http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-12-31
隆力奇杯2011年国内十大科技新闻解读
编者按 2011年，对于中国科技界而言，的确是格外不平凡的一年。
今年由科技工作者、资深科技记者和广大读者评选出来的十大国内科技新闻，较往届视角更为全面——不仅依旧涵盖诸多象征国家实力的工程成就，也包含诸多学科的前沿成果，同时科技工作者普遍关心的热点事件也被纳入考虑。
当然难免有遗珠之憾，还有许多重要的成就和新闻，由于名额有限，只得割爱。但我们相信，最终入选的十大国内科技新闻，可以反映过去一年中国科技界的蓬勃景象。
1.歼-20试飞成功 体现中国航空工业巨大进步
2011年1月11日中午，在成都中航工业公司的飞机场，歼-20成功完成首飞落地。在现场的网友发帖说：“试飞现场欢呼声响成一片，围观者放起了鞭炮。”
很快，“黑丝带”(这是歼-20在网上的代号)的试飞照片和视频就传遍网络，成为年初国内反响最热烈的新闻。“中国自己的四代机上天，”一个军事爱好者在论坛里发言说，“这是我一年前都不敢想的。”
同一时间，美、俄、日、英、印等国家的媒体也都给予歼-20高度的关注。外媒普遍认为，尽管之前有中国研制四代机的消息传出，但目前进度之快依然超出想象。
目前，世界上共有4款第四代隐形战斗机。四代机主要的标准是4S标准，4S标准即超音速巡航、全隐身、超视距攻击、超机动性。据报道，美国F-22已经服役，F-35正进行密集的试飞工作，俄罗斯T-50已于2009年首飞，歼-20是第4款进入试飞阶段的四代隐形战斗机。中国第三代战斗机歼-10刚刚列装空军5年，第四代战斗机歼-20就已面世，这反映了我电子信息、新材料等各产业取得的飞速进步。
一年以来，歼-20接连试飞显形，据报道迄今已有60多次。军迷们拍摄到了完整的歼-20飞行机动动作——侧转、滚转，倒飞、拉起和加速，表现出了歼-20优良的空中能力。它机动灵活的空中表现也被所有媒体给予很高评价。有军事评论者认为，歼-20的频繁亮相，显示其设计性能稳定地达到了国际前沿水平。
有媒体从目前的图片分析出，歼-20采用了鸭式气动布局。属于双发重型战斗机。飞机机头、机身呈现菱形、垂直尾翼也向外倾斜，起落架舱门采用锯齿边设计，具备优良隐形战斗机的特征。
尽管歼-20的发动机、飞控、火控、武器等系统，还有基本的重量、载油量、载弹量等等数据都尚不清楚，但有的外媒推测，经过多年的探索积累，中国已突破四代机的气动设计、高推重比矢量推力发动机、有源相控阵雷达、隐身材料等关键技术；因此推出拥有完全自主知识产权的四代机，是水到渠成的事。
2.对学术造假说NO 我国首次撤销国家科技奖项目
李连生学术不端事件凭借诸多戏剧性因素，曾在学术界引发持续的震荡——造假导致巨额亏损被说成效益巨大，校方施压阻止举报，电视曝光次日李连生即被解除职务等等，展现了中国学术圈的复杂生态。
2011年春节长假的前一天，国家科技奖励办公室在其官方网站发布通告，正式撤销西安交通大学原教授李连生等2005年获国家科学技术进步奖二等奖的决定，收回奖励证书，追回奖金。这是我国“第一例”因学术造假被撤销的国家科学技术进步奖获奖项目。从2007年西安交大几位教授开始揭发李连生造假，到科技部宣布撤奖已将近4年。
在整个举报过程中，举报人面临的是漫长的纠缠和博弈。有全国政协委员对此评论说：“校方不揭发李连生造假行为，无非是为了维护学校的一己之利：可以凭借获奖争取更多的项目经费，扩大学校的知名度等等。归根结底，这都是背后利益驱动的结果。”
一位长期关注学术不端事件的媒体人也感慨道：“这件事发展到今天这一步，实在有着太多的偶然。我们可以假设，假如没有六位老教授的“殊死”举报；假如没有中央电视台《焦点访谈》等强势媒体强势栏目的介入；假如没有最终被外力证明的造假铁证……造假者会承认吗？西安交大会处理吗？这个项目所获的‘最高荣誉’会被撤销吗？”
有评论认为：国内部分高校和科研机构屡屡曝出造假丑闻，然而由于存在保护主义或碍于脸面的原因，往往对造假者追惩不够，落实不力。也正因为这个原因，使得更多的造假者敢于冒天下之大不韪。
如此环境下，撤奖的决定也得到舆论的普遍支持。有媒体指出：科技部没有因把关不严的顾虑而不了了之，这为今后国内高校与科研机构处理类似的“学术不端”行为树立了很好的标杆。
3.三颗卫星相继发射 “北斗”导航系统正式试运行
三颗卫星相继发射，“北斗”导航系统正式试运行。
说到GPS，人们早已熟知——卫星导航嘛。如今，汽车、轮船甚至手机上都装着这套系统，它早已取代传统的纸质地图，成为人们出行之必备。
其实，GPS只是美国的卫星导航系统。目前我国实际应用的导航定位系统大部分都是靠美国的GPS定位系统来支持的。然而，GPS的精度一般约为1米，可其他国家却无法与美国享受“同样待遇”，所得到的GPS精确度都限制在10米以外。于是各国逐渐意识到，发展自主的卫星导航系统，不仅是航天实力的重要组成部分，更是国家战略的重要一环。
12月27日，北斗卫星导航系统的新闻发言人宣布，北斗卫星导航系统于当日正式提供试运行服务。
今年3颗卫星相继发射，让中国北斗在星空中崭露头角。4月10日，我国成功发射第八颗北斗导航卫星。这标志着北斗区域卫星导航系统的基本系统建设完成，我国自主卫星导航系统建设进入新的发展阶段，中国正加速建设全球导航系统。随着7月27日和12月2日，我国第九、第十颗北斗导航卫星相继在倾斜轨道上“落户”，更是有效地提高了系统可靠性，提升了在轨备份和应用服务能力，进一步改善了系统对覆盖区的导航性能。为实现向我国及周边大部分地区初步提供相关服务，满足交通运输、渔业、林业、气象、电信、水利、测绘等行业以及大众用户的应用需求，打下了坚实的基础。
据介绍，北斗导航系统的建设分“三步走”：第一步是建成北斗导航试验系统，目前已经实现；第二步就是2012年左右建成由10余颗卫星组成的北斗区域卫星导航系统，具备覆盖亚太地区的服务能力；第三步则是在2020年左右建成由30余颗卫星组成、覆盖全球的北斗全球卫星导航系统，系统性能达到同期国际先进水平。
据北斗的新闻发言人表示，我国将在明年10月份把“三步走”的第二步全部建成。按照北斗系统组网发射计划，2012年还要发射6颗组网卫星，进一步扩大系统服务区域和提高服务性能，形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。目前，北斗已经具备25米左右的定位服务精度。到明年底，系统基本建成后再提供正式运行服务，到那个时候服务精度会达到10米左右。
4.我国证实体细胞可被诱导直接转化成肝脏细胞
中国是肝病多发国，重病患者往往需要肝移植。可惜供体太少，而且有免疫排斥的问题，因此大量病人无法获得及时有效的治疗。假如能够用患者体内的细胞再生出健康的肝脏胞，就提供了一条治愈的新路。
用胚胎干细胞就能再生肝脏细胞，但胚胎细胞来源太少；将体细胞变成“诱导多能干细胞”也是一条途径，但这个过程得用到一个致癌基因，具有不可测性。于是有的科学家“绕路而行”，不经过干细胞阶段，直接让皮肤细胞变成具有肝功能的细胞。用研究者打的比方，就好像“让一个人转行一样。一个农民可以转行成为工人”。
中科院上海生命科学研究院的一个科研团队，利用“直接转分化”的方法，将从小鼠尾部获取的成纤维细胞重编程，生成了成熟的肝细胞样细胞。今年5月12日，国际学术期刊《自然》在线发表了上海生命科学院的研究成果，证明肝脏以外的体细胞可以被诱导直接转化为肝脏细胞。这是肝脏再生研究的突破性进展。
研究人员将肝脏发育及功能必需的14种转录因子，转导至小鼠尾部成纤维细胞中，对多种组合进行了筛选。实验结果证实：只要抑制住一个细胞衰老基因，再转入3个转录基因，皮肤细胞就可以变身为肝脏细胞。这一发现在国际上是首次。
之前通过相似的方法，皮肤细胞也曾转化成神经元、心肌、血细胞，但它们没有在体内真正发挥作用。而中国科学家转化出的肝脏细胞，具备了合成糖原、脂质、白蛋白以及解毒功能。把这些“转行”的细胞注入肝功能衰竭的小鼠体内，八周后，有近50%的小鼠成活，肝功能指标也明显好转。
上海生命科学院的研究者表示，小鼠动物实验中取得的初步成果，如果要应用到临床医学，需要更多实验和检测。研究团队现已将这项成果申请了相关专利，并将在未来致力于让它造福人类——不仅有可能应用到肝脏细胞，也可能用在血液细胞和胰岛细胞上。
5.我国首座快中子反应堆成功实现并网发电
今年7月21日，我国第一个实验快种子反应堆成功并网发电，这是我国核能技术的一大跨越。
核电站一般利用的铀-235，在自然界只占铀储量的1%不到。其余基本是不能直接裂变的铀-238，好比煤炭燃烧后剩下的煤矸石，用不上。快中子反应堆的问世，让“煤矸石”也能熊熊燃烧了。快中子堆用钚-239作核心，它裂变释放出的快中子，可以把周围的铀-238变成钚-239，继续连锁反应。
中国并网发电的第一个快堆，是目前世界上为数不多的大功率、具备发电功能的实验快堆。它采用先进的池式结构，核热功率65兆瓦，实验发电功率20兆瓦。这一快堆有非常好的固有安全性，而且采用多种非能动安全技术，安全性已达到第四代核能系统要求。
快堆技术使贫铀矿也有了开采价值，将使可采铀资源成百倍的增加。不仅如此，随着核电大规模发展，核电站卸出的“乏燃料”将逐渐增多。一座百万千瓦级核电站每年要卸出大概30吨的乏燃料，里面含有很多寿命长达几百万年的放射性核素。有了快堆就能在最大程度上让放射性废料嬗变，消除环境隐患。
在技术上，快堆比目前核电站使用的轻水堆难度要大得多。但由于它前途远大，被称为“梦幻核电站”。目前全世界有几十个中小型快堆在运行，正在摸索商业化的道路。专家表示：中国核电的目标是2020年前后建成中国商用示范快堆，2030年左右建成并推广中国大型商用快堆。快堆的并网发电，为实现这两个目标打下坚实基础。
6.“蛟龙”号载人潜水器首破5000米深度纪录
“蛟龙”号载人潜水器首破5000米深度纪录。
“蛟龙”号又破纪录了。
去年，它潜入3759米深海，超过了全球海洋平均深度3682米。如今，“蛟龙”号完成了5000米级海试主要任务。
7月26日3点57分，“蛟龙”号正式开始下潜，下潜速度一度超过每分钟40米。至6点12分，它首次下潜至5038.5米，这个深度意味着它可以到达全球超过70%的海底。
在这趟历时6个多小时的深海之旅中，各项仪器指标及通讯正常。潜航员在5000米水深时对潜水器水下各项功能进行了验证，多次进行坐底试验，同时拍摄到海底生物照片。
28日，“蛟龙”再次入水，历经9小时14分顺利完成5000米级海上试验第三次下水任务。此次最大下潜深度5188米，再次创造我国载人深潜新纪录，并进行了坐底、海底照相、声学测量、取样等多项科学考察任务，也创造了“蛟龙”号水中作业最长时间纪录。此次下水，“蛟龙”号验证了大深度环境下的技术功能和性能指标，圆满完成了科考和科学试验任务。
接下来，“蛟龙”号又于7月30日和8月1日下潜，分别达到5182米和5180米，完成了海水、海底生物的提取，锰结核的采样，以及沉积物取样、微生物取样、热液取样器ICL功能测试、标志物布放、6971通信测距等作业，进一步验证了潜水器在大深度条件下的作业性能及稳定性。
据介绍，“蛟龙”号主要有四大技术特点：一是在世界上同类型中具有最大下潜深度7000米，这意味着该潜水器可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域使用；二是具有针对作业目标稳定的悬停，这为该潜水器完成高精度作业任务提供了可靠保障；三是具有先进的水声通信和海底微貌探测能力，可以高速传输图像和语音，探测海底的小目标；四是配备多种高性能，确保载人潜水器在特殊的海洋环境或海底地质条件下完成保真取样和潜钻取芯等复杂任务。
2012年，它将进行7000米级海试。
7.“嫦娥二号”到达拉格朗日L2点 我国首次实现对月球更远的太空进行探测
2010年国庆节那天，“嫦娥二号”承载着国人的祝福奔向“月宫”，半年后，她圆满完成了任务。“接下来她还会做什么？”人们对此甚是关心。当人们纷纷猜测时，她潇洒地一展长袖：“我要飞得更远。”结果这一飞就飞到150万公里之外的拉格朗日L2点。
拉格朗日L2点位于日地连线上、地球外侧约150万公里处，在L2点卫星消耗很少的燃料即可长期驻留，是探测器、天体望远镜定位和观测太阳系的理想位置，在工程和科学上具有重要的实际应用和科学探索价值，是国际深空探测的热点。8月25日23时27分，“嫦娥二号”经过77天的飞行，在世界上首次实现从月球轨道出发，受控准确进入L2点环绕轨道。这标志着该卫星各项拓展试验均成功完成，同时也标志着我国在航天领域取得又一重要跨越，为我国探月工程后续任务及深空探测的开展奠定了坚实基础。
国家国防科工局指出，“嫦娥二号”成功进入L2点环绕轨道，完成了我国航天飞行从40万公里到150万公里的跨越，以较少的代价、创新的方式，实现了曾经论证过的“夸父”计划(在日地之间的L1点上观测空间环境及其对地球的影响)的主要工程技术和部分科学目标，对于研究空间天气应用和空间环境预警均具有开创性意义。
同时，该拓展试验的成功实施，也创造了我国航天乃至国际航天的多个“第一”——国际上第一次从月球轨道出发探测拉格朗日点的航天活动；我国第一次实现对月球更远的太空进行探测；我国第一次开展拉格朗日点转移轨道和使命轨道的设计和控制，并实现150万公里远距离测控通信。至此，我国成为世界上继欧空局和美国之后第三个造访L2点的国家和组织。
“嫦娥二号”环绕L2点的轨道是类似椭圆形的李萨茹轨道，卫星环绕轨道一圈需6个月时间。预计至2012年年底，卫星将在此轨道环绕L2点开展为期一年多的探测活动，进一步验证我国150万公里远距离测控能力。同时，星上搭载的太阳风离子探测器、太阳高能粒子探测器、X射线谱仪及γ射线谱仪等有效载荷，将探测地球远磁尾的带电粒子，并对可能的太阳X射线爆发和宇宙γ爆等进行观测，获取科学数据，提高对日地空间环境的认识。
8.屠呦呦制备青蒿素获拉斯克奖 “三无”身份引反思
今年的美国拉斯克大奖，让一个陌生的名字走进中国人的视野——屠呦呦。有媒体说，在评审委员会的描述中，科学家屠呦呦是一个靠“洞察力、视野和顽强的信念”发现了青蒿素的中国女人，在网友看来，她是今年中国科技界最牛的老太太。
9月12日，屠呦呦获得2011年度拉斯克奖临床医学奖，理由是“因为发现青蒿素———一种用于治疗疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命。”这也是至今为止，中国生物医学界获得的世界级最高大奖。由于普遍认为拉斯克奖离诺贝尔奖只有一步之遥，这次获奖一度得到舆论的热议。
据媒体报道，因为没有博士学位、留洋背景和院士头衔，屠呦呦被戏称为“三无”科学家。有评论认为：无博士学位和留洋背景是“文革”前的历史条件所致，落选院士则值得探究。据了解，前些年屠呦呦曾几次被提名参评院士，但均未当选。据媒体调查，屠呦呦除了“不善交际”，还“比较直率，讲真话，不会拍马，比如在会议上、个别谈话也好，她赞同的意见，马上肯定；不赞同的话，就直言相谏，不管对方是老朋友还是领导”。
事实上，对于屠呦呦的获奖，也有很多人表示了不同意见。有的人认为这一奖项实至名归，有的人认为屠呦呦在成果认定上“不够淡泊名利”“个性执拗”。美国《科学》杂志网络报道说：“拉斯克奖重新点燃了一个争议：是否应该把研发出强有力的抗疟药物——这个文化大革命期间政府的一个大规模项目的成果——归功于一个人。”
屠呦呦的低调个性也让她显得颇为神秘。不论是获奖以来得到万众追捧，还是名声鹊起后面对同行争议，这位老太太一直沉默。在与媒体简短到接近于无的沟通中，屠呦呦只愿意让记者去看她的学术著作《青蒿及青蒿素类药物》。在纽约领奖前后，她一直坚持对媒体一言不发。
9.神八天宫空间交会对接成功 筑梦未来空间站
天宫一号与神舟八号顺利实现交会对接。
浩瀚太空中，何时能有中国人自己的空间站？这是几代航天人的梦想。如今，这个梦想不再是遥不可及。我国首次空间交会对接任务取得圆满成功，让中国人向着空间站之梦迈出了坚实的一步。
9月29日21时16分和11月1日5时58分，天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船分别在酒泉卫星发射中心，由改进型长征二号F运载火箭成功发射，准确入轨。11月3日和11月14日，天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船在太空进行了两次空间交会对接试验，均取得圆满成功。
神舟八号飞船入轨后，经过远距离导引和自制控制飞行，于2011年11月3日凌晨01时36分，在距离地面高度约为343公里的近圆对接轨道上，与天宫一号目标飞行器成功实施了首次交会对接，形成了组合体。组合体运行期间，由天宫一号目标飞行器实施控制，神舟八号飞船处于停靠状态，进行了飞行控制模式转换、电源机组切换、供电和信息并网等试验，充分验证了组合体工作模式。
为了进一步验证交会对接测量设备和对接机构功能、性能，获取更多的试验数据，组合体飞行12天后，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器分离，并于11月14日20时00分，成功实施了第二次交会对接。
11月16日18时44分，在地面控制下，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现分离。17日18时45分开始，飞船进入返回程序，于19时32分准确降落在预定落点。18日，天宫一号目标飞行器将变轨至高度约370公里的运行轨道，转入长期运营模式，等待2012年与神舟九号、神舟十号飞船进行交会对接。
据介绍，我国于1992年确定了载人航天工程“三步走”的发展战略，通过神舟一号到神舟四号无人飞行和神舟五号、神舟六号载人航天飞行任务，突破和掌握了载人的天地往返技术；通过神舟七号载人航天飞行任务，掌握了航天员出舱活动的关键技术；天宫一号与神舟八号交会对接任务的圆满完成，标志着我国空间交会对接技术取得了重大突破，使我国掌握了载人航天的三大基本技术。这为我国下一步建造空间站、开展大规模的空间应用奠定了良好的基础。
2012年，我国将发射神舟九号和十号飞船，目的是掌握手动交会对接技术。此后还要掌握货运飞船的交会对接技术、空间站各舱段的交会对接技术、两艘飞船与空间站对接在一起的技术，最终将把3个舱、2艘飞船都对接在一起。2020年前后，我国将发射空间站核心舱和科学实验舱，开始建造空间站。
10.中科大成功制备八光子纠缠态 刷新世界纪录
量子通信是一项诱人的未来技术，它可以实现密钥传递的绝对安全——不再有可以被破译的密码，也不必再担心银行信息被人窃取。要实现量子通信，首先得对量子纠缠态有足够的研究。所谓量子纠缠态，就是成对的信息互相关联，一动则全动，不可能只改变其中之一。科学家一般用光子来做纠缠实验。
中科院量子信息重点实验室的研究人员成功制备出八光子纠缠态，刷新了多光子纠缠制备与操作数目的世界纪录，这一成就被11月22日的《自然@通信》在线发表。
多光子纠缠态的制备和操控一直是量子信息领域的研究重点。中国在这方面有长期的前沿研究。目前普遍利用晶体中的非线性过程来产生多光子纠缠态，由于此过程是概率性的，难度会随着光子数目的增加而指数上升。在此工作之前世界上报道最多能制备出六光子纠缠态。
中科大的研究人员对已有的纠缠光源制备方法进行改进，利用特殊切割的非线性晶体制备出高亮度的双光子纠缠源。新的方法能够把产生的光子对的锥束压缩成一个很小的圆斑，极大地提高了收集效率。
除此以外，一系列先进技术运用到实验中：单模光纤收集技术克服了光路稳定性难题，提高了双光子的纠缠度；偏振分束器实现三个门操作把双光子纠缠态级联成八光子纠缠态；自主研制的十六通道符合分析仪，有效克服了八光子纠缠态的探测分析难题；“纠缠目击者”技术最终验证了八光子的纠缠特性。
成功产生的纠缠态，被用来完成八方量子通信复杂性实验。据研究人员介绍，八光子纠缠的成功实现不仅将在量子通信网络、基于纠缠的量子计算等过程中获得应用，同时推动了量子纠缠相关基本物理问题的研究。
(本版图片由国新图库提供)
[科技日报]