納米超導爭奇 環境科技方興——世界科技一百年（十）20世紀80年代

王渝生

納米超導爭奇 環境科技方興
——世界科技一百年（十）20世紀80年代

王渝生

20世紀80年代，納米、超導等新材料層出不窮，先進制造技術豐富多彩，生物工程應用廣泛，人類也步入了航天的新時代。但是，日趨嚴重的環境污染向我們敲響了警鐘：地球只有一個，人類在發展高新科技的同時，要愛護自己的家園。

80年代中期開始，為應對世界高技術革命的新挑戰，黨中央、國務院于1986年和1988年先后批準了《高技術研究發展計劃綱要》（簡稱“863”計劃）和《高新技術產業發展計劃》（即“火炬”計劃）。這兩個計劃旨在跟蹤世界高技術發展前沿，迎頭趕上并促進高新技術成果向商品化、產業化和國際化方向發展，推動我國傳統產業的技術改造和產業結構調整。

1980年

中國楊樂、張廣厚對整函數和亞純函數值分布理論研究獲得重要結果

楊樂（1939.11.10-）與張廣厚（1937.1.22-1987.1.26）合作，在解析函數的研究中取得了許多創造性的成果。1980年，他們發現的函數值分布理論方面的“虧值”與“奇異方向”之間的聯系，徹底解決了這個古老的數學分支中長期未決的“奇異方向”分布問題。他們對函數“虧值”的估計也被認為是普遍而準確的結果。國際數學界把他們的這些成果稱之為“楊-張定理”和“楊-張不等式”。

張廣厚（左）楊樂（右）

洪加威（右）

中國洪加威推廣圖靈論 提出相似性原理

洪加威（1936.11-）是世界著名數學、計算機專家。1980年，他提出的“相似性原理”，擴充和加強了計算機科學和數學的著名論題——圖靈論題。國際人工智能界的熱門話題“連結模型”(一種大腦的數學模型)，被認為是十幾年來人工智能界最重要的成果之一。洪加威嚴格證明了這種模型和其他計算模型是等價的，從理論上深刻地揭示了這一模型的本質，為進一步研究奠定了理論基礎。

歐洲核子研究中心觀測到帶正電粒子的最大偏轉角

歐洲核子研究中心總部位于瑞士日內瓦近郊的梅漢地區，是規模最大的一個國際性的實驗組織。其宗旨是：供歐洲國家在純科學性和基礎性的亞核研究及相關研究領域進行合作，有關實驗及理論研究成果將公開發表以供更廣泛的利用。1980年中心觀測到帶正電粒子的最大偏轉角為54毫弧度。

中國周培源、黃家念提出流體力學新理論

中國著名流體力學家、理論物理學家，中國近代力學和理論物理奠基人之一周培源（1902.8.28-1993.11.24）和黃家念于1980年提出了關于Navier-Stores方程的解和均勻各向同性湍流理論。

周培源

德國馮克利青等發現量子化霍爾效應

1980年，德國馮克利青（Klaus von Klitzing，1943.6.28-）等人首先觀測到了量子化霍爾效應。其定義是，二維電子氣系統在強磁和低溫條件下的霍爾效應表現出明顯的量子化性質。他們測量了SIMOSFET反型層中二維電子氣系統中的電子，在15T強磁場和低于液HE溫度下的霍爾電壓VH，沿電流方向的電勢差VP與柵壓VG的關系。當磁場垂直于反型層，磁感應強度B與沿反型層流動的電流強度I保持不變時，改變柵壓VG，可改變反型層中載流子密度NS。

美國魯賓天文新發現

美國天文學家，研究星系自轉速度的先驅魯賓（Vera Cooper Rubin，1928.7.23-），1980年發現11個旋渦星系外圍的恒星運行速度反而比離中心不太遠的恒星要快。

美國國家射電天文臺建成甚大天線陣

美國國家射電天文臺（National Radio Astronomy Observatory，縮寫為NRAO）是美國國家科學基金會資助的從事射電天文研究的機構，總部位于弗吉尼亞大學。在位于西弗吉尼亞州綠岸的國家無線電寧靜區內，建有世界最大的全可動射電望遠鏡——100米口徑的綠岸望遠鏡。在新墨西哥州的圣阿古斯丁平原，國家射電天文臺于1980年建成甚大天線陣（VLA），由27臺25米口徑的天線組成，是當時世界上最大的綜合孔徑射電望遠鏡。

中國第一株人體胃腺癌細胞SGC-7901建成

上海市第六人民醫院等從一位女性患者胃癌旁轉移淋巴結部位，取組織培養成功SGC-7901胃腺癌細胞株。它能每隔7天傳代一次，至1980年10月已傳代90代，細胞生長恒定、迅速。通過對細胞形態、特征、細胞增殖率、分裂指數、染色體數和染色體畸變、異種動物接種的生長和轉移情況的研究，均證明該細胞是惡性腫瘤細胞。根據體外細胞培養，電鏡觀察見多處有兩個細胞之間的連接結構，涂片見有PAS陽性顆粒，結合電鏡形態所見，證明有分泌顆粒存在，直接涂片和電鏡檢查見有腺樣排列，并有腺樣結構，如緊密連接、橋粒、縫隙連接等。

美國格里科等人工合成“苦木素”

1980年，美國格里科等人工合成能夠治療白血病的天然化學藥物“苦木素”?？嗄舅仡?Quassinoids)化合物具有明顯的抗腫瘤活性。根據對化學結構與生理活性關系的研究，以及根據這類化合物基本骨架中A環與D環的類似性，設計了全合成B、C、D、E環型化合物的路線，以環乙酮甲酸乙酯為原始原料，經35步反應，合成了中間體2-羥基內酯。

電子算盤在中國問世

算盤是中國古代的重要發明，1980年中國研制成功一種新型計算工具——電子算盤。電子算盤是把算盤電子化，使其成為一種與計算器（機）接口的新型數字輸入器，整機由帶有電子傳感電路的算珠所構成的算盤，數字傳輸及程控電路，通用袖珍電子計算器三部分構成。數字由算珠輸入，經傳輸程控電路傳輸給計算器運算并顯示，整機兼有算盤的快速計數和計算器的快速準確的運算功能，特別適用于需要大量數字計算的部門，用以提高工作效率。

1981年

中國建成第一座高通量反應堆

1981年2月9日，中國建成第一座高通量反應堆。它用中子轟擊放入堆中的試驗品（靶），來研究核反應。目前國內最大的是1015中子通量的研究堆，全世界排名前5，快中子增殖堆通量也很大，因為它不需要慢化劑，中子損失很小，除了維持鏈式反應，多余的中子都用來生產Pu239。

美國“哥倫比亞”號航天飛機首航成功

1981年4月12日，歷時9年，飽經磨難，耗資近100億美元的美國“哥倫比亞”號航天飛機首航成功。航天飛機是把火箭、宇宙飛船和飛機的技術結合起來的一種新型空間運載工具。它的主要特點是能夠像客貨運班機一樣，在宇宙航行中往返使用多次。航天飛機的出現是空間技術的一大飛躍，是航天事業的一場革命。航天飛機和大型空間站是航天新時代的標志。

美國赫勒研制出液體結太陽能電池

美國赫勒研制出液體結太陽能電池。太陽能電池是一種在兩種材料的結上將光能轉變成電能的器件。在最有效的電池中，結是由兩種單晶半導體形成的，效能稍差些，但比較便宜的電池可由多晶材料來做。這類器件，將液體和固體材料結合起來，稱為液體結電池。它們價格較低，容易制造，而且壽命可能較長。

中國管維炎發現合金材料在低溫下的超導轉變點

中國管維炎（1928.8.18-）發現鉛硅鍺合金材料在低溫條件下，在電阻-溫度相互關系的曲線上和電阻-磁場相互關系的曲線上都有兩個超導轉變點。

法國郎之萬研究所首次觀察到中子旋光性

以法國物理學家郎之萬（Paul Lanngevin，1872.1.23-1946.12.19）命名的郎之萬研究所首次觀察到中子旋光性。旋光性是物質的不對稱結構引起的。旋光方向及旋光度的大小主要依據實驗數據。隨著對旋光性的深入研究，根據結構上的特征，研究所在推斷旋光方向上，取得了一些成功經驗。

英國埃姆斯利等發現超強氫鍵

英國埃姆斯利等發現氟離子溶解在含有NH2基的液態酰胺中會形成比普通氫鍵強50%的氫鍵。

美國溫伯格等提出暴脹宇宙模型

為解釋大爆炸宇宙模型最初一剎那所存在的問題，溫伯格(Steven Weinberg,1933.5.3-）等根據粒子物理大統一理論，于1981年首先提出了一種仍屬半經典理論的暴脹宇宙模型。他認為宇宙早期“真空”中有超光速物質存在，宇宙在最初10-32秒按指數攀脹，其間溫度急劇下降后回升，視界距離急增，物質向現有粒子形式轉化。其余演化過程和大爆炸模型一致，有奇點，但可觀測范圍總小于視界距離。

日本發射“火鳥”太陽觀測衛星

1981年，日本發射一顆名為“火鳥”的太陽觀測衛星，并于1982年觀測到一次特大的太陽X射線爆發。

張文佑等編輯完成中國第一張綜合性圖件

中國著名大地構造學家，斷裂體系與斷塊大地構造學說的奠基者和創始人張文佑（1909.8-1985.2.11）等于1981年編輯完成中國第一張把大陸構造與海洋構造研究相結合的綜合性圖件《中國及鄰區海陸大地構造圖》、《中國及鄰區海陸大地構造概論》。

美國宇航局和歐洲空間技術研究人員提出研究新計劃

美國宇航局和歐洲空間技術研究人員共同于1981年提出研究地球板塊構造運動、地殼形變和地球自轉動力學的新計劃。

中國陳振光等首次成功培育出柑橘花粉的完整植株

中國陳振光等于1981年首次成功培育出柑橘花粉的完整植株。柑桔類珠心胚現象對研究其進化和種質保存方面有著重要意義，但是給其有性雜交育種工作造成相當大的麻煩。它不僅使雜交后代難于區分合子苗和珠心苗，而且會使合子胚發育中途夭折。解決的途徑是適時分離合子胚進行單獨培養。

戈特利布小組發現艾滋病

1981年戈特利布醫生發現，一名年輕同性戀男病人的免疫系統出現異常，他認定這是一種人類前所未見的新型病毒——艾滋病，即獲得性免疫缺陷綜合癥AIDS（Acquired Immune Deficiency Syndrome）。分為兩型：HIV-1型和HIV-2型，是人體注射感染了“人類免疫缺陷病毒”（HIV-human immunodeficiency virus）（又稱艾滋病病毒）所導致的傳染病。艾滋病被稱為“史后世紀的瘟疫”，也被稱為“超級癌癥”和“世紀殺手”。

1982年

基因工程胰島素上市

1982年，基因工程胰島素上市，成為第一個上市的基因工程藥物。胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能從豬、牛等動物的胰腺中提取，100kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養液就能產生100g胰島素！大規模工業化生產不但解決了這種比黃金還貴的藥品產量問題，還使其價格降低了30%-50%。

“超級鼠”培育成功

1982年，美國科學家將大白鼠的生長激素基因注入小白鼠的受精卵中，培育出了“超級鼠”，證明用基因工程方法可以改變動物的生長特性，這是研究轉基因動物的一個重要突破。

細胞工程應用廣泛

細胞工程以大規模地培養生物組織和細胞，或改變細胞的遺傳組成以產生新種為獲得產品的方式，80年代以來，已在上百種植物上使用這種技術，以工業化生產的方式進行植物繁殖。細胞工程是指應用現代細胞生物學、發育生物學、遺傳學和分子生物學的理論與方法，按照人們的需要和設計，在細胞水平上的遺傳操作，重組細胞的結構和內含物，以改變生物的結構和功能，即通過細胞融合、核質移植、染色體或基因移植以及組織和細胞培養等方法，快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術。

酶工程發展迅猛

酶是具有催化劑活性的蛋白質。酶工程就是對酶有目的的生產和利用的技術，就是將酶或者微生物細胞，動植物細胞，細胞器等在一定的生物反應裝置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質并應用于社會生活的一門科學技術。80年代主要應用于食品業、輕工業、醫藥業和環境保護的酶工程發展很快，加酶洗衣粉和嫩肉粉等都是酶工程的產品。

發酵工程廣泛應用

現代發酵工業始于青霉素的生產。發酵工程是指采用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用于工業生產過程的一種新技術。發酵工程的內容包括菌種的選育，培養基的配制、滅菌、擴大培養和接種，發酵過程和產品的分離提純等方面。80年代前后，發酵工程除大規模用于生產抗生素外，還廣泛應用于食品、能源、采礦、冶金、化工、環保等領域。

中國吳成禮和美籍華人馮達旋提出復合粒子表象理論

1982年，由吳成禮（1934-）和美籍華人馮達旋（1945.10.28-）提出的復合粒子表象理論（簡稱CPRT）是一種廣義的表象變換理論。它是由通常的量子力學表象到復合粒子表象的變換，以描述在原子核結構中出現的各種成團現象。

馮達旋

中國徐光憲提出分子的四維分類法

1982年，在中美日三國金屬有機化學討論會上，徐光憲（1920.11.7-）提出了分子的四維分類法及有關的7條結構規則。在新的分類法中，他提出了分子片的概念。分子片是出于原子核分子之間的一個中間層次的概念。徐光憲1980年當選為中國科學院學部委員（院士），榮膺2008年度國家最高科學技術進步獎。

徐光憲（中）

德國達姆斯塔特重離子研究所發現第109號元素

1982年，聯邦德國達姆斯塔特（Darmstadt）重離子研究所的明岑貝格等用加速器加速的鐵離子轟擊鉍靶，合成了質量數為266的109號元素的同位素。在長達一星期的轟擊合成實驗中，只獲得了一個新元素原子，在268合成后千分之5秒時射出了具有11.10兆電子伏能量的α粒子。他們就是利用這唯一的事件，成功的用4種不同方式進行了鑒定，尤其是用測量266的衰變鏈子體的方法確證109號元素的合成。109號元素，是一種人工放射性元素，化學符號109或Une，屬周期系Ⅷ族。

荷蘭克魯岑和美國伯克提出核冬天概念

荷蘭克魯岑(Paul Crutzen，1933-)和美國伯克提出核冬天(nuclear winter)概念。核冬天：假設熱核戰爭后煙塵阻擋太陽輻射到達地面，使地面氣溫降至-15℃——-25℃而形成類似冬天的嚴寒氣候。當核爆炸時，巨大的能量將大量的煙塵注入大氣，有的還高達12公里以上進入平流層。由于核爆炸所產生的煙塵微粒有相當大部分直徑小于1微米，它們能在高空停留數天乃至一年以上，因為它們的平均直徑小于紅外波長（約10微米），它們對從太陽來的可見光輻射有較強吸收力，而對地面向外的紅外光輻射的吸收力較弱，導致高層大氣升溫，地表溫度下降，產生了與溫室效應相反的作用，使地表呈現出如嚴寒冬天般的景觀，稱為核冬天。

克魯岑

黃汲清

中國黃汲清提出多旋回構造運動學說

黃汲清(1904.3.30-1995.3.22)，中科院院士、地質學家。首次系統劃分中國主要構造單元和大地構造旋回，主編第一張《1：300萬中國地質圖》和14幅《1：100萬國際分幅地質圖》，進一步開拓了中國地質圖制圖事業。他于1982年創建多旋回構造運動說，進而將多旋回說與板塊構造相結合，建立板塊多旋回開合手風琴式運動模式，開拓大地構造研究新途徑。

美國實現在人體內植入永久性人工心臟

1982年，美國猶他大學醫學中心的威廉·德夫里斯博士領導一個手術小組，給一名叫克拉克的病人植入一顆名叫賈維克的人類第一個人造心臟，開創了人造心臟移植的先河，震驚了世界。這顆人造心臟通過兩條2米長的軟管連到體外的一部機器上，壓縮空氣維持著這顆人造心臟的跳動。克拉克在手術后不久就能夠站起來走幾步路，自己吃東西。這顆塑料心臟在他的胸腔里跳動了將近1300萬次，維持了112天的生命。

美國研制成數字式電視機

數字電視是電子計算機的一種應用成果。1982年，數字式電視機由美國的數字電視公司研制成功。這種電視機的結構主要由5塊超大規模集成電路組成，元部件比模擬式電視機減少一半以上，生產成本降低。這種電視機可以直接接收衛星電視信號，并帶有立體聲、程序預控、遙控、自動閉放等設備或部件，大大提高圖像的清晰度和穩定性，并可使任何廣播圖像有選擇地放大和固定。1983年，該類型電視機開始正式生產并投放市場。

中國潘際鑾等人發明新型MIG焊接電弧控制法

中科院院士潘際鑾（1927.12.24-），80年代研究成功新型MIG焊接電弧控制法“QH—ARC法”，首次提出用電源的多折線外特性，陡升外特性及掃描外特性控制電弧的概念，為焊接電弧的控制開辟了新的途徑。

1983年

轉基因煙草和馬鈴薯培育成功

轉基因煙草

1983年，人類首次獲得轉基因煙草和馬鈴薯。通過努力，迄今已獲得上百種轉基因植物，這對農業發展具有重要意義。至于轉基因藥物的研制和生產則為人類的健康帶來了新的福音。

蛋白質工程作為獨立分支學科出現

蛋白質工程是根據需要對天然蛋白質的基因進行改造，產生出新的、自然界本不存在的優質蛋白質。1983年，蛋白質工程作為一個獨立分支學科出現后，日益受到重視，被譽為第二代基因工程。

英國唐納森發現四維實數空間新結構

英國唐納森宣布證明了四維實數空間，除通常的微分結構外，還存在著不尋常的微分結構。

德國法爾廷斯證明莫德爾猜想

1983年，德國法爾廷斯（Gerd Faltings，1954.7.25-）證明莫德爾猜想。莫德爾猜想是1922年英國數學家莫德爾提出的。

中國蔡文提出物元分析的理論

蔡文(1942-)自1976年開始研究處理不相容問題的規律、理論和方法。1983年發表了論文“可拓集合和不相容問題”，標志著新學科“可拓學”(原稱“物元分析”)的誕生。

美國首次獲得所有92個電子全部被剝離的鈾離子

美國勞倫斯伯克利實驗室1983年首次獲得所有92個電子全部被剝離的鈾離子。該實驗室是諾貝爾物理學獎得主歐內斯特·奧蘭多·勞倫斯(Ernest Orlando Lawrence，1901.8.8-1958.8.27)于1931年建立的，最初主要用于物理學中的粒子回旋加速研究。實驗室位于加州大學伯克利分校西北側的伯克利山頂。

日本東京研究小組化學新發現

日本東京研究小組1983年發現，在較重的第五主族元素的原子中存在雙鍵，并分別制得含有磷-磷雙鍵的分子。

西德GSI重離子研究中心在重離子加速器上的新發現

西德GSI重離子研究中心在UNILAC重離子加速器上，觀察到一個由蒸發殘核經級聯α衰變之后再自發裂變的事例。

美國霍金等提出宇宙創生模型

史蒂芬·霍金（Stephen William Hawking，1942.1.8-）是英國理論物理學家，1959年，17歲的霍金就讀于牛津，并在劍橋跟隨導師鄧尼斯·西阿瑪做博士論文。然而就在這時，霍金被診斷患上一種叫做“肌肉萎縮性側面硬化癥”的疾病，他卻完成了一系列驚人的關于大爆炸和黑洞的理論，對量子物理作出了巨大的貢獻，將宇宙偉大而神秘的背景展現給世人?；艚饘ξ锢韺W的畢生貢獻證明了，在經典物理的框架中，大爆炸和黑洞是不可避免的，黑洞將越變越大；而在量子物理的框架中，黑洞卻因為輻射越變越小。大爆炸和黑洞奇點不僅被量子效應所抹平，而且宇宙正是起始于此。

蘇聯林德等提出混沌暴脹宇宙模型

蘇聯林德等1983年提出混沌暴脹宇宙模型。暴脹宇宙論認為：在宇宙演化的極早期，當宇宙發生大爆炸以前，經歷了一個按指數規律急劇膨脹階段（暴脹階段），以致它在極短的時間內膨脹了1050倍，完成了從對稱的假真空自發破缺轉化為大量的如夸克、輕子以及傳遞相互作用的玻色子等基本粒子。暴脹宇宙論還認為在我們所在的宇宙之外還存在有許許多多與我們所在宇宙不同的宇宙。

美國發現中性氫云

1983年，美國康乃爾大學研究小組在宇宙空間發現一個巨大的暗氣體云——中性氫云。

美國科學家發現“海衛一”上的液氮海

1983年，美國科學家發現“海衛一”上的液氮海，這是人類首次在地球以外天體上發現存在海洋的證據?！昂Ｐl一”是環繞海王星運行的一顆衛星。它是海王星的衛星中最大的一顆。它是太陽系中最冷的天體之一，具有復雜的地質歷史和一個相對來說比較年輕的表面。1846年10月10日，威廉·拉塞爾（William Lassell，1799.6.18-1880.10.5）發現了“海衛一”，“海衛一”在國際上的名字是崔頓（Triton），它是以希臘海神崔頓命名的。“海衛一”的表面主要由凍結的氮組成，但它也含干冰（二氧化碳）、水冰、一氧化碳冰和甲烷。估計其表面還含有大量氨。“海衛一”的表面非常亮，60%-95%的入射陽光被反射（相比而言月球只反射11%的入射陽光）。

美國“先驅者10號”成為離開太陽系的第一個人造天體

1983年6月13日，“先驅者10號”探測器越過海王星軌道，成為人類歷史上第一個飛出太陽系的人造物體?！跋闰屨?0號”是美國的無人行星探測任務“先驅者計劃”的第16顆無人探測器，于1972年3月3日（UTC時間01:49:00）發射。它是第一個成功穿越火星和木星之間的小行星帶、第一艘近距離觀測木星的飛行器，并于1973年12月3日發回了第一組木星的近距離拍攝的圖像，發現了木星磁層伸展出的巨大磁尾。

澳大利亞首次發現據信年齡為41億年至42億年的巖石

1983年，澳大利亞首次發現據信年齡為41億年至42億年的巖石。巖石，是固態礦物或礦物的混合物，其中海面下的巖石稱為礁、暗礁及暗沙，由一種或多種礦物組成的，具有一定結構構造的集合體，也有少數包含有生物的遺骸或遺跡（即化石）。巖石有三態：固態、氣態（如天然氣）、液態（如石油），但主要是固態物質，其是組成地殼的物質之一，是構成地球巖石圈的主要成分。

美國霍夫邁斯特提出地殼、地幔成因理論

1983年，美國霍夫邁斯特提出地殼、地幔成因理論。在地理上，地殼是指有巖石組成的固體外殼，地球固體圈層的最外層，巖石圈的重要組成部分，可以用化學方法將它與地幔區別開來。其底界為莫霍洛維奇不連續面（莫霍面引）。地殼下面是地球的中間層，厚度約2865公里，主要由致密的造巖物質構成，這是地球內部體積最大、質量最大的一層。地幔又可分成上地幔和下地幔兩層。

中國研制成功銀河計算機

1983年12月22日，中國第一臺每秒鐘運算一億次以上的“銀河”巨型計算機，由國防科技大學計算機研究所在長沙研制成功。它填補了國內巨型計算機的空白，標志著中國進入了世界研制巨型計算機的行列。（未完待續）

統稿：本刊編輯夏炎