2015年國內十大科技新聞解讀

編者按：隨著中國科技實力快速進步，十大科技新聞評選越來越難，太多的學科領域和技術門類產出了令人矚目的成果。一直為您實況轉播中國科技馬拉松大賽的我們，在評選2015年重頭新聞的時候，不得不忍痛割愛，舍棄一些有戰略意義的技術進展、精彩的科學原創成果和抓人眼球的科學傳播事件。不過我們相信，最終入榜的，雖未涵蓋過去一年所有的科技大事，卻能讓讀者窺一斑而知全豹。

防護等級最高的

傳染病實驗室建成

小城突發怪病，一群白大褂采集了樣本，送入層層間隔的實驗室，在密閉實驗艙里隔著塑膠長手套操作……電影里經常會講到P4實驗室。它是專用于烈性傳染病研究的大型裝置，是人類迄今為止建造的生物安全防護等級最高的實驗室。

中國科學院武漢國家生物安全實驗室2015年1月31日竣工。至此我國終于有了國際先進的P4實驗室，可以研究類似埃博拉病毒具有烈性傳染的病原體了。

進入P4的核心實驗區之前，每進一道門都面臨更低的氣壓，保證P4實驗室的空氣只能從外往里走。10道門里，有7道保證不會同時打開。還有一系列設計，比如堪比宇航服的密封工服、帶消毒設備的傳遞口以及監控全記錄與幾層電子門禁，讓P4實驗室成為地球上最戒備森嚴、難以接近的角落。

武漢P4實驗室建成之前，全球僅主要發達國家擁有這類裝置，其中新一代版本的法國里昂實驗室是最為先進的。SARS爆發后，我國政府戰略性地啟動了P4實驗室的建設，在引進里昂P4實驗室技術和裝備的基礎上，充分發揮中國工程科技人員的智慧，終于建成世界上最先進的P4實驗室。

中科大首次成功實現

“單光子多自由度量子隱形傳態”

科幻電影《星際迷航》里，一位船員站上機器平臺，他的身影模糊起來，然后突然消散。瞬間，絲毫無差別的一個人，出現在另一座星球上的傳送臺上——這個想象中的技術被取名叫“Teleportation（瞬間移動）”。

2015年2月26日，《自然》雜志封面發表了潘建偉、陸朝陽等人的《單個光子的多個自由度的量子隱形傳態》論文，讓眼尖的科幻取向的讀者們挑出來，大為贊嘆。因為它完成的就是某種意義上的“瞬間移動”。

1997年，采用間接的“量子糾纏”技術，一個光子的偏振狀態被瞬間轉移到遠方。但是，不能說光子被傳送走了。因為動量、波長等其他信息沒有傳走，就好像光傳人的身高信息不行，還得傳送體重、年齡等等。

中國科學家發展了“非摧毀性的測量技術”，首次讓一個光子的“自旋”和“軌道角動量”兩項信息能同時傳送。

《自然》同期配發評論稱：“該實驗為理解和展示量子物理的一個最深遠和最令人費解的預言邁出了重要的一步，并可以作為未來量子網絡的一個強大的基本單元。”審稿專家認為實驗“絕對新穎、重要，處于量子光學和量子信息領域的最前沿，可認為是一大成就”。

新政策力挺“大眾創業、

萬眾創新”和科技體制改革

2015年的政府工作報告明確提出，打造大眾創業、萬眾創新和增加公共產品、公共服務成為實現中國經濟提質增效升級“雙引擎”。當前，全社會的創業創新熱情不斷高漲，創業創新氛圍日益濃厚。

3月，國務院印發《關于發展眾創空間推進大眾創新創業的指導意見》，部署推進大眾創業和萬眾創新，“加快發展眾創空間等新型創業服務平臺，營造良好的創新創業生態環境”。同樣在3月發布的《關于深化體制機制改革加快實施創新驅動發展戰略的若干意見》則提出，到2020年，基本形成適應創新驅動發展要求的制度環境和政策法律體系，為進入創新型國家行列提供有力保障。

與此同時，科技界普遍關心的科技體制改革也傳出新消息。9月，《深化科技體制改革實施方案》出臺，該方案包括企業技術創新、科研機構改革、人才培養激勵等多項改革舉措。該實施方案提出，到2020年，力爭我國在科技體制改革的重要領域和關鍵環節上取得突破性成果，并基本建立適應創新驅動發展戰略要求、符合社會主義市場經濟規律和科技創新發展規律的中國特色國家創新體系。

發現外爾費米子

近百年前的一個預言被證實了。2015年7月，中國科學院物理研究所發布消息：他們發現了具有“手性”的電子態——外爾費米子。物理所表示，中國科學家的這一發現，從材料理論預言到實驗觀測都是獨立完成。

基本粒子雖然小，但像地球一樣是可以自轉的，而且可以正轉也可以反轉。1929年，德國科學家外爾推測，無“質量”（線性色散）的電子，可以分為左旋和右旋兩種不同“手性”，或者說存在“外爾費米子”。但是86年來實驗從未觀測到。

中科院物理所的科學家年初找到了鉭砷晶體（TaAs）等四種非磁性的外爾半金屬材料，是取得進展的關鍵。

中國人的發現2014年12月31日提交電子預印本網站（Arxiv）后，中科院物理所、北京大學、美國普林斯頓大學等團隊都試圖在TaAs中找到外爾費米子。這是一場激烈競爭。普林斯頓大學團隊和中科院物理所團隊幾乎同時宣布成功。

“不是通過加速器，而是簡單地在晶體里發現了新的粒子現象。這或許對其他實驗有啟發：凝聚態物理里，通過一些低能激發，可能產生高能物理范圍的粒子行為。”物理所研究員翁紅明說，他們還將試著尋找“拓撲超導”等新物理現象。

如今在科學前沿領域，中國人的原創成就是越來越多了。可以預計，今后在前沿科學的跑道上，中外科學家還將一次次為率先撞線而拼搏。

中國學者論文遭國際期刊大量撤回

對于國內某些學者，2015年似乎是多事之秋，他們發表在一些國際期刊的文章被撤下了。3月，英國BMC出版社撤回43篇論文，其中41篇來自中國；8月，德國施普林格出版集團撤回旗下64篇論文，絕大部分來自中國；10月，愛思唯爾撤銷旗下9篇論文，全部來自中國。

施普林格出版集團在聲明中說，該集團的期刊編輯最先發現一些論文的評議人電子郵件地址的真實性存在問題，隨后展開的內部調查發現了大量偽造的同行評議報告。所謂同行評議是學術刊物普遍采用的一種論文評審制度，一般由刊物編輯邀請論文所涉領域的學者進行評議。一直以來，許多出版社都允許論文作者在遞交相關材料的過程中向期刊編輯推薦同行評議的人選，但這一次就被鉆了空子。

構建誠信土壤是學術生存的根本，因此打擊學術不端行為非常有必要，而且力度應該進一步加大，2015年的國際期刊撤回論文系列事件，給一些心存僥幸的投機者以警醒。

論文發表至上，造成發表論文和拿下課題成為一些學人的終極目標，由此而來的弊端，各國均受其害，中國學術界也不例外。有些論文是通過單位行政部門硬性規定，批量生產出來的。這些硬擠出來的成果，不少是缺乏學術價值的垃圾論文，還有一些涉嫌學術不端。應對這一弊端，既需要改革科研評價制度，也要弘揚科學道德，從管理和思想兩方面厘清學界風氣。

獲得高分辨率的

剪接體三維結構圖

2015年8月，《科學》雜志發表了清華大學生命科學學院施一公研究組的兩篇論文，《3.6埃的酵母剪接體結構》和《前體信使RNA剪接的結構基礎》。研究組用冷凍電鏡獲得了分辨率高達3.6埃米的剪接體三維結構，并在此基礎上，闡述了剪接體是如何剪接的。

DNA要表達成生命活動，就離不開剪接體。剪接體由核糖核酸和蛋白分子組成，可以把已具雛形的信使RNA（DNA和蛋白質之間的傳話人）剪掉一些片段，再加上一些片段，變成合格的信使。

一直以來，解析剪接體三維結構被認為是分子生物學里的熱門研究。因為許多疾病源于基因的錯誤剪接或針對剪接體的調控錯誤。在真核生物中，基因表達由RNA聚合酶、剪接體和核糖體合力工作。而剪接體作為生命中的一大工具，其結構解析的難度被普遍認為高于RNA聚合酶和核糖體。

施一公團隊成功的前提，是使用了裂殖酵母為實驗對象，并且擁有世界最大的冷凍電鏡。他們的研究成果，使人們第一次在近原子分辨率上看到了剪接體的細節——剪接體的外形輪廓十分不對稱，各個蛋白相互纏繞，形成了分子量和體積巨大的復合物。這是自1993年RNA（核糖核酸）剪接發現以來，科學家率先對剪接體近原子分辨率結構進行解析，對人類進一步揭示與剪接體相關疾病的機理，提供了結構基礎和理論。

中國鍶光鐘1.38億年不差一秒

一秒到底有多長？好像能說清，但永遠不能完全說清。報時的機器有多精確，時間的定義就有多精確。中國計量科學研究院研制的鍶87原子光晶格鐘（以下簡稱鍶光鐘）數據首次被國際頻率標準工作組采納，為我國未來在重新定義秒的國際問題上爭得了話語權。2015年7月，中國科學家順利完成了鍶光鐘的第一次系統頻移評定和絕對頻率測量工作，準確度相當于1.38億年不差一秒。

鍶光鐘是目前世界上頻率穩定度最高的原子鐘，也是研究最多的冷原子光晶格鐘，高出現行秒定義所采用的銫原子噴泉鐘2個數量級，被認為是新一代秒定義最有潛力的候選者。它使用好幾個不同波長激光光源，從而使頻率一致化，結構十分復雜。

中國計量院鍶原子光晶格鐘研究工作始于2007年。目前，包括中國計量院在內，已有美國科羅拉多大學與美國標準與技術研究院聯合實驗室、日本東京大學、法國巴黎天文臺時間頻率標準實驗室等8家單位的鍶光鐘數據被國際頻率標準工作組采納。

國際頻率標準工作組9月在法國決定，于2025～2028年間完成新一代秒的定義。如果使用光鐘的新技術來重新定義秒，將對全球衛星定位導航系統、人類探索宇宙和研究物理學規律等領域產生極為深遠的影響。

中國女科學家屠呦呦

獲諾貝爾生理學或醫學獎

中國大陸科學家拿諾貝爾獎還要多久？2015年10月5日，隨著瑞典卡羅琳斯卡醫學院宣布屠呦呦榮獲2015年諾貝爾生理學或醫學獎，幾十年以來，這般縈繞在國人耳邊無數次的詰問就此終結。

作為第一位獲諾貝爾科學獎項的中國本土科學家，84歲的中國女藥學家屠呦呦長期從事中藥和中西藥結合研究。在獲獎致辭中，屠呦呦感言青蒿素是傳統中醫藥獻給世界的禮物。瘧疾是一種因蚊叮咬而感染瘧原蟲所引起的蟲媒傳染病。在歷史上，瘧疾是最為流行且兇險的傳染病之一。屠呦呦從我國傳統醫學典籍中獲得靈感，從野草中提取出抗擊瘧疾的良藥。青蒿素現在已在全球拯救了數以百萬的生命。屠呦呦與她所在科研團隊發現的青蒿素必將載入科技發展歷程的光輝史冊。

“中醫究竟是不是科學”常成為論戰題目。屠呦呦因其發現的青蒿素對治療瘧疾具有強大作用而獲獎，不僅展示了中國在醫學方面的斐然成就，讓世界重新認識到傳統中醫藥的巨大價值，也順帶引起了網上新一輪熱議和論戰。

中國自研大型客機C919首架下線

2015年11月2日，我國自主研制的C919大型客機（COMAC C919）首架機正式下線。C919能成為“網紅”并非單純是“主要看氣質”。作為中國首款按照最新國際適航標準研制的干線民用飛機，C919基本型混合級布局158座、全經濟艙布局168座、高密度布局174座，標準航程4075公里，增大航程5555公里。針對先進的氣動布局、結構材料和機載系統，C919的研制人員共規劃了102項關鍵技術攻關。C919大型客機是建設創新型國家的標志性工程，擁有自主知識產權。

C919正式下線標志著C919大型客機項目工程發展階段研制取得了階段性成果，為下一步首飛奠定了堅實基礎。作為《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（2006～2020）》確定的16個重大專項之一，大型飛機體現了我國建設創新型國家，提高自主創新能力和增強國家核心競爭力的重大戰略決策。

回顧中國大飛機研制過程，從不計成本、以造軍用飛機的方式做出運-10的“任性”，到尊重市場規律生產出“顏值高”的C919。這些年里，我國飛機產業發展面臨著國際社會和市場環境的風云變幻，然而，包括C919研制人員在內的廣大航天航空人發展產業的報國愿景卻一如當初。

暗物質衛星“悟空”上天

暗物質是宇宙最大謎題之一。我們從超額的引力推測它們存在，但是無法證實它們是什么東西。現在，一個小個子中國衛星要加入搜尋暗物質的工作了。

搭載著暗物質粒子探測衛星的長征二號丁運載火箭，2015年12月在酒泉衛星發射中心升空，順利入軌。24日，衛星成功獲取首批科學數據，并下傳至中科院國家空間科學中心空間科學任務大廳。未來它會巡天觀測兩年，然后定向觀測兩年。

名為“悟空”的暗物質粒子探測衛星，是中科院空間科學戰略性先導科技專項中首批立項研制的4顆科學實驗衛星之一，是目前世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優的暗物質粒子探測衛星，超過所有同類探測器。衛星上裝載的暗物質粒子探測器，將在太空中開展高能電子及高能伽馬射線探測任務，探尋暗物質存在的證據。它還將幫助科學家研究宇宙射線起源。

暗物質粒子探測衛星工作軌道為高約500千米的晨昏太陽同步軌道，每天平均觀測500萬個高能粒子，每天回傳的數據量約16G，相當于一部高清電影的數據量。衛星根據任務需求，采用BGO量能器結合硅陣列探測器和塑閃陣列探測器，完成高能粒子能量、方向、電荷的測量，并以中子探測器提高電子與質子鑒別率。

暗物質粒子探測衛星是我國第一顆由中科院完全研制、生產的衛星，中科院國家空間科學中心負責衛星工程的總體工作。