黏膜疫苗可以大大提高針對愛滋病病毒的T和B淋巴細胞的免疫能力，從而可以有效地抑制病毒在體內的複製與傳播。

愛滋病被發現的30多年以來，已導致2500萬人死亡，至今全球仍有3300萬感染者人體內的各類黏膜是愛滋病毒感染的主要途徑，該疫苗如能最終進入臨床試驗並證實有效，將對阻斷和減緩愛滋病毒通過黏膜途徑感染（性接觸）在普通人群中的流行具有重大科學意義和社會意義。

張林琦形容說，過去的愛滋病載體疫苗、DNA疫苗和重組蛋白疫苗等都只能打中愛滋病毒的「手腳」，黏膜疫苗則有望最終打中「心臟」。

 

5、中科大測出量子糾纏速度下限

量子糾纏現象被愛因斯坦稱為「鬼魅般超距作用」，是量子通信的理論基礎。

相距遙遠的兩個量子會呈現關聯性，影響其中一個粒子時，另一個也會發生反應，這就是被愛因斯坦稱為「鬼魅般超距作用」的量子糾纏。我們知道，愛因斯坦的相對論認為光速是物質傳播的最大速度，而中科大70後青年物理學家潘建偉院士的團隊測出，量子糾纏的速度下限比光速高四個數量級（可理解為3萬億米每秒）。

這一成果標誌著我國在自由空間量子物理實驗領域繼續保持著國際領先地位，另一方面也為未來基於量子科學實驗衛星進行大尺度量子理論基礎檢驗、探索如何融合量子理論與愛因斯坦廣義相對論奠定了必要的技術基礎。

中科大潘建偉院士（中）

中國科學技術大學潘建偉院士是國際量子信息實驗研究領域的傑出科學家。他12年前回國組建實驗室，為中國在該領域迅速走到世界前列作出了突出貢獻，並培養了一批科技英才。

潘建偉院士與他所在的中科院量子科技先導專項協同創新團隊，2013年還實現了單個量子高維度存儲、星地量子通信地面驗證等，繼續向著建立實用的全球性量子通信網絡穩步邁進，幫助中國在「絕對保密」的量子通信這個未來戰略性領域繼續領跑全球。

6、「萬人計劃」首批人選確定

萬人計劃「傑出人才」首批入選者之一、中科院高能所所長王貽芳。2012年，王貽芳領導的團隊在大亞灣國際實驗室測得新的中微子振蕩模式，被譽為「中國本土迄今為止最重要的物理學成果」。

為加強高層次創新人才隊伍建設，我國2008年推出了吸引海外人才回國的「千人計劃」，政府支持對於對基礎科學研究的推動作用已初步顯現。去年啟動的「萬人計劃」則面向國內高層次人才的培養和使用。

「萬人計劃」全稱「國家高層次人才特殊支持計劃」，是中央人才支持「百千萬工程」的最後一步。其總體目標是，從2012年起，用10年左右時間，有計劃、有重點地遴選支持10000名左右自然科學、工程技術、哲學社會科學和高等教育領域的傑出人才、領軍人才和青年拔尖人才，形成與引進海外高層次人才計劃相互補充、相互銜接的國內高層次創新創業人才隊伍開發體系。

2013年7月，萬人計劃評選出第一批具有衝擊諾獎實力的傑出人才6名、科技創新領軍人才72名，以及數百名其它各類人才。

截至目前，實施6年的「千人計劃」（海外高層次人才引進計劃）實際引進3319人，包括40多位發達國家的科學院院士等世界頂尖科技領軍人才，如美國雙院院士饒毅等。國家對海外人才一次性給予100萬元的安家補助，並幫助其進入高校和自主創業，支持力度之大前所未有。

 

7、中科院、國家部委推動轉基因技術發展

中國「雜交水稻之父」袁隆平近期透露，自己正在進行轉基因水稻相關研究。由於安全性飽受民間質疑，我國轉基因農產品的推廣和自主轉基因技術的研發近年來都遇到巨大阻力，媒體人崔永元更是憑藉自己的知名度，左右著民眾對科學的認識。

袁隆平已經致力於轉基因水稻研究

2013年，中國科學界和國家部委繼續為推動轉基因技術的發展做著努力。中科院學部主席團發布了《關於負責任的轉基因技術研發行為的倡議》，科技部繼續實施轉基因動植物新品種國家重大專項，農業部則發表「轉基因食品與非轉基因食品具有同樣的安全性」文章回應民眾質疑。農業部部長韓長賦重申，將加快研究、推進應用、規範管理、科學發展，積極穩妥地推進農業轉基因研究與應用。

北京大學生命科學學院前院長饒毅曾指出，轉基因是現代科技的必然。轉基因技術對於美國成為世界最大的農業出口國功不可沒，也正在幫助巴西、阿根廷等國掀起一場農業增產革命。而作為糧食進口大國，中國自己的轉基因技術研發卻進展緩慢，對未來的糧食自主帶來隱患。如何在新技術研發和食品安全之間取得平衡，成為中國農業科技政策制定者面臨的一大考驗。

8、快速應對H7N9禽流感

國家禽流感參考實驗室主任陳化蘭解析禽流感病毒重配機制和傳播可能性，被譽為「禽流感偵探」。

2013年3月，中國首次發現人感染H7N9禽流感病毒病例，隨即展開了一場病毒阻擊戰。截至2013年5月31日應急響應終止，中國內地共報告131例確診病例，其中康復78人，在院治療14人，死亡39人。

中國科技部4月初啟動了科技應急防控研究項目，重點推進臨床診斷試劑開發、疫苗研製等工作。國家禽流感參考實驗室主任陳化蘭及其團隊迅速揭示了新型H7N9流感病毒的來源，分別在5月和7月的《科學》雜誌上發表文章，解析禽流感病毒重配機制和傳播可能性。

10月，浙江大學附屬第一醫院李蘭娟院士團隊成功研發H7N9禽流感病毒疫苗株。這是中國自主研發的首例流感病毒疫苗株，改變了我國一直以來流感疫苗株依賴國外進口的歷史。

李蘭娟院士介紹浙江大學附屬第一醫院收治的H7N9禽流感病人治療狀況

經歷過10年前「非典」考驗的中國傳染病防控體系，如今已經有足夠的能力應對此類突發疫情。非典之後，我國先建立了不明原因肺炎監測系統，後又建立了國家重大傳染病監測系統，這次安徽省確診的一例病例，就是通過不明原因肺炎監測系統發現上報的。

世衛組織和《自然》雜誌都指出，中國應對H7N9禽流感的行動「堪稱典範」。《自然》雜誌讚揚了中國的不明疾病檢測系統，指出中國在3月中旬僅憑少數肺炎病例就意識到疫情異常，「這已經令人欽佩」。

 

9、世界最長碳納米管

碳納米管結構示意圖

納米層面的碳材料製造技術是當前材料科學界最熱門的研究領域之一。碳納米管是迄今發現的力學性能最好的材料之一，其單位質量上的拉伸強度是鋼鐵的276倍，遠遠超過其他材料。

清華大學魏飛教授團隊成功製備出單根長度達半米以上的碳納米管，創造了新世界紀錄，這也是目前所有一維納米材料長度的最高值。

碳納米管可用於製造科幻小說中的「太空天梯」

魏飛教授還表示，「目前我們正在從事一米以上碳納米管的製備，下一步我們希望能夠製備出公裡級以上長度並具有宏觀密度的碳納米管。這些工作將為太空天梯的製備開啟一線曙光。」

10、「天河2號」重奪世界超級計算機頭名

「天河二號」超級計算機

2013年6月，國防大學研製的中國超級計算機「天河二號」以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度，成為全球最快的超級計算機，並且比第二名快了近一倍。繼2010年「天河一號」首次奪冠之後，我國「天河」系列計算機再次登上世界超級計算機500強排名榜首。

天河二號服務陣列採用了國產的新一代「飛騰－1500」CPU，這是當前國內主頻最高的自主高性能通用CPU。

「天河二號」內的FT-1500自主計算主板

此外，復旦大學微電子學院張衛教授團隊研發出世界第一個半浮柵電晶體（SFGT），這是我國微電子器件領域首次領跑世界。寧波時代全芯科技有限公司成功掌握了第四代存儲器技術，打破國外大企業壟斷。

中國作為多種電子產品的世界最大生產國，但電子晶片技術長期落後，嚴重依賴進口。據統計，2012年我國進口晶片約1650億美元，甚至超過了進口石油的1200億美元。2013年在微電子和集成電路核心技術上取得的一系列成果，將有助於我國在晶片設計與製造領域獲得更多的話語權。

「天河二號」研發團隊