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（續）

2011-11-06 04:50:54王渝生

科學中國人 2011年24期

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（續）

王渝生

1984年

納米新材料制成

材料是構筑人類文明大廈的基石。從石器、青銅器到鐵器，從合金、塑料到半導體，都是人類社會發展的一個又一個的里程碑。

1984年，德國的格萊特（Herbert Gleiter）用現代技術制出了第一塊納米新材料。納米只有10-9米，在納米尺度內，材料的機械強度和磁、光、聲、熱等方面都具有特殊的優良性能。例如納米鐵材料比普通鋼鐵強度提高12倍，硬度提高2-3個數量級，在低溫下甚至會失去導體的能力，能廣泛地應用于高精機械制造等行業。

新材料的出現為制造業帶來了巨大的變化。無切削成型加工與快速成形成為制造工藝的新模式。80年代柔性制造系統趨于成熟并開始發展為以信息、工業、物流、計算機集成控制為特點的集成階段。

納米傘

新西蘭瓊斯提出新的扭結不變量

紐結理論是作為拓撲學的一個重要部分而發展起來的。1984年，新西蘭數學家瓊斯（V.Jones）在研究算子代數時發現了一個新的紐結不變量——瓊斯多項式，使得扭結理論成為世界數學界注意的焦點之一。瓊斯因此獲得1990年的菲爾茲獎。扭結理論尤其與拓撲學，圖論關系密切，作為一門年輕的分支，它還有許多未解決的問題，比如扭結分類問題。現代理論物理中的場論，統計物理，粒子物理，相對論都試圖使用扭結理論以給出形象的計算，簡化數學（尤其是積分）計算。理論生物學的DNA模型理論也是扭結理論的重要應用領域。

美國納爾遜提出大統一理論所面臨的頂夸克問題

美國納爾遜1984年提出大統一理論所面臨的頂夸克問題，并預測頂夸克的質量近于150Gev。大統一理論（grand unified theories，GUTs），是用同一組方程式描述全部粒子和力(強相互作用、弱相互作用、萬有引力、電磁相互作用四種人類目前所知的所有的力)的物理性質的理論或模型的總稱。這種理論有時也稱為萬物之理，或TOE。

美國埃利亞斯等獲得自由電子激光

美國埃利亞斯等于1984年獲得自由電子激光。自由電子激光是利用自由電子為工作媒質產生的強相干輻射，它的產生機理不同于原子內束縛電子的受激輻射。自由電子激光的基本原理是通過自由電子和輻射的相互作用，電子將能量轉送給輻射而使輻射強度增大。中國科學院高能所已于1993年制成我國第一臺自由電子激光裝置。

美國馬修斯小組獲得X光激光

1984年，美國在實驗室首次獲得了X光波段的激光，也就是X光激光。X光激光具有獨特的優點，使它在生命科學、能源科學、材料科學等許多科學技術領域有廣泛的應用前景，也必將對我們的生活產生重大影響。

日本山本茂發現70余種植物具有血型

日本山本茂通過對700余種植物進行血型檢驗，發現70余種植物具有血型。蘋果、草莓、南瓜、山茶、辛夷等60種植物是O型；珊瑚樹等植物是B型；葡萄、李子、蕎麥、單葉楓等是AB型。可是沒有找到A型的植物。植物和動物一樣也有體液循環，植物體液同樣擔負著運送養料、排出廢物的任務，體液細胞膜表面也有不同分子結構的型別，這便是植物也有血型的秘密所在。植物的血型物質除了是植物能量的貯藏物外，還擔負著保護植物體的任務。

中國何葆光小組研制乙肝基因工程疫苗

1984年，中國何葆光小組研制乙型肝炎基因工程疫苗。乙肝基因工程疫苗是用基因工程技術將乙型肝炎表面抗原基因片段重組到中國倉鼠卵巢細胞(CHO)內，通過對細胞培養增殖，增殖分泌乙肝表面抗原于培養液中，經純化加佐劑氫氧化鋁后制成。疫苗外觀有輕微乳白色沉淀。

日本三菱電機公司研制成高性能通用數字控制裝置

日本三菱電機公司在世界上首次研制成功高性能通用數字控制裝置“MELDAS-LO”及“MELDAS-MO”。

日本研制成雙穩態半導體激光器

1984年，日本在世界上首次采用了由雙穩態半導體激光器和集成化矩陣光開關組成的4位光存儲器，通過它把8Mb/s的數字化圖像信號轉變為光信號，然后原封不動地將光信號以32Mb/s進行時分交換。這項光交換實驗已經獲得成功。新研制的雙穩態激光器把雙溝道平面隱埋異質結構激光器的電極分為兩個，并在激活層內設置可飽和吸收區。采用這樣的結構，在常溫下便可使光存儲器工作。

世界上第一臺利用光纖通訊網的錄像電話在法國啟用

1984年5月21日，世界上第一臺利用光纖通訊網的錄像電話在法國西南部的比亞里茨正式起用。光纖通訊網是未來的通訊系統，因為光纖的阻力比同軸電纜小10倍，但容量卻大10倍，因此，可以逐步代替傳統的銅纜。光纖通訊網可用于錄像電話、電視聯播網和存取資料及圖像。

1985年

日本電信電話公司首次設計出電子計算機DFM

日本電信電話公司1984年首次設計出適合制作推論和學習等高級軟件的、能以高速度處理人工性程序語言的電子計算機DFM。

美國提出戰略防御計劃——星球大戰計劃(SDI)

星球大戰計劃也就是反彈道導彈防御系統之戰略防御計劃，簡稱星球大戰（Strategic Defense Initiative，簡稱SDI）。1985年1月4日由美國政府立項開發，定名為反彈道導彈防御系統的戰略防御計劃，旨為以各種手段攻擊敵方外太空的外太空洲際戰略導彈和航天器，以防止敵對國家對美國及其盟國發動的核打擊。計劃于1994年開始部署，于20世紀90年代宣布中止。

美國波爾瑙提出熱力學第四定律

1985年，在電路理論研究中，美國威斯康星大學化學教授波爾瑙（G.F.Pollnow）提出了熱力學第四定律。該定律指出：“任何能量轉換的網絡(或遠離平衡態的耗散結構)是由一個與其環境藕合的瞬時系統組成的，這個系統的勢能耗散率不僅受到系統內部的制約，而且受到外部環境的限制。”

美國斯莫利研制出高穩定的中空碳分子

1985年，理查德·斯莫利(R.E.Smalley，1943.6.6-2005.10.28)與同事羅伯特·柯爾以及英國薩塞克斯大學教授哈羅德·克羅托發現碳的球狀結構，三人同獲1996年諾貝爾化學獎。這種名為“富勒氏”結構的碳元素新結構，其原子以6種晶體形式排列在封閉的框架中。因其形狀如同小球，這種結構的碳又被稱為“布基球”。他們的這一發現開創了化學研究新領域，對宇宙化學、超導、材料化學和材料物理的研究有重大意義。

美國喬爾戈夫斯基發現100多億光年外的星系

1985年，美國喬爾戈夫斯基等發現距地球100多億光年的星系。

美國哈特發現大腦中的詞匯按類編排

美國哈特小組1985年發現大腦中的詞匯是按類編排的。

美國奧格爾小組研制出一種不用工具酶切斷DNA鍵的方法

1985年，美國奧格爾小組研制出一種不用工具酶切斷DNA鍵的方法。工具酶能夠識別雙鏈DNA分子中的某種特定核苷酸序列，并切割DNA雙鏈核苷酸內切酶。

1986年

蘇聯發射新一代空間站“和平”號

1986年，蘇聯發射新一代空間站“和平”號進入太空運行。這是蘇聯繼1971年、1977年發射“禮炮”1號、6號后的第三代空間站。它的最大特點是有6個對接口，可以同時和6艘宇宙飛船或航天器對接，組成一個大型軌道聯合體，成為未來空間城的雛型。

我國成功發射一顆實用通信衛星

1986年2月1日，我國用“長征3號”運載火箭將“東方紅2號”實用通信衛星準確送入大橢圓軌道，衛星上儀器工作正常。2月20日，衛星定點于東經1030赤道上空的地球同步軌道上。這顆通信衛星可以覆蓋中國全部國土。

昂內斯

美國繆勒和貝德諾茲發現高溫超導電現象

1986年夏，當時在瑞士工作的物理學家繆勒（Muller）和貝德諾茲（Bednorz）發現，一類特殊的銅氧化物超導轉變溫度高達近40度絕對溫度。超導現象是1911年由荷蘭物理學家昂內斯（1853.9.21-1926.2.21）發現的。他發現當溫度降到絕對溫度4.2度時（絕對溫度零度相當于零下273攝氏度），水銀的電阻突然消失了。可惜的是，傳統的超導電現象只能在液氦溫區（-269℃）才能出現，而氦是一種稀有氣體，因而大大限制了超導的應用。

我國在超導材料研究中取得重大進展

1986年底，中國科學院物理研究所趙忠賢（1941.1.30-）、陳立泉（1940-）等科技人員，在實驗中發現了起始轉變溫度為48.6k(絕對溫度48.6度)的鋇鑭銅氧化物超導體，并觀察到70k時具有超導現象。這是當時國際上正式公布的轉變溫度最高的新型超導材料。1987年2月20日，趙忠賢等13名科研人員，再次發現了起始轉變溫度為100k以上的超導體，使我國在低溫超導材料領域又一次居世界領先地位。

我國第一座遙感衛星地面站建成

1986年2月20日，我國從美國引進的第一座地球資源遙感衛星地面站建成，經過幾個月的試運行之后，由中國科學院組織專家進行了驗收鑒定。鑒定結果表明，地面站主要技術指標已達到設計要求。這座地面站的建成，填補了我國高技術領域的一項空白，標志著我國在衛星數據的接收與處理技術方面進入世界先進行列。

王大珩等四位科學家提出跟蹤研究外國高技術發展的建議

1986年3月初，王大珩（1915.2.26-2011.7.21）、王淦昌(1907.5.28-1998.12.10)、楊嘉墀（1919.7.16-2006.6.11）和陳芳允（1916.4.3-2000.4.29）四位老科學家針對世界高技術競爭對我國的影響，寫信向中央提出“關于跟蹤研究外國戰略性高技術發展的建議”。這一建議得到了中央的高度重視。鄧小平于3月5日立即作出批示：“這個建議十分重要。”“此事宜速作決斷，不可拖延。”王大珩等科學家的建議和鄧小平的批示都是在1986年3月作出的，由此而提出的高技術研究發展計劃被稱為“863計劃”。

中國長波授時臺通過國家鑒定

1986年6月16日，中國科學院陜西天文臺的長波授時臺通過了國家鑒定。長波授時臺是一個微秒級的高精度授時系統，是國家重點工程項目，是戰略武器、航天技術發展和現代化建設必不可少的設備。該項成果被評為1986年我國十大科技成果之一。

美國“挑戰者號”航天飛機發生爆炸

1986年1月28日上午，美國“挑戰者號”航天飛機從佛羅里達州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心的發射架上升空，73秒鐘后突然爆炸，價值12億美元的航天飛機被炸成碎片墜入大西洋，7名機組人員全部遇難，其中包括美國37歲的中學女教師麥考利夫。這是“挑戰者”號的第10次飛行，也是美國航天飛機的第25次飛行。

美國德拉帕朗發現直徑7500萬光年的星系際“泡”

美國德拉帕朗等1986年發現直徑為7500萬光年的星系際“泡”。

美國阿基根提出地殼壓力積累越多尾波越短理論

1986年，美國阿基根提出地震的地殼壓力積累越多尾波越短的理論。

日本沼間正策成功地進行慢分子開關克隆

1986年，日本沼間正策成功地進行慢分子開關克隆。

法國拉茲鄧斯基發現在動物體內存在脫落酸植物激素

1986年,法國拉茲鄧斯基小組發現在動物體內存在著一種稱為脫落酸（ABA）的植物激素。

蘇聯切爾諾貝利核電站發生重大事故

1986年4月26日，世界上最嚴重的核事故在蘇聯切爾諾貝利核電站發生。災難性大火造成的放射性物質泄漏，污染了歐洲的大部分地區，國際社會廣泛批評了蘇聯對核事故消息的封鎖和應急反應的遲緩。此事故列為核事故的第七級（頂級）。切爾諾貝利核電站是前蘇聯最大的核電站，共有4臺機組。

1987年

美國朱經武小組發現臨界溫度為-220.7℃的超導材料

美國朱經武小組發現臨界溫度為-220.7℃的超導材料。1987年初，在美國工作的華裔科學家吳茂昆（1949.12.6-）、朱經武（1941.12.2-）等發現了超導轉變溫度高達90度絕對溫度的超導體，幾天后，中國科學院物理研究所趙忠賢、陳立泉等以及日本的科學家也分別獨立地發現了超導轉變溫度為100度絕對溫度以上的超導體。超導體不能在液氮溫區（絕對溫度78度）工作的禁區終于被打破了。氮在空氣中有的是，而空氣的液化是一種廣泛應用的技術。

美國國家標準局制成第一臺實用裝置——超導量子干涉儀

1987年，美國國家標準局制成第一臺實用裝置——超導量子干涉儀。超導量子干涉儀，為一種極高靈敏度的磁量儀，可用以探測極小磁場。其工作原理是利用包含約瑟夫森截面 (Josephson junction)的超導線圈，在磁場下可用以探測磁通量量子 (magnetic flux quantum)的性質而制成。

美國理查森和日本松本發現500－700微米紅外背景輻射

美國理查森（Willans Richardson，1879-1959）和日本松本于1987年發現500微米-700微米的紅外背景輻射。

日本藤本重義提出晚期癌癥的免疫療法

1987年，日本的藤本重義、桔川桂三研究出世界首創的癌免疫療法──CTL療法，并在晚期癌患者的臨床試驗中獲得成功。

美國林斯克爾提出大腦網絡工作原理

美國林斯克爾1987年提出有關大腦網絡工作的原理。

美國科學家制成第一幅包括人類所有23對染色體在內的人體基因定位圖

1987年，美國科學基金會在華盛頓舉辦的生物工程小組會上提出組織工程概念。美國科學家制成第一幅包括人類所有23對染色體在內的人體基因定位圖。戈登（Gordon）獲得分泌組織纖溶酶激活因子TPA的轉基因小鼠。利根川進闡明與抗體生成有關的遺傳性原理的工作獲得諾貝爾獎。

1988年

印刷術進入光與電時代

中國是印刷術的故鄉。早在公元7世紀和11世紀，中國就先后發明了雕板印刷和活字印刷術，15世紀德國才制造出世界上第一臺鉛字印刷機。

19世紀照相機的問世造就了照相排版技術的出現，至本世紀七八十年代出現了計算機激光掃描照排系統。1988年，一位法國作家把一部有15萬字符的詩集手稿在上午9時送到出版社，下午5時就在印出的有110頁的新書上寫好了贈送朋友的題詞，創造了當時的吉斯尼世界紀錄。中國的北大方正作為這場革命的先導企業集團在80年代實現了從鉛排到激光照排的更新換代，使中國的印刷業告別了鉛與火，進入了光與電的時代。

中國大陸首例試管嬰兒降生

1988年3月10日，大陸第一例試管嬰兒在北京醫科大學第三臨床醫院降生。該女嬰體重3900克，身長52厘米。主持此項研究的是北京醫科大學第三臨床醫院婦產科專家張麗珠教授。這是我國生殖醫學領域的一項重大成果。

蘭州重離子回旋加速器總裝完畢開始調試

我國最大的重離子物理實驗設備——蘭州重離子回旋加速器總裝完畢，于1988年7月13日開始調試。這臺重離子加速器是我國能量最高、粒子種類最多、規模最大的重離子加速器，建于中國科學院近代物理研究所內，是世界上第三臺同等規模的重離子加速器。這一成就為我國重離子物理研究提供了強有力的實驗手段，也使我國回旋加速器研制達到國際先進水平。

“長征4號”運載火箭發射“風云1號”氣象衛星成功

1988年9月7日，我國使用“長征1號”新型運載火箭從太原衛星發射中心成功地發射一顆命名為“風云1號”的試驗氣象衛星。衛星順利地進入近圓形的太陽同步軌道，星上儀器工作正常。

我國核潛艇水下發射運載火箭成功

1988年9月14日-27日，我國核潛艇進行了向預定海域發射運載火箭的試驗。這次試驗的運載火箭，是由我國自行研制的核潛艇從水下發射的。火箭準確濺落在預定目標海域，整個試驗獲得圓滿成功。

北京正負電子對撞機首次對撞成功

1988年10月16日，中國科學院高能物理研究所自行研制的正負電子對撞機首次對撞成功。10月24日，鄧小平等黨和國家領導人在中國科學院院長周光召陪同下視察了北京正負電子對撞機國家實驗室。鄧小平在視察過程中指出：任何時候，中國都必須發展自己的高科技，在世界高科技領域占有一席之地。我們不僅要搞加速器，還要參與其他高科技領域的發展。

長江葛洲壩水利樞紐工程基本建成

葛洲壩水利樞紐是我國萬里長江上興建的第一座具有發電、防洪、航運和調節徑流等功能的大型綜合水利樞紐工程。工程規模宏大，建筑雄偉。大壩高70米，長2606.5米，控制流域面積達100萬平方千米。主體建筑包括電站廠房、通航船閘、泄洪閘、沖沙閘等。其中船閘尺寸之大為世界各國水利工程所罕見。電站裝有21臺水輪發電機組，發電總容量271.5萬千瓦。1970年12月30日，葛洲壩水利樞紐工程正式破土動工，1988年12月10日基本建成。

丁夏畦

中國丁夏畦等解決等熵氣流拉克斯-弗里德里希差分格式收斂性問題

1988年，中國丁夏畦(1928.5.25-)、羅佩珠、陳貴強（1963.5.25-）解決等熵氣流拉克斯-弗里德里希差分格式的收斂性問題。

美國蔡廷證明數學的邏輯結構可以是隨機的

美國蔡廷（Gregory Chaitin）于1988年證明數學的邏輯結構可以是隨機的。

日本住友電氣工業公司研制成的鉈系高溫超薄膜臨界電流密度高達每平方厘米353萬安培

日本住友電氣工業公司1988年使用高頻濺射法研制成的鉈系高溫超薄膜臨界電流密度高達每平方厘米353萬安培。日本住友電氣工業株式會社(Sumitomo Electric Industries)創立于1897年，是世界上最著名的通信廠商之一。其光纖光纜產銷量多年來一直名列世界前列，年產值約30億美元。

中國徐立禮等獲得異體試管嬰兒

1988年6月7日，我國首例異體試管嬰兒在湖南醫科大學附屬第二醫院呱呱墜地。他是我國大陸第一例男性試管嬰兒。這項科研課題是由湖南醫科大學生殖工程研究室徐立禮副教授，盧光副研究員和張志勝教授主持的。1987年9月，他們為湖南常德皮鞋廠某女工施行了異體胚胎移植術，使她受孕。嬰兒出生時體重為3000克。

美國希梅爾和華裔科學家侯雅明破譯第二種遺傳密碼

1988年，美國希梅爾和美籍華裔科學家侯雅明合作破譯了第二種遺傳密碼。科學家終于明白，脫氧核糖核酸并不直接制造蛋白質。它只是把它的指令傳輸給信使核糖核酸，而它又把這一指令傳輸給轉移核糖核酸。轉移核糖核酸再指示第二種遺傳密碼使用氨基酸組裝蛋白質。第二遺傳密碼的破譯，使科學家有辦法更改細胞內遺傳基因的命令，有利于基因工程技術的進一步發展。

日本三菱研制成模擬人腦結構的神經電子計算機模型

1988年，日本三菱電子計算機中央研究所研制成模擬人腦結構的神經電子計算機模型。具有模仿人的大腦判斷能力和適應能力、可并行處理多種數據功能的神經網絡計算機，可以判斷對象的性質與狀態，并能采取相應的行動，而且可同時并行處理實時變化的大量數據，并引出結論。神經電腦除有許多處理器外，還有類似神經的節點，每個節點與許多點相連。它還具有聯想記憶、視覺和聲音識別能力。

1989年

我國超導材料研究又獲重大成果

1989年2月22日，中國科技大學超導研究中心研制成功零電阻溫度高于130K的超導材料——鉍鉛銻鍶鈣銅超導體，創造了當時世界上超導零電阻溫度的最高記錄。

中國南極中山站建成

繼1985年2月20日我國南極長城站建成并投入使用之后，我國又一座南極科學考察基地——中國南極中山站于1989年2月26日在南極拉斯曼丘陵建成。

我國首胎“試管綿羊”培育成功

1989年3月10日，內蒙古大學實驗動物研究中心培育成功我國首胎“試管綿羊”。這是我國科技人員在這個領域的研究工作中取得的一項突破。同年8月15日，我國首胎“試管牛”又在該研究中心培育成功。

我國自行研制的2.16米天文望遠鏡投入使用

我國自行設計制成的遠東地區最大的天文望遠鏡于1989年10月安裝調試成功并投入使用。這架鏡面直徑為2.16米，耗資2500萬元的巨型望遠鏡，研制工作歷時15年，是當時我國在宇宙探測方面投入費用最大的科學實驗設備，現放置在中國科學院北京天文臺。這臺天文望遠鏡的研制成功，是我國基礎研究領域的一項重要成果。

我國第一座5兆瓦低溫核供熱反應堆啟動

1989年11月11日，北京郊區的我國第一座低溫核供熱反應堆啟動，它標志著我國在低溫核供熱技術領域達到了世界先進水平。利用核能代替化石燃料進行城市集中供熱，是國際上正在探索的核能和平利用的課題之一。這座由清華大學核能技術研究所設計建造的5兆瓦低溫核供熱反應堆，是世界上第一座投入運行的殼式核反應堆。這座反應堆已經通過國家鑒定和驗收。

羊八井地熱電站建成

1989年，西藏羊八井地熱電站建成，總裝機容量為19180千瓦。這是中國首座工業性試驗地熱電站，也是中國最大的地熱電站。

美國丘得諾夫斯基把圓周率π算到4.8億位數字

電子計算機的出現使π值計算有了突飛猛進的發展。1989年，美國哥倫比亞大學研究人員用克雷－2型和IBM－VF型巨型電子計算機計算出π值小數點后4.8億位數，后又繼續算到小數點后10.1億位數，創下最新的紀錄。

世界上最大的粒子加速器——歐洲“萊潑”正負電子對撞機

歐洲“萊潑”正負電子對撞機座落在法國和瑞士邊界汝拉山下的一條地下隧道里。它能模擬宇宙在數億年前大爆炸時的情景，讓正負電子在對撞機內循著相反方向、以光的速度運行、相撞。試驗結果表明，“萊潑”粒子加速器最大能量可達到1000多億電子伏，并能大量生產“Z”粒子，供科學家們研究該粒子本身的質量、壽命、衰變等特性，進一步了解宇宙運動的基本規律。

日本獲得相當于太陽中心密度4倍的等離子體

1989年7月，日本大阪大學核聚變研究中心成功地獲得相當于太陽中心密度4倍的等離子體，如使現有功率再增加10倍，即可實現激光核聚變。如果實用性核聚變反應堆研制成功，那么，世界上的海洋將是取之不盡、用之不竭的能量來源，這將為人類實現可持續發展戰略提供基本保證。

美國約瑟姆和澳大利亞泰勒提出月球形成的大沖撞理論

美國約瑟姆和澳大利亞泰勒1989年提出月球形成的大沖撞理論。

中國范必勤研制出試管奶牛

范必勤（1931.1.6-），動物胚胎工程學家，中國動物生物技術主要開創者和奠基人之一。1986年研究成功“試管兔”，成為中國哺乳動物首次成功的范例，相繼又獲得首例冷凍體外授精胚胎的“試管牛”；1990年又獲得第一批“試管豬”。對中國胚胎工程領域的研究起了先導作用。

美國初步研制成預防艾滋病疫苗

1989年，美國圣地亞哥索爾克生物學研究所初步研制成功預防艾滋病疫苗。

美國首次實現將外源基因植入人體

1989年，美國癌癥研究所在世界上首次實現將外源基因植入人體。美國國家癌癥研究所(National Cancer Institute, NCI) 是美國癌癥研究和資助的主要機構，是美國國立衛生研究院(National Institutes of Health, NIH)所屬的27個研究所中歷史最為悠久的研究所。1937年美國總統羅斯福（Franklin D. Roosevelt）批準國家癌癥法案（National Cancer Act），隨后NCI正式成立。

日本研制成世界上第一臺激光磁盤錄像機

1989年，日本先鋒電子公司和國際電信公司聯合研制成世界上第一臺激光磁盤錄像機。