2011'科技报告

   编者按 盼或者不盼，2012如约来了。过去的一年里，“蛟龙”入海、“天神”对接……这些激动人心的时刻注定将在我国科技史上留下重要一笔。同时，我们也不会忘记那些历史中的人，无谓褒贬，只因他们以不同方式推动了科技事业的前进；这一年，科技体制改革也在稳步推进，下结论为时尚早，但不管怎样，我们期待，这些变化因子聚集的力量，能理顺规则，让科学回归纯粹。
 
    回望是为铭记，盘点只为思考。从今天开始，本报开辟《2011'科技报告》专栏，与您共同回味“十二五”开局之年的中国科技。
 
    2011年末，搜索引擎百度统计了当年十大热搜词——“天宫一号”位居榜首；“乔布斯”位居次席。科技，成了网友一年中最关注的主题。
 
    从年初的歼-20升空，到天宫一号与神舟八号交会，再到最近北斗启用，中国在一系列重要领域进展迅速。同时，在基础科研领域，原创性的科学成果数量尤胜往年。盘点一年中代表性的成就，可以看出中国科技的实力跃升之快。
 
    中国空间站踏上征程
 
    1971年，苏联人发射了第一座空间站“礼炮”。40年后，中国发射天宫一号实验器，预示中国人即将常驻太空。
 
    天宫一号和神舟八号交会的电视画面，扣动着国人的心弦。像观看一场重要的体育赛事，许多中国人亲眼见证了空间站组装的实况。“天”“神”相遇的速度依然很快，像两辆正常行驶的汽车相撞。为了二者对接顺利，它们的姿势和位置已经调准。迎上，扣紧，毫无问题。之后“神八”分离和再次对接成功。中国的空间站实验开了个好头。
 
    40年来，从“天空实验室”、“和平号”，到“国际空间站”，几乎所有大国都参与制造和派遣人员。但独立研制和发射空间站类航天器，除了俄、美，目前只有中国。
 
    当中国空间站实验成功后，有国外评论认为，正因为中国当初无法加入“国际空间站”，才发展出了自己的空间站技术体系。
 
    接下来，“神九”、“神十”明年将载人上天，与天宫一号对接。为了发射大吨位物体，海南新建了第四个航天发射场。预计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。
 
    由于10年后国际空间站将按计划退役，许多媒体认为，中国届时可能是唯一拥有永久性空间站的国家。
 
    中国四代机让观察家惊讶
 
    很少有一则消息像歼-20试飞成功那样，引起中国军事爱好者的兴奋。2011年1月11日中午，在成都中航工业公司的飞机场，歼-20首飞落地时，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。”
 
    在试飞前几周，网络上就有四代机准备上天的消息。当试飞照片和视频传遍网络时，“黑丝带”（这是歼-20在网上的代号）成为当时网络上最热的明星。
 
    “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。
 
    一年以来，歼-20接连试飞显形，据报道迄今已有60多次。军迷们拍摄到的歼-20完整飞行机动动作，透露了歼-20优良的空中能力。
 
    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。
 
    2011是中国国防科技备受关注的一年，不光是歼-20，瓦良格航母下水试航的消息也向人们说明中国在装备科技上的积累和进步。
 
    “北斗”“嫦娥”各立新功
 
    2011年中国航天高密度工作，一年中完成了19次宇航发射，世界上排名第二。发射成功的航天器中，包括3颗北斗导航卫星。12月27日，北斗的新闻发言人宣布于当日正式提供试运行服务。
 
    3颗卫星相继发射，让中国北斗导航系统基本建成。按照发射计划，2012年还要发射6颗北斗组网卫星。目前，北斗系统已具备25米的定位精度，预计明年会达到10米左右。
 
    导航系统的原理，是让天空中相距甚远的卫星各自发送信号，地面上接收器据此计算位置。如今生活中常用到的卫星导航系统是美国人研制的GPS。中国北斗的启用，让需要电子导航的用户多了一种选择。据报道，北斗的精度超过了欧盟之前发射的“伽利略”系统。
 
    除了北斗，“嫦娥二号”到达拉格朗日2点，也让中国航天爱好者感到高兴。嫦娥飞到离地球150万公里之外的拉格朗日2点，标志中国首次实现对月球更远的太空进行探测。
 
    拉格朗日2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。
 
    嫦娥从40万公里远飞至150万公里，使中国成为继欧空局和美国之后第三个造访L2点的国家和组织。中国到达这一国际深空探测的热点，也得到了国际上很高的评价。
 
    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。星上搭载的太阳风离子探测器等科学仪器，将提高我们对空间环境的认识。
 
    “快堆”“蛟龙”再传捷报
 
    实验快中子反应堆和“蛟龙”深潜机器人，2010年就成为舆论热议的科技项目。今年7月21日，实验快堆成功并网发电，再次提升了中国核能技术的内力。
 
    有专家表示：中国核电的目标是2020年前后建成商用示范快堆，2030年左右建成并推广大型商用快堆。在技术上，快堆比目前核电站使用的轻水堆难度要大得多；由于它前途远大，被称为“梦幻核电站”。
 
    中国并网发电的快堆，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。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，快堆还能最大程度地“消化”其他核电站废弃的放射性材料，消除环境隐患。
 
    2011年更新履历的还有蛟龙。2010年，它潜入3759米深海，超过了全球海洋平均深度。一年后，它潜得更深了。
 
    7月26日，蛟龙首次下潜至5038.5米，这个深度意味着它可以到达全球超过70%的海底。历时6个多小时的深海之旅中，各项仪器指标及通讯正常。28日，“蛟龙”再次入水，最大下潜深度5188米，创造我国载人深潜新纪录。
 
    在这两次以及之后几次的下潜中，蛟龙都进行了科学实验，它携带的各种仪器表现正常。
 
    2012年，蛟龙将进行7000米级海试。如果成功，就意味着它可在世界99.8%的海域面积使用。蛟龙能够悬停在特定深度，也可以高速传输图像和语音，还能完成一系列复杂任务。会成为中国人探测深海的好帮手。
 
    值得一提的是，“大洋一号”科考船去年南大西洋发现了多个深海热液区，帮助人们认识了那里独特的生物系统和矿物。海底还有很多宝藏等待中国人去开发。
 
    生理学成就造福人类
 
    2011年，一批有助于增进生理学认识的研究，以及促进医学进步的技术，都诞生在中国——今年年初，山东省的科学家在人类精子成熟相关蛋白研究中取得突破，他们解析了诸多与精子成熟有关的基因，鉴定了一系列重要的蛋白质，有助于提高临床不育的分子诊疗水平。
 
    上海生科院的科学家，则设法将小鼠尾巴上的皮肤细胞直接诱导为肝脏细胞。移植这种肝细胞，可以让肝衰竭的小鼠存活率接近一半。这为治疗人类的肝病找到新希望。
 
    同样来自上海生科院的一个研究小组，发现了更好克隆动物的方法。他们针对克隆后囊胚大多数在子宫中发育失败的情况，引入一种生育辅助技术。这种通常用于挽救因胎盘缺陷造成的胎儿发育失败的技术，将克隆成功率提高了6倍。
 
    免疫学方面，中国一个研究团队发现， “MHCⅡ类分子”和动物的天然免疫功能显著相关，这为寻找感染疾病免疫治疗提供新的思路。
 
    而对万物之灵——大脑的研究也富有新意。复旦大学的科学家详细确认了成年猕猴大脑中由神经干细胞“制造”的新生神经元，并追踪了这些新生神经元在脑内特有的“长距离”迁移。他们还发现，人类脑内的神经干细胞非常活跃，可以不断生成新的神经元。
 
    另一项涉及猕猴的研究也同样重要。昆明动物研究所研究证明，灵长类的大脑前额叶背侧部涉及到了与“自我”相关的信息处理，这暗示大脑前额叶是人类自我意识产生的神经基础。
 
    微观世界呈现更多奇景
 
    宇宙开始后，物质是在何种条件下形成的？中科大的一名博士生同国外合作论文，首次确定：随着宇宙膨胀，夸克—胶子混合“汤”迅速冷却，质子、中子从中析出的临界点差不多是在2万亿摄氏度。
 
    2011年，国际上频传物理学新闻。中国物理学家也收获颇丰。中科大研究人员改进了已有的技术，首次制造出八光子纠缠状态，并完成八端口量子通信实验，打破了之前的六光子纪录。同样在中科大，量子物理学家们还完成了一种新式的海森堡不确定性实验，增进了对量子力学本质的认识。
 
    来自中科院的化学家则提出了一种碳单质的新结构：除了石墨、金刚石和无定形碳外，科学家提出，如果将立方金刚石结构中每个原子用一个碳的正四面体来替代，将会形成碳的一种新型三维立方晶体结构。
 
    上海理工大学的研究者则成功实现了多普勒效应的逆转。多普勒效应逆转，指的是当光源不断靠近观察者时，光频率反而降低，光从蓝色趋向红色。这种效应在自然条件下无法发生。实验人员利用一种人工晶体呈现了这种奇观。
 
    古化石显露神秘真相
 
    在古生物研究方面，2011年中国科学家也屡创佳绩。
 
    中科院南京地质古生物研究所，对产自安徽的“蓝田生物群”进行了系统研究，认为该生物群是迄今最古老的多细胞生物群，年龄大概在距今6.35亿—5.8亿年之间。而之前发现的最古老的样本则距今5.79亿—5.4亿年。
 
    无独有偶，云南澄江化石库中发现的一种距今5亿多年前的叶足动物——“仙掌滇虫”，还首次揭示了节肢动物的起源。科学家发现，这种具有“节肢”的虫子尚未演化出头部，柔软的躯干也没有明显分节。但是它数量众多的“脚”已经出现了分节。因此认定这种虫子是节肢动物的直系始祖。
 
    中科院南京地质古生物所探讨二叠纪末期生物大灭绝的文章也受到了国际上的重视。研究者通过精细的地质分析，认为罪魁是地下岩浆活动造成的温室效应。
 
    中国地质科学院对翼龙和翼龙卵的研究透露出，雄翼龙比雌性要多出头脊梁，而且翼龙不孵蛋；中科院古脊椎动物与古人类研究所发现了一种鹦鹉大小的恐龙，只有一个手指，十分奇特。这些研究都刷新了相关领域的科学认知，并且引起人们无尽的兴趣。