中國十大科技成果盤點

本刊編輯部

歲末將至，回首2022，這一年極為重要又極不平凡。這一年，在全黨全國各族人民邁上全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征程、向第二個百年奮斗目標進軍的關鍵時刻，黨的二十大勝利召開。這一年，科技創(chuàng)新事業(yè)取得全面發(fā)展，人工智能、量子信息、航空航天、深地深海、生物育種、生命健康等領域取得了一系列重大原創(chuàng)成果，建設了一批“國之重器”，科技創(chuàng)新成績令世界矚目。本刊編輯部在系統(tǒng)梳理2022年取得的眾多重大科技成果基礎上，以“突破性”“原創(chuàng)性”“標志性”“前沿性”為線索，綜合遴選出具有代表性的十大科技成果。

一、搭載5G超高清演播室，北京冬奧列車來了

2022年1月6日，北京冬奧列車暨高鐵5G超高清演播室在京張高鐵清河站上線。在首發(fā)冬奧列車上，由中央廣播電視總臺聯(lián)合相關單位創(chuàng)新建設的高鐵5G超高清演播室正式運行。這是全球首次在350公里時速的高鐵列車上，依托5G技術(shù)打造超高清直播演播室，實現(xiàn)超高清信號的長時間穩(wěn)定傳輸。

中央廣播電視總臺聯(lián)合國鐵集團、北京鐵路局集團公司和中國聯(lián)通、中國移動等多方力量，充分發(fā)揚“工匠精神”，成功在冬奧專列上建成以輕量化、移動化、全lP技術(shù)為特點的5G超高清演播室。建設冬奧高鐵5G超高清演播室，是中央廣播電視總臺貫徹落實習近平總書記對總臺工作系列重要指示精神，以前沿技術(shù)打造全新體驗，努力實現(xiàn)“科技冬奧·8K看奧運”目標的重要舉措。中央廣播電視總臺在這一列車上搭建的高鐵5G超高清演播室，是“高鐵”與“高清”的強強組合，在世界上首次實現(xiàn)時速350公里高速列車上的5G超高清演播，不僅為北京冬奧會提供了高品質(zhì)的服務保障，也將促進鐵路技術(shù)與5G等新技術(shù)的深度融合。

北京冬奧列車依托我國自主研制的時速350公里復興號動車組，為北京冬奧會量身定制了“瑞雪迎春”智能型復興號高速動車組，在世界上首次實現(xiàn)了時速350公里自動駕駛功能。在保持標準配置復興號智能動車組智能服務、智能運維等功能的基礎上，新型奧運版復興號智能動車組增加了智能行車功能，圍繞服務冬奧會和冬殘奧會進行了有針對性的優(yōu)化設計。北京冬奧列車采用“瑞雪迎春”涂裝方案，以冰雪藍為基調(diào)，配以飄舞的白色飄帶，整體顏色中點綴著若隱若現(xiàn)的雪花和運動元素，彰顯冬奧主題。列車定員564人，設商務、一等、二等、媒體車廂。列車配備中、英文廣播播報及信息顯示，商務座旅客可體驗豐富貼心的智能服務，有智能交互終端提供高鐵娛樂中心、無線投屏、車輛功能介紹、車輛運行信息查詢等服務，冬奧期間還可提供賽事直播服務。高鐵5G超高清演播室采用全lP技術(shù)構(gòu)建，可實現(xiàn)嘉賓訪談、全車廂移動直播報道，為大屏小屏提供虛擬制作、多方連線等服務，實現(xiàn)了長時間、高速移動下節(jié)目的穩(wěn)定傳輸。

二、我國自主設計建造的亞洲第一深水導管架建造完工

2022年2月28日，我國自主設計建造的亞洲第一深水導管架——“海基一號”在廣東珠海順利完工，標志著我國在超大型海洋油氣平臺導管架設計建造技術(shù)上取得新突破，開創(chuàng)了我國中深海油氣資源開發(fā)的新模式，對保障國家能源安全、提升深海資源開發(fā)能力具有重要意義。

導管架相當于固定式海上油氣平臺的“基座”，用于支撐平臺的龐大身軀與巨大噸位。“海基一號”總高度達302米，與北京國貿(mào)大廈高度接近，重量達3萬噸，所用鋼鐵可以制造1艘中型航空母艦，是亞洲首例300米級深水導管架。“海基一號”將服役于我國南海東部陸豐油田群陸豐15-1平臺，平臺上部組塊重1.1萬噸，甲板面積達7700平方米，平臺建成后，將刷新我國海上原油生產(chǎn)平臺的重量紀錄。據(jù)中國海油陸豐油田群區(qū)域開發(fā)項目經(jīng)理高爽介紹，“海基一號”所在海域距離香港東南200多公里，水深約284米，這是國內(nèi)首次在此水深海域設計、建造、安裝固定式導管架平臺。陸豐油田群區(qū)域開發(fā)項目高峰年產(chǎn)原油達185萬噸，將為粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展注入新的動力。

近年來，我國海洋油氣勘探開發(fā)不斷向深水區(qū)挺進。中國海油首次嘗試300米級深水導管架平臺開發(fā)模式，成功建造“海基一號”，把生產(chǎn)系統(tǒng)從水下移至水面以上，與同等水深油氣田常用的“水下生產(chǎn)系統(tǒng)+浮式生產(chǎn)平臺”開發(fā)模式相比，將大大降低鉆完井、工程以及后續(xù)的生產(chǎn)操作成本，對經(jīng)濟有效開發(fā)南海200米至400米中深海海域的油氣資源具有重要戰(zhàn)略意義。

三、首個新冠病毒核酸檢測國際標準發(fā)布

2022年4月19日，國際標準化組織（lSO）發(fā)布《體外診斷檢驗系統(tǒng)—核酸擴增法檢測嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）的要求及建議》（lSO/TS 5798：2022）國際標準。該標準由國家市場監(jiān)管總局（標準委）組織華大基因、中國標準化研究院等單位提出并聯(lián)合全球?qū)＜夜餐兄疲莑SO發(fā)布的首個專門針對新冠病毒檢測的國際標準。

該標準結(jié)合新冠病毒的特點和檢測需求，圍繞病毒診斷和篩查的核酸擴增法，對病毒檢測方法的設計、開發(fā)、驗證、確認和實施提出了技術(shù)要求。標準規(guī)定了病毒檢測的分析實驗全流程步驟，明確精確度、檢測限、包容性、特異性等病毒檢測的綜合評價指標，全面構(gòu)建了病毒檢測的質(zhì)量體系，為病毒檢測的質(zhì)量控制提供了標準化手段。該標準為全球醫(yī)學實驗室、體外診斷檢測試劑開發(fā)人員和制造商及研究機構(gòu)提供了重要技術(shù)依據(jù)，與全球分享了核酸檢測的先進技術(shù)成果和成功經(jīng)驗，為促進全球疫情防控的安全性和有效性發(fā)揮了積極作用。

本次發(fā)布的新冠檢測國際標準是國際標準化組織臨床實驗室檢驗和體外診斷系統(tǒng)技術(shù)委員會自1994年成立以來，首次發(fā)布由中國提出的國際標準。該標準從立項到發(fā)布用時僅16個月，是該委員會史上用時最短的非快速程序制定的標準。作為該標準的提出國，中國專家與來自美國、德國、日本等10個國家的88位專家共同研討，最終以96%的贊成率高票通過。該標準的制定充分體現(xiàn)了人類命運共同體理念，不僅能向全球醫(yī)學實驗室、體外診斷檢測試劑開發(fā)人員和制造商及新冠病毒研究的機構(gòu)和組織提供重要技術(shù)依據(jù)和技術(shù)支撐，用科技支撐全球抗疫，還能向世界分享新冠病毒核酸檢測的先進技術(shù)成果和成功經(jīng)驗，對于其他病毒乃至流行病的檢測同樣具有參考價值。

四、全球首批生命時空圖譜發(fā)布

2022年5月4日，深圳華大生命科學研究院聯(lián)合多家機構(gòu)在Cell出版社官網(wǎng)以時空組學聯(lián)盟（STOC）專題的形式發(fā)布了全球首批生命時空圖譜，首次從時間和空間維度上對生命發(fā)育過程中的基因和細胞變化過程進行超高精度解析，這為認知器官結(jié)構(gòu)、生命發(fā)育、人類疾病和物種演化提供了全新方向。這是人類首次以500納米的空間分辨率實現(xiàn)的生命全景時空圖譜繪制，實現(xiàn)了生命科學工具的里程碑式突破。

利用時空組學技術(shù)，科學家可以精確地了解每個細胞內(nèi)的分子表達，還能定位該細胞的空間位置。目前，科學家們已經(jīng)首次繪制了小鼠、斑馬魚、果蠅、擬南芥四種模式生物胚胎發(fā)育或器官的時空圖譜。據(jù)介紹，時空組學技術(shù)采用了華大自主研發(fā)的DNA納米球空間捕獲芯片，可以實現(xiàn)超高精度和超大視野的生命分子成像及亞細胞定位。就像“超廣角百億像素生命照相機”一樣，科學家拍攝到小鼠胚胎器官形成的8個時期、共53張“照片”，記錄了小鼠胚胎內(nèi)器官發(fā)育和形成的細胞演變過程，構(gòu)建出世界上首個系統(tǒng)清晰的小鼠器官跨時期空間基因表達圖譜集。這為哺乳動物發(fā)育研究提供了重要的數(shù)據(jù)參考，推動更好地認識胚胎的成長和器官發(fā)生，也為出生缺陷相關研究提供指導。時空組學技術(shù)還將應用于植物基礎科學研究和作物育種研究中，為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆作物品系的培育貢獻力量。此外，包括猴腦、蠑螈腦再生、腫瘤發(fā)生過程時空組圖譜等，為腦科學研究和腫瘤研究提供了強有力的工具。

為推動時空組學在生命科學各個領域的廣泛應用，華大生命科學研究院等機構(gòu)發(fā)起了時空組學聯(lián)盟，由來自哈佛大學、劍橋大學、牛津大學等16個國家的80多位科學家組成。本次成果是該聯(lián)盟產(chǎn)出的第一批重磅成果。

五、長龍山電站抽水蓄能機組正式投產(chǎn)發(fā)電

2022年5月4日，三峽集團所屬三峽建工浙江長龍山抽水蓄能電站（簡稱“長龍山電站”）5號機組順利完成15天考核試運行，正式投產(chǎn)發(fā)電。這標志著世界首臺額定轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)每分鐘、額定容量350兆瓦抽水蓄能機組應用成功。

長龍山電站位于浙江安吉，總裝機容量210萬千瓦，共設計安裝6臺350兆瓦抽水蓄能機組，其中5號和6號機組由上海福伊特水電設備有限公司供貨，額定轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)每分鐘，是該容量下世界最高額定轉(zhuǎn)速機組，機組設計開發(fā)綜合難度系數(shù)世界第一。為保證5號機組長期安全可靠運行，長龍山公司與參建單位緊密配合，全過程嚴密把控機組設計、制造、安裝、調(diào)試各環(huán)節(jié)。2022年3月23日，5號機組進入有水調(diào)試階段，歷時28天，于4月19日完成70余項啟動調(diào)試試驗項目，進入15天考核試運行期。試運行期間，5號機組在發(fā)電工況、抽水工況穩(wěn)定運行時，上導、下導、水導振擺數(shù)據(jù)均小于100微米，優(yōu)于《水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范》標準，達到三峽集團精品機組要求。

自2021年6月以來，長龍山電站已經(jīng)陸續(xù)實現(xiàn)5臺機組投產(chǎn)發(fā)電，電站在運機組積極參與華東電網(wǎng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相等任務，運行安全平穩(wěn)，累計在電網(wǎng)用電高峰及時出力發(fā)電超過13億千瓦時，在用電低谷抽水填谷耗電約17億千瓦時。對于進一步提高華東電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力、優(yōu)化華東地區(qū)電源結(jié)構(gòu)、促進新能源發(fā)展、助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)有重要意義。

六、“墨子號”首次實現(xiàn)1200公里地面站間量子態(tài)遠程傳輸

2022年5月6日，中國科學技術(shù)大學潘建偉院士及其同事彭承志、陳宇翱、印娟等利用“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星，首次實現(xiàn)了地球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態(tài)遠程傳輸，向構(gòu)建全球化量子信息處理和量子通信網(wǎng)絡邁出重要一步。

利用量子隱形傳態(tài)來實現(xiàn)遠距離量子態(tài)傳輸，是構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡的重要實現(xiàn)途徑之一。但在實現(xiàn)中，量子糾纏分發(fā)的距離和品質(zhì)會受到信道損耗、消相干等因素的影響。如何突破傳輸距離的限制，一直是該領域重要研究目標之一。2016年，“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星的成功發(fā)射，為量子通信實驗提供了寶貴的糾纏分發(fā)資源。潘建偉團隊研究人員利用光學一體化粘接技術(shù)實現(xiàn)了具有超高穩(wěn)定性的光干涉儀，無須主動閉環(huán)即可長期穩(wěn)定。利用該技術(shù)的突破，結(jié)合基于雙光子路徑-偏振混合糾纏態(tài)的量子隱形傳態(tài)方案，在云南麗江站和德令哈地面站之間完成了遠程量子態(tài)的傳輸驗證。實驗中對六種典型的量子態(tài)進行了驗證，傳送保真度均超越了經(jīng)典極限。

2012年，潘建偉團隊在國際上首次實現(xiàn)百余公里自由空間量子隱形傳態(tài)。10年后，他們成功實現(xiàn)突破，創(chuàng)造了1200公里地表量子態(tài)傳輸?shù)男率澜缂o錄。這一出色的工作為未來構(gòu)建全球化的量子信息處理網(wǎng)絡奠定了重要基礎。

七、和田至若羌沙漠鐵路環(huán)線開通

2022年6月16日，和田至若羌鐵路（簡稱“和若鐵路”）開通運營。和田至若羌11小時26分可達至此，新疆鐵路網(wǎng)進一步完善形成世界首個沙漠鐵路環(huán)線——長達2712公里的環(huán)塔克拉瑪干沙漠鐵路環(huán)線和若鐵路西起新疆和田地區(qū)和田市，東至巴音郭楞蒙古自治州若羌縣，全長825公里，設計時速120公里，為國家Ⅰ級單線鐵路，預留電氣化條件。鐵路地處世界第二大流動性沙漠——塔克拉瑪干沙漠南緣，有534公里分布在風沙區(qū)域，占線路總長65%，是一條典型的沙漠鐵路。

自2018年12月開工建設以來，國鐵集團組織參建單位根據(jù)沙漠地質(zhì)特點，采取措施攻堅克難，確保工程如期建成。針對部分區(qū)段風沙大、沙丘動態(tài)遷移容易掩埋線路的問題，建設單位采取以橋代路方式，建成總長達49.7公里的過沙橋5座，讓風沙從橋下穿過，大幅降低風沙對線路的侵害威脅；同時，修建草方格5000萬平方米，種植梭梭、紅柳、沙棘等灌木和喬木1300萬株，形成防沙護路的綠色屏障。和若鐵路開通運營后，和田至若羌、庫爾勒、烏魯木齊最快分別11小時26分、17小時50分、24小時23分可達。同時，作為便捷的物流通道，和若鐵路將安排開行貨物列車8列，沿線棉花、核桃、紅棗、礦產(chǎn)等可通過鐵路直通疆外。

這一鐵路的建成通車，結(jié)束了和田地區(qū)洛浦、策勒、于田、民豐等縣和巴音郭楞蒙古自治州且末縣等地不通火車的歷史，將進一步完善新疆鐵路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，加快西部邊疆鐵路網(wǎng)建設，極大便利沿線各族人民群眾出行和貨物運輸，帶動沿線資源開發(fā)，對維護民族團結(jié)，鞏固邊疆國防，助力鄉(xiāng)村振興，具有十分重要的意義。

八、我國產(chǎn)生了45.22萬斯高穩(wěn)態(tài)強磁場

2022年8月，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院強磁場科學中心研制的國家穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置再攀“科學高峰”——其混合磁體（磁體口徑32毫米）產(chǎn)生了45.22萬高斯（即45.22特斯拉）的穩(wěn)態(tài)磁場，刷新了同類型磁體的世界紀錄，成為目前全球范圍內(nèi)可支持科學研究的最高穩(wěn)態(tài)磁場。據(jù)悉，原世界紀錄是1999年由美國國家強磁場實驗室創(chuàng)造，其混合磁體產(chǎn)生45萬高斯，至今已保持紀錄23年之久。

“工欲善其事，必先利其器。”穩(wěn)態(tài)強磁場是物質(zhì)科學研究需要的一種極端實驗條件，是推動重大科學發(fā)現(xiàn)的“利器”。在強磁場實驗環(huán)境下，物質(zhì)特性會受到調(diào)控，有利于科學家們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)新現(xiàn)象、探索物質(zhì)新規(guī)律。穩(wěn)態(tài)強磁場技術(shù)領域國際競爭十分激烈，世界科技強國一直重視強磁場實驗條件建設。我國穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置是“十一五”期間國家發(fā)改委批準立項的重大科技基礎設施，包括10臺磁體：5臺水冷磁體、4臺超導磁體和1臺混合磁體。其中，混合磁體是國際上技術(shù)難度最高的磁體，也是能夠產(chǎn)生最高穩(wěn)態(tài)磁場的磁體。目前國際上有五大穩(wěn)態(tài)強磁場實驗室，分別分布于美國、法國、荷蘭、日本以及中國合肥。

穩(wěn)態(tài)強磁場實驗條件在物理、化學、材料、生命科學等多學科領域都有重要價值。新紀錄的誕生，表明我國擁有了目前國際領先的穩(wěn)態(tài)強磁場實驗條件，能夠為科研人員探索物質(zhì)世界提供有力支撐。

九、神州十四號、神州十五號完成首次在軌交接

2022年12月2日，神舟十四號、神舟十五號航天員乘組進行交接儀式，兩個乘組移交了中國空間站的鑰匙。這是中國航天員乘組完成的首次在軌交接，中國空間站正式開啟長期有人駐留模式。

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，在載人飛船與空間站組合體成功實現(xiàn)自主快速交會對接后，神舟十五號航天員乘組從飛船返回艙進入軌道艙。完成各項準備后，11月30日，翹盼已久的神舟十四號航天員乘組順利打開“家門”，熱情歡迎遠道而來的親人入駐“天宮”，兩個航天員乘組“勝利會師”。后續(xù)，兩個航天員乘組將在空間站進行首次在軌輪換。12月2日，在空間站工作生活約5天時間的6名航天員順利完成各項既定任務和交接工作。

過去6個月，入駐中國空間站的航天員與地面配合完成了空間站“T”字基本構(gòu)型組裝建造，經(jīng)歷了9種組合體構(gòu)型、5次交會對接、2次分離撤離和2次轉(zhuǎn)位任務，見證了中國載人航天的諸多歷史時刻：首次實現(xiàn)兩個20噸級的航天器在軌交會對接；首次實現(xiàn)空間站艙段轉(zhuǎn)位；航天員乘組首次進入問天、夢天實驗艙，開啟中國人太空“三居室”時代；首次實現(xiàn)貨運飛船2小時自主快速交會對接，創(chuàng)造了世界紀錄……這些“首次”的背后，是我國載人航天的重要技術(shù)突破，是全國數(shù)千家單位、幾十萬科研人員在新型舉國體制的制度優(yōu)勢下大力協(xié)同、集智攻關的智慧結(jié)晶。

十、全球首架國產(chǎn)大飛機C919正式交付

2022年12月9日，國產(chǎn)大飛機C919的全球首家用戶東方航空，正式接收首架C919飛機，標志著國產(chǎn)大飛機邁出市場運營的“第一步”，也標志著中國民航運輸市場首次擁有了中國自主研發(fā)的噴氣式干線飛機。

C919作為我國按照國際通行適航標準研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型客機，其發(fā)展歷程一直備受關注。C919大型客機座級158～192座，航程4075～5555公里。C9192007年立項，2008年開始研制。2015年11月，首架飛機總裝下線；2017年5月，首架飛機成功首飛；2018年3月，C919飛機102架機順利完成2018年春節(jié)后的第一次試飛；2018年12月，C919第三架機圓滿完成第一次飛行；2019年9月，C919飛機104架機轉(zhuǎn)場西安閻良，開展新階段試驗試飛任務；2020年3月，C919飛機105架機首次在南昌瑤湖機場跑道進行濕地滑行試驗；2020年10月，C919亮相南昌天空，帶來全球航展首次動態(tài)展示；2021年3月，C919全球首單正式落地；2022年5月，中國商用飛機有限責任公司即將交付首家用戶的首架C919大飛機首次飛行試驗圓滿完成；2022年9月，C919完成取證試飛，獲我國民用航空局頒發(fā)的型號合格證。

通過C919項目，我國首次走完大型客機設計、制造、試驗、試飛及適航取證全過程，具備了按照國際通適航標準研制大型客機的能力。C919的研制成功，將為全球航空公司和客戶提供更多選擇，為全球供應商和合作伙伴帶來更多機遇，也將進一步激發(fā)全球商用飛機產(chǎn)業(yè)的良性競爭和創(chuàng)新活力。同時，在C919項目的帶動下，國內(nèi)一批航空產(chǎn)業(yè)園區(qū)、航空示范園區(qū)在各地建立，一批具有國際競爭力的商用飛機產(chǎn)業(yè)集群和創(chuàng)新型企業(yè)茁壯成長，有力拉動了基礎研究和相關產(chǎn)業(yè)升級。C919項目標志著中國人在追逐大飛機夢的道路上取得了歷史性成就。這是在以習近平同志為核心的黨中央親切關懷和堅強領導下，深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略取得的重大成果，是建設制造強國的重要標志，是新時代改革開放和社會主義現(xiàn)代化建設的重要成就，對增強我國經(jīng)濟實力、科技實力、民族凝聚力、國際影響力具有十分重要的意義。