科技日報記者 操秀英 劉垠

這是大國崛起的十年，這是中國科技創(chuàng)新的不凡十年。

“神舟”問天、“嫦娥”攬月、“祝融”探火、“天宮”遨游星河，我們一次次向宇宙深處進(jìn)發(fā)，將夢想變?yōu)楝F(xiàn)實；

凝聚態(tài)物理、納米材料等一批重要前沿方向研究進(jìn)入世界第一方陣，“中國天眼”“人造太陽”等國際領(lǐng)先的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施成為科研利器，中國人在科研無人區(qū)勇做“探險家”；

5G、高鐵點亮美好生活，42款新冠疫苗進(jìn)入臨床試驗，滅活疫苗等9款疫苗獲批附條件上市或緊急使用，多款國產(chǎn)新冠治療藥物獲批上市，科技為人類構(gòu)筑起抗疫“防火墻”；

……

黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央，把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，擺在黨和國家發(fā)展全局的核心位置，立足中國特色，著眼全球發(fā)展大勢，把握階段性特征，對新時代科技創(chuàng)新謀篇布局，一批引領(lǐng)性、原創(chuàng)性和標(biāo)志性的重大科技成果競相涌現(xiàn)。

基礎(chǔ)研究：激發(fā)創(chuàng)新不竭動力

十年來，我國科技投入大幅提高，全社會研發(fā)經(jīng)費從1.03萬億元增長到2.79萬億元，居世界第二位；研發(fā)強度從1.91%提高到2.44%；基礎(chǔ)研究經(jīng)費增至十年前的3.4倍，達(dá)歷史最高值。

其中，“十三五”期間，中央財政對基礎(chǔ)研究經(jīng)費的投入增長了1倍，還首次建設(shè)了13個應(yīng)用數(shù)學(xué)中心，在物質(zhì)科學(xué)、量子科學(xué)、納米科學(xué)、生命科學(xué)等方面取得了一批重大原創(chuàng)成果。

破解凝聚態(tài)物理領(lǐng)域重大難題

量子霍爾效應(yīng)在凝聚態(tài)物理的研究中有著極其重要的地位。但是，在量子霍爾效應(yīng)家族里，有一個神秘的家族成員——量子反?；魻栃?yīng)，即不需要外加磁場的量子霍爾效應(yīng)，卻遲遲沒有被人發(fā)現(xiàn)。

2014年4月10日，清華大學(xué)和中國科學(xué)院物理研究所在北京聯(lián)合宣布：由雙方聯(lián)合組成的實驗團隊在量子反?；魻栃?yīng)研究中取得重大突破，在磁性摻雜的拓?fù)浣^緣體薄膜中，首次觀測到量子反?；魻栃?yīng)。

領(lǐng)銜該實驗的中國科學(xué)院院士、時任清華大學(xué)副校長薛其坤說：“物理學(xué)家認(rèn)為，量子霍爾效應(yīng)家族中也應(yīng)該存在量子反?；魻栃?yīng)。但如何使其現(xiàn)身并在實驗中觀測到它，成為近些年凝聚態(tài)物理學(xué)家探索的難題之一?！?/p>

2006年，美國斯坦福大學(xué)以及清華大學(xué)教授張首晟領(lǐng)導(dǎo)的理論組成功地預(yù)言了二維拓?fù)浣^緣體中的量子自旋霍爾效應(yīng)，并于2008年提出了在拓?fù)浣^緣體中引入磁性實現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)的可能性。2010年，中國科學(xué)院物理研究所研究員方忠、戴希等人與張首晟合作，在理論與材料設(shè)計上取得突破，并提出一種磁性離子摻雜的拓?fù)浣^緣體中存在著特殊的鐵磁交換機制，能形成穩(wěn)定的鐵磁絕緣體，是實現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)的最佳體系。

薛其坤說，要在實驗中實現(xiàn)反?；魻栃?yīng)的量子化，需要拓?fù)浣^緣體材料同時滿足三項非常苛刻的條件：材料的能帶結(jié)構(gòu)必須具有拓?fù)涮匦?，從而具有?dǎo)電的一維邊緣態(tài)；材料必須具有長程鐵磁序，從而存在反常霍爾效應(yīng)；材料的體內(nèi)必須為絕緣態(tài)，從而對導(dǎo)電沒有任何貢獻(xiàn)。在實際材料中，實現(xiàn)以上任何一點都具有相當(dāng)大的難度，而要同時滿足這三點，對實驗物理學(xué)家來講更是一個巨大的挑戰(zhàn)。

清華大學(xué)和中國科學(xué)院物理研究所的研究人員，從2009年開始向量子反?；魻栃?yīng)實驗發(fā)起沖擊。此后4年時間里，團隊生長和測量了超過1000個樣品，一步步實現(xiàn)了對磁性摻雜拓?fù)浣^緣體高質(zhì)量薄膜的生長、表面電子態(tài)的觀測，特別是對其電子結(jié)構(gòu)、磁有序態(tài)和能帶拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的精密調(diào)控，終于在2012年10月觀測到了量子反常霍爾效應(yīng)。

諾貝爾獎獲得者楊振寧表示，這篇關(guān)于發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)的論文，是從中國實驗室做出的、具有諾貝爾獎級的物理學(xué)論文。

八千米以上完成科考“巔峰使命”

2017年8月19日，第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（以下簡稱第二次青藏科考）在拉薩啟動。第二次青藏科考聚焦水、生態(tài)、人類活動，著力解決青藏高原資源環(huán)境承載力、災(zāi)害風(fēng)險、綠色發(fā)展途徑等方面的問題。

在珠峰登山大本營，科研人員放飛無線電探空氣球。新華社記者 姜帆攝

“青藏高原綜合科考，第一次主要是‘摸家底’，第二次則要‘看變化’。”第二次青藏科考隊隊長、中國科學(xué)院院士姚檀棟說，我們要努力取得重大科研突破，為青藏高原經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供決策依據(jù)。

2022年5月4日，13名科考隊員登頂珠穆朗瑪峰，完成“巔峰使命—2022”珠峰聯(lián)合科考，填補珠峰海拔8000米以上研究空白，這在青藏高原科學(xué)考察研究歷史上具有劃時代意義。至此，已經(jīng)持續(xù)5年的第二次青藏科考，在科研的標(biāo)尺上劃出嶄新刻度。

“‘巔峰使命—2022’珠峰聯(lián)合科考實現(xiàn)了從登山科考到科考登山的登山模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了從‘我要征服你’到‘我要了解你’的登山思路轉(zhuǎn)變?！币μ礂澱f，此次珠峰科考還實現(xiàn)了如直升機、無人機、浮空艇、3D激光掃描儀等新技術(shù)和新手段的應(yīng)用，取得了重要的國際影響。

總體而言，5年來，第二次青藏科考瞄準(zhǔn)國際前沿和國家戰(zhàn)略，開展跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨區(qū)域的協(xié)同攻關(guān)，聚焦重點區(qū)域，拓展科學(xué)研究和野外考察的廣度和深度，填補了重要區(qū)域戰(zhàn)略空白，摸清了青藏高原本底情況。

找到打開催化“黑匣子”的鑰匙

加速或減緩化學(xué)反應(yīng)速率、減少化學(xué)反應(yīng)“副產(chǎn)品”、降低能源消耗……這些“神奇”作用，使催化成為化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵一環(huán)。通過催化來精準(zhǔn)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)過程，是科學(xué)家長期以來追求的目標(biāo)。

然而在學(xué)術(shù)界，很多催化反應(yīng)的機理至今尚不明晰，長期以來被視為“黑匣子”。解密這個“黑匣子”，才能創(chuàng)制出更加高效的催化劑，讓化學(xué)反應(yīng)更加節(jié)能環(huán)保、更加精準(zhǔn)高效。而“納米限域催化”有望成為解密“黑匣子”的一把鑰匙。

20世紀(jì)90年代，中國科學(xué)院院士包信和從德國馬普研究所回到中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，帶領(lǐng)團隊從事納米催化的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，追求對催化過程的準(zhǔn)確理解和對催化劑的理性設(shè)計。

包信和團隊先是發(fā)現(xiàn)了碳納米管獨特的限域特性——碳納米管內(nèi)銠錳催化劑催化合成氣轉(zhuǎn)化為乙醇等碳二含氧化合物的活性比管外更佳。從現(xiàn)象挖掘本質(zhì)，團隊發(fā)現(xiàn)，除碳納米管外，金屬—氧化物界面也能穩(wěn)定配位不飽和的活性中心。這是一種廣義的限域，調(diào)控的是一種電子狀態(tài)，讓催化劑始終保持“吃不飽”的狀態(tài)，讓催化反應(yīng)能夠循環(huán)往復(fù)持續(xù)進(jìn)行下去，這被稱作納米界面限域。

包信和團隊基于納米限域催化概念，實踐應(yīng)用于煤經(jīng)合成氣直接轉(zhuǎn)化催化劑的設(shè)計，實現(xiàn)了高選擇性一步反應(yīng)獲得低碳烯烴。

“費托合成”過程在煤化工領(lǐng)域有重要地位。這一反應(yīng)要用大量的水去制取更多氫氣，同時該反應(yīng)還會產(chǎn)生廢水。包信和團隊另辟蹊徑，利用納米界面限域概念，穩(wěn)定氧化物催化劑表面配位不飽和的氧缺陷活性中心，提高合成氣中一氧化碳解離和加氫形成中間體的活性；再利用納米孔道限域作用，調(diào)變中間體小分子在分子篩中偶聯(lián)的選擇性，從而對目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。

這種催化，實現(xiàn)了高活性和高選擇性的雙贏?；谛赂拍畹霓D(zhuǎn)化路徑，可以實現(xiàn)低耗水進(jìn)行煤轉(zhuǎn)化，為我國的能源革命提供了有力支撐。

基于該項創(chuàng)新成果，研究團隊與中國工程院院士劉中民團隊及陜西延長石油（集團）有限責(zé)任公司合作，建成世界首套千噸級規(guī)模的煤經(jīng)合成氣直接制低碳烯烴工業(yè)試驗裝置，并于2020年成功完成全流程工業(yè)試驗，驗證了技術(shù)的可行性和先進(jìn)性。

首次在實驗室實現(xiàn)人工合成淀粉

2021年9月24日，《科學(xué)》在線發(fā)表了中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所的科研人員在淀粉人工合成方面取得的重大突破性成果——國際上首次在實驗室實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的人工從頭全合成，這屬于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重大突破。

據(jù)悉，該所研究人員提出了一種顛覆性的淀粉制備方法，不依賴植物光合作用，以二氧化碳、電解產(chǎn)生的氫氣為原料，成功生產(chǎn)出淀粉，使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能。

目前，淀粉主要由綠色植物通過光合作用固定二氧化碳進(jìn)行合成。在玉米等農(nóng)作物中，將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸凵婕凹s60步的代謝反應(yīng)和復(fù)雜的生理調(diào)控，太陽能的理論利用效率不超過2%。農(nóng)作物的種植通常需要數(shù)月的周期，且需要大量的土地、淡水、肥料等資源。

正如上述論文通訊作者、中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所所長馬延和所說，長期以來，科研人員一直在努力改進(jìn)光合作用這一生命過程，希望提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化速率和光能的利用效率，最終提升淀粉的生產(chǎn)效率。

為解決這一難題，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究人員從頭設(shè)計了11步主反應(yīng)的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑，在實驗室中首次實現(xiàn)了從二氧化碳到淀粉分子的全合成。

這一人工途徑的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，為創(chuàng)建新功能的生物系統(tǒng)提供了新的科學(xué)基礎(chǔ)。

在充足能量供給的條件下，按照目前的技術(shù)參數(shù)推算，理論上1立方米大小的生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于我國5畝土地玉米種植的平均年產(chǎn)量。這一成果為二氧化碳原料合成復(fù)雜分子開辟了新的技術(shù)路線。

兩系法開啟雜交水稻新紀(jì)元

如果說三系法雜交水稻為中國開啟了自己養(yǎng)活自己的時代，那么兩系法雜交水稻則為中國開啟了更高產(chǎn)、更優(yōu)質(zhì)、更高效的雜交水稻新紀(jì)元，確保了我國雜交水稻技術(shù)的領(lǐng)先地位，并推動了世界雜交水稻的快速發(fā)展，對遺傳育種學(xué)科發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。

袁隆平團隊研發(fā)的雜交水稻測產(chǎn)現(xiàn)場。新華社記者 陳振海攝

2014年1月10日，由中國工程院院士袁隆平領(lǐng)銜攻關(guān)的“兩系法雜交水稻技術(shù)研究與應(yīng)用”項目獲得了國家科技進(jìn)步獎特等獎。

從三系法到兩系法，僅一字之別，卻帶來了雜交水稻技術(shù)的飛躍。

湖南雜交水稻研究中心牽頭并組織全國多單位、多學(xué)科針對三系法存在的配組不自由等問題，利用水稻光溫敏核不育新材料，經(jīng)過20多年的協(xié)作攻關(guān)，圍繞光溫敏核不育系育性轉(zhuǎn)換機理、實用光溫敏核不育系創(chuàng)制、兩系雜交稻組合選育技術(shù)、安全高效繁殖制種技術(shù)等進(jìn)行深入研究，創(chuàng)立了實用光溫敏核不育系選育理念、鑒定技術(shù)、核心種子與原種生產(chǎn)技術(shù)；建立了不育系高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)繁殖、安全高產(chǎn)制種技術(shù)體系；解決了雜交水稻高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)、早熟難協(xié)調(diào)的技術(shù)難題，突破兩系雜交粳稻育種與種子生產(chǎn)技術(shù)瓶頸；育成了兩用不育系170個、配制了兩系雜交水稻組合528個，并實現(xiàn)了大面積推廣應(yīng)用；形成了比較完整的兩系法雜交水稻理論體系，解決了三系雜交稻的主要限制因素，使水稻雜種優(yōu)勢利用進(jìn)入一個新階段，帶動和促進(jìn)了我國油菜、高粱、棉花、玉米、小麥等作物兩系法雜種優(yōu)勢利用的研究與應(yīng)用，為現(xiàn)代作物遺傳育種學(xué)科的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。

通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作，兩系法雜交水稻技術(shù)已在美國推廣應(yīng)用，并較當(dāng)?shù)刂髟云贩N增產(chǎn)20%以上。兩系法雜交水稻為我國種業(yè)開拓國際市場，參與國際種業(yè)科技競爭提供了核心技術(shù)支撐。

重大裝備：拓展人類探索視

十年來，科技界牢記習(xí)近平總書記的囑托，面向國家重大戰(zhàn)略需求，在關(guān)鍵核心技術(shù)上奮力攻堅，重大創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，企業(yè)核心競爭力日漸增強，把創(chuàng)新發(fā)展的主動權(quán)牢牢掌握在自己手中。

“墨子號”探路量子通信

2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。

量子科學(xué)實驗衛(wèi)星于2011年12月立項，是中國科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項首批科學(xué)實驗衛(wèi)星之一。

“墨子號”首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士潘建偉表示，我國自主研發(fā)的量子衛(wèi)星突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括高精度跟瞄、星地偏振態(tài)保持與基矢校正、星載量子糾纏源等。量子衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌運行，將有助于我國在量子通信技術(shù)實用化整體水平上保持和擴大國際領(lǐng)先地位，實現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平的跨越式提升，有望推動我國科學(xué)家在量子科學(xué)前沿領(lǐng)域取得重大突破，對于推動我國空間科學(xué)衛(wèi)星系列可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

“墨子號”設(shè)立了三大科學(xué)目標(biāo)：千公里級量子密鑰分發(fā)、千公里級星地雙向量子糾纏分發(fā)以及千公里級地星量子隱形傳態(tài)。僅用了1年時間，“墨子號”就提前并圓滿實現(xiàn)全部三大既定科學(xué)目標(biāo)。

“睜開”探尋宇宙奧秘的“巨眼”

500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）被譽為“中國天眼”，其發(fā)射面積相當(dāng)于30個標(biāo)準(zhǔn)足球場那么大。如果在里面倒?jié)M礦泉水，全世界70億人平均每人可分4瓶。

“中國天眼”。新華社記者 歐東衢攝

FAST的建設(shè)，是一個史無前例的超級大工程，涉及天文學(xué)、力學(xué)、機械工程和巖土工程等各個領(lǐng)域，在每一個領(lǐng)域幾乎都是開創(chuàng)性的工作。2016年9月25日，F(xiàn)AST在貴州平塘落成啟用。該望遠(yuǎn)鏡大幅拓展了人類的視野，探索宇宙起源和演化，可讓中國在射電天文領(lǐng)域領(lǐng)先世界20年。

2017年10月，中國科學(xué)院國家天文臺對外公布，F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)2顆新脈沖星，距離地球分別約4100光年和1.6萬光年。

數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)AST驗收以來年運行機時達(dá)6200個小時，其卓越性能和穩(wěn)定運行催生了一系列具有國際影響力的科學(xué)成果：FAST已發(fā)現(xiàn)的脈沖星超660顆，基于FAST觀測數(shù)據(jù)發(fā)表的高水平論文超過百篇；FAST的高靈敏度觀測還發(fā)現(xiàn)了重復(fù)快速射電暴及其偏振角變化，揭示快速射電暴來源于遙遠(yuǎn)宇宙的磁星……

據(jù)了解，F(xiàn)AST已開展脈沖星計時系統(tǒng)研制和先進(jìn)接收機系統(tǒng)研制，未來FAST還將深入脈沖星搜索、快速射電暴、中性氫巡視、星際的形成以及引力波探測等領(lǐng)域的科學(xué)研究。

此外，2021年3月31日起，F(xiàn)AST面向全球開放，各國科學(xué)家均可提出申請，經(jīng)審核后可使用FAST開展觀測和研究。

“地殼一號”挺進(jìn)地球深處

2014年4月13日，由我國自主研發(fā)的萬米鉆機“地殼一號”在位于松遼盆地的松科二井現(xiàn)場實施開鉆作業(yè)；2018年6月2日，“地殼一號”以完鉆井深7018米的成績創(chuàng)下了亞洲國家大陸科學(xué)鉆井的新紀(jì)錄，標(biāo)志著中國成為繼俄羅斯和德國之后,世界上第三個擁有實施萬米大陸鉆探計劃專用裝備和相關(guān)技術(shù)的國家。

“地殼一號”萬米鉆機獲得的巖心，為我國科學(xué)家建立地球演化檔案提供了難得的資料，也為大慶油田未來50年發(fā)展和我國能源安全提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。

松科二井工程首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士王成善說，松科二井完井是國際大陸科學(xué)鉆探計劃歷程中的一件大事，也是中國“入地”工程的一件標(biāo)志性事件。實施這個工程最主要的目的，就是要探究距今1.4億年至6500萬年期間，即白堊紀(jì)時期重大地質(zhì)事件、烴源巖的生成與古環(huán)境古氣候變化的奧秘。

相關(guān)行業(yè)專家表示，“地殼一號”萬米鉆機的研制及應(yīng)用，標(biāo)志著我國地學(xué)領(lǐng)域?qū)Φ厍蛏畈刻綔y的“入地”計劃取得重大階段性進(jìn)展，為后續(xù)國家地殼探測工程的全面實施、探求地球深部奧秘提供了高技術(shù)手段，也將帶動我國深部油氣資源和地?zé)豳Y源勘探開發(fā)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

“奮斗者”號挑戰(zhàn)萬米“深藍(lán)”

2020年11月28日上午8時30分左右，隨著一陣汽笛聲響，在馬里亞納海溝結(jié)束科考任務(wù)的“探索一號”科考船在海南三亞南山港碼頭靠泊下錨，成功實現(xiàn)10909米坐底紀(jì)錄的“奮斗者”號也隨船勝利返航。我國成為世界上第二個實現(xiàn)萬米載人深潛的國家。

“奮斗者”號。新華社發(fā)

“奮斗者”號載人潛水器是“十三五”國家重點研發(fā)計劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”專項支持的深海重大科技裝備。截至2022年9月7日，它在馬里亞納海溝區(qū)域共開展了123次下潛，其中21次下潛超過1萬米。

“奮斗者”號連續(xù)和重復(fù)多次的萬米級海試，不但驗證了潛水器總體性能穩(wěn)定和系統(tǒng)工作可靠，能夠滿足大深度載人潛水器的安全規(guī)范要求；同時也為國產(chǎn)水密接插件提供了萬米深度的試驗機會，全面驗證了載人潛水器的全海深作業(yè)能力和實用價值，更為后續(xù)的運維應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

相關(guān)專家認(rèn)為，“奮斗者”號研制及海試的成功，顯著提升了我國載人深潛的技術(shù)裝備能力和自主創(chuàng)新水平，推動了潛水器向全海深譜系化、功能化發(fā)展，為探索深?？茖W(xué)奧秘、保護(hù)和合理利用海洋資源提供了又一利器，為引導(dǎo)公眾關(guān)心認(rèn)識海洋、提升全民海洋意識、加快建設(shè)海洋強國作出了突出貢獻(xiàn)。

目前，我國已擁有“蛟龍”號、“深海勇士”號、“奮斗者”號三臺深海載人潛水器，還有“海斗”“潛龍”“海燕”“海翼”和“海龍”號等系列無人潛水器，已經(jīng)初步建立全海深潛水器譜系，并不斷實現(xiàn)了深海裝備技術(shù)發(fā)展的新突破和重大跨越。

打造中國人自己的“太空家園”

過去10年，是中國空間站從規(guī)劃一步步變成現(xiàn)實的10年。

搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭發(fā)射升空。侯宇/中新社/視覺中國供圖

2021年4月29日，隨著長征五號B運載火箭將中國空間站天和核心艙順利送入太空，中國空間站正式拉開在軌建造大幕。

中國空間站建造分關(guān)鍵技術(shù)驗證和建造兩個階段實施，分別規(guī)劃了6次飛行任務(wù)，其中關(guān)鍵技術(shù)驗證階段主要任務(wù)目標(biāo)是突破并掌握空間站建造和運營相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)。

自2020年以來，載人航天工程先后成功實施了長征五號B運載火箭首飛，中國空間站天和核心艙、問天實驗艙，神舟十二號、神舟十三號、神舟十四號載人飛船，天舟二號、天舟三號、天舟四號貨運飛船發(fā)射等9次飛行任務(wù)，突破了快速交會對接和撤離返回、自動任務(wù)規(guī)劃、復(fù)雜構(gòu)型航天器精密定軌和預(yù)報、機械臂遙操作控制等一系列飛控技術(shù)，建成了全國產(chǎn)化穩(wěn)定運行的飛行控制系統(tǒng)平臺，構(gòu)建了一整套具有中國特色的空間站在軌飛控管理體系，掌握和初步驗證了空間站組裝建造階段的核心關(guān)鍵飛控技術(shù)。

按計劃，中國空間站將在今年年底全面完成建設(shè)。未來，中國空間站還將開展空間生命科學(xué)、空間材料科學(xué)、微重力流體物理、航天技術(shù)、航天醫(yī)學(xué)等一大批科學(xué)實驗和新技術(shù)驗證，有望在科學(xué)探索和應(yīng)用研究上取得重大成果和突破。

創(chuàng)新成果：支撐經(jīng)濟社會發(fā)展

面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場，我國圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈，不斷壯大發(fā)展新動能，一大批創(chuàng)新成果集中涌現(xiàn)，有力支撐經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。

自主研制大飛機一飛沖天

2017年5月5日下午2點，上海浦東國際機場，全世界的目光聚焦在一架白藍(lán)綠三色涂裝的大型飛機上，我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、具備國際水準(zhǔn)的干線客機C919在機場跑道準(zhǔn)備起飛。

2022年7月31日下午，國產(chǎn)客機C919在北京大興國際機場進(jìn)行取證試飛。人民視覺供圖

經(jīng)過1小時20分鐘的飛行，C919大型客機順利降落，首飛圓滿成功，縈繞中華民族百年的“大飛機夢”取得歷史性突破。

C919大型客機是我國按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機，座級158—168座，航程4075—5555公里，完全按照國際適航標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計生產(chǎn)，安全性有充分保障。

近期，全國多個機場都出現(xiàn)了國產(chǎn)大飛機C919的身影。7月8日，C919先后在桂林機場、北海機場進(jìn)行功能和可靠性試飛任務(wù)；7月12日，C919首航北京大興國際機場；9月7日，國產(chǎn)大飛機C919首次試飛合肥新橋機場……中國民航開啟了新時代。

高速磁浮列車“貼地飛行”

2021年7月20日，我國時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)在青島成功下線，這是世界首套設(shè)計時速達(dá)600公里的高速磁浮交通系統(tǒng)，標(biāo)志著我國掌握了高速磁浮成套技術(shù)和工程化能力，具備了進(jìn)一步推進(jìn)高速試驗和工程化示范的條件。

2021年7月20日，時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)在山東青島下線。胡耀杰/中新社/人民視覺供圖

作為國際尖端技術(shù)，高速磁浮是世界軌道交通領(lǐng)域的一大“制高點”，是全球交通科技競爭的戰(zhàn)略高地。時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)課題由中國中車股份有限公司組織、中車青島四方機車車輛股份有限公司牽頭承擔(dān)，國內(nèi)磁浮、高鐵等領(lǐng)域的30多家優(yōu)勢高校、科研院所和企業(yè)組成“產(chǎn)學(xué)研用”創(chuàng)新“艦隊”聯(lián)合攻關(guān)。歷時5年，我國時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)成功攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，系統(tǒng)解決了速度提升、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性等難題，實現(xiàn)了系統(tǒng)集成、牽引供電、運控通信、線路軌道等成套工程化技術(shù)的重大突破。

港珠澳大橋創(chuàng)造世界工程奇跡

一橋連三地，天塹變通途。

2018年10月23日上午，被稱為“現(xiàn)代世界新七大奇跡”之一的港珠澳大橋開通儀式在廣東珠海舉行，10月24日上午正式通車運營。大橋全長55公里，集橋、島、隧于一體，創(chuàng)造了沉管隧道“最長、最大跨徑、最大埋深、最大體量”的世界紀(jì)錄，涵蓋了當(dāng)今世界島隧橋多項尖端科技，是當(dāng)今世界最具挑戰(zhàn)性的工程之一。

2009年12月15日，港珠澳大橋工程開工建設(shè)。港珠澳大橋海底隧道6.7公里，工程建設(shè)面臨諸多世界級技術(shù)挑戰(zhàn)，包括海中快速成島、隧道基礎(chǔ)處理與沉降控制、隧道管節(jié)沉放對接、大規(guī)模工廠化制造、海上埋置式承臺施工、水下結(jié)構(gòu)止水、超長鋼橋面鋪裝、交通工程系統(tǒng)集成等。在建設(shè)期間，13家單位工程技術(shù)人員科學(xué)組織、全力攻關(guān)，圓滿完成工程建設(shè)任務(wù)。

港珠澳大橋還囊括了世界首創(chuàng)主動止水的沉管隧道最終接頭、世界最大尺寸高阻尼橡膠隔震支座、世界最大難度深水無人對接的沉管隧道等多項世界之最。

高溫氣冷堆核電站貢獻(xiàn)綠色力量

2021年12月20日，華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程1號反應(yīng)堆完成發(fā)電機初始負(fù)荷運行試驗評價，成功并網(wǎng)并發(fā)出第一度電。這標(biāo)志著全球首座具有第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆，在中國華能集團有限公司實現(xiàn)了從“實驗室”到“工程應(yīng)用”的飛躍。

高溫氣冷堆被稱作“傻瓜堆”，它最大的特征就是固有安全。這是1956年美國科學(xué)家泰勒提出的理念：要使公眾接受核能，反應(yīng)堆安全必須是“固有的”，也就是說在嚴(yán)重事故條件下，不用人為和機器干預(yù)，核電站的核心——反應(yīng)堆堆芯不會熔毀，放射性物質(zhì)不會大量外泄，不會發(fā)生嚴(yán)重的核事故。因此高溫氣冷堆核電站也被譽為“最安全的核電站”。

在固有安全性的基礎(chǔ)上，高溫氣冷堆還具有溫度高、環(huán)境適應(yīng)性強、多模塊靈活組合等特點。

“中國是世界上首個實際建成這類核電站的國家?！鼻迦A大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院院長張作義說。

華能石島灣高溫氣冷堆核電站關(guān)鍵核心技術(shù)完全屬于中國，核電站工程的約5萬張圖紙、10萬頁文件，1.5萬余件技術(shù)含量高、安全設(shè)計要求高的核島設(shè)備等都具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。從10兆瓦球床模塊式高溫氣冷實驗堆建成，到如今高溫氣冷堆核電站正式并網(wǎng)發(fā)電，中國在高溫氣冷堆這一先進(jìn)核能技術(shù)上邁出了從無到有、從跟跑到并跑、從技術(shù)引進(jìn)到自主創(chuàng)新的一大步，實現(xiàn)了高水平科技自立自強。

華能石島灣高溫氣冷堆核電站每年發(fā)電量14億度，可以為200萬居民提供一年的生活用電。不僅如此，該核電站預(yù)計每年還可減少二氧化碳排放量90萬噸，為中國生態(tài)建設(shè)貢獻(xiàn)綠色力量。

“深海一號”打開深海能源寶藏

2021年6月25日，由我國自營勘探開發(fā)的首個1500米超深水大氣田“深海一號”在海南島東南陵水海域正式投產(chǎn)，標(biāo)志著我國已全面掌握打開南海深海能源寶藏的“鑰匙”，實現(xiàn)了從300米向1500米超深水挺進(jìn)的歷史性跨越。

“深海一號”大氣田距海南省三亞市150公里，于2014年勘探發(fā)現(xiàn)，天然氣探明地質(zhì)儲量超千億立方米，最大水深超過1500米，最大井深達(dá)4000米以上，是我國迄今為止自主發(fā)現(xiàn)的水深最深、勘探開發(fā)難度最大的海上超深水氣田。

為高效開發(fā)“深海一號”大氣田，中國海洋石油集團有限公司采取“半潛式生產(chǎn)平臺+水下生產(chǎn)系統(tǒng)+海底管道”的全海式開發(fā)模式，并為其量身定制了全球首座十萬噸級深水半潛式生產(chǎn)儲油平臺——“深海一號”能源站。

“深海一號”能源站按照“30年不回塢檢修”的高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計疲勞壽命達(dá)150年，可抵御百年一遇的超強臺風(fēng)。最大排水量達(dá)11萬噸，相當(dāng)于3艘中型航母。它的建造實現(xiàn)了3項世界首創(chuàng)技術(shù)，以及13項國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，是中國海洋工程裝備領(lǐng)域集大成之作，創(chuàng)造了全球同類型平臺建造速度之最。

前沿技術(shù)：創(chuàng)造人民美好生活

黨的十八大以來，科技創(chuàng)新堅持把推進(jìn)社會主義現(xiàn)代化強國建設(shè)、滿足人民對美好生活的向往作為根本任務(wù)，支撐民生改善。在國家的高度重視和大力投入下，我國社會民生領(lǐng)域產(chǎn)出了一項項亮眼的創(chuàng)新成果，持續(xù)為人民的美好生活“添磚加瓦”。

科技“戰(zhàn)疫”彰顯硬核力量

人類同疾病較量最有力的武器就是科學(xué)技術(shù)，人類戰(zhàn)勝大災(zāi)大疫離不開科學(xué)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。中國對抗新冠肺炎疫情的一個重要力量就是科技，中國始終堅持從疫苗、藥物、檢測、動物模型和科學(xué)溯源5大方向開展科研攻關(guān)。

國藥集團新冠病毒滅活疫苗亮相2022年服貿(mào)會。視覺中國供圖

全力推進(jìn)疫情科研攻關(guān)，堅持多條技術(shù)路線并行，我國穩(wěn)步提升常態(tài)化疫情防控能力，交出了不俗的成績單：主導(dǎo)制定全球首個新冠病毒核酸檢測國際標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)開展呼氣、光譜質(zhì)譜等新型檢測技術(shù)研發(fā)，上百個檢測試劑獲批上市；我國處于全球疫苗研發(fā)第一方陣，42款疫苗進(jìn)入臨床試驗，17款疫苗在境外獲批開展Ⅲ期臨床試驗，滅活疫苗、腺病毒載體疫苗、重組蛋白疫苗等9款疫苗獲批附條件上市或緊急使用，3款疫苗被納入世界衛(wèi)生組織緊急使用清單；多款國產(chǎn)新冠治療藥物獲批上市，中和抗體安巴韋和羅米司韋單抗聯(lián)合療法已在國內(nèi)獲批上市，中藥“三方”廣泛應(yīng)用于抗疫一線，小分子藥阿茲夫定獲附條件批準(zhǔn)增加新冠肺炎治療適應(yīng)癥；實施科技抗疫國際合作行動，建立聯(lián)合研發(fā)中心、“一帶一路”聯(lián)合實驗室，聯(lián)合開展疫苗、有效藥物等科研攻關(guān)，取得一批重大階段性成果。

北斗應(yīng)用在各領(lǐng)域大顯身手

2020年6月23日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。這一由我國自主建設(shè)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，開始為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。

北斗衛(wèi)星遠(yuǎn)在天外，以其為基礎(chǔ)的應(yīng)用，卻直達(dá)人們身邊，切實改變著你我的生活。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計師、中國工程院院士楊長風(fēng)表示，建設(shè)北斗系統(tǒng)的目的就是要讓航天技術(shù)走進(jìn)千家萬戶，服務(wù)百姓生活。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，全國已有將北斗終端作為標(biāo)準(zhǔn)配置的農(nóng)機企業(yè)45家，已安裝農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)超過10萬臺。

在電力領(lǐng)域，已推廣應(yīng)用北斗定位、授時、短報文通信等各類終端超過38萬臺/套。在林業(yè)領(lǐng)域，黑龍江、甘肅、廣東等11個省林業(yè)示范項目共采購北斗終端超9.4萬臺/套。

在應(yīng)急領(lǐng)域，北斗車載終端在消防救援車輛上的應(yīng)用超過1.5萬臺，消防救援中的北斗手持終端超1000臺。

在水利領(lǐng)域，北斗系統(tǒng)在超過2587處水庫應(yīng)用短報文通信服務(wù)水文監(jiān)測；超過650處變形滑坡體設(shè)置了北斗監(jiān)測站點。在銀行保險領(lǐng)域，目前金融系統(tǒng)授時已淘汰以往其他授時手段，實現(xiàn)了北斗授時100％覆蓋，北斗授時設(shè)備超過340套，超過550輛運鈔車和護(hù)衛(wèi)車應(yīng)用北斗終端。

新一代人工智能廣結(jié)碩果

十年間，中國人工智能產(chǎn)業(yè)厚積薄發(fā)，從“技術(shù)研發(fā)”到“成果轉(zhuǎn)化”，再到“賦能應(yīng)用”，為數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化繪就宏偉畫卷。

截至2021年，中國人工智能企業(yè)數(shù)量4975家，占全球比重24.9%，位列全球第二。近十年來，中國人工智能專利產(chǎn)出取得了顯著發(fā)展，從2012年的7968件增長至2021年的80785件，占全球比重70.9%，位列全球第一。

近十年來，中國堅持人工智能區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新，強化人工智能基礎(chǔ)設(shè)施布局。從人工智能算力基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)布局來看，中國已構(gòu)建全球規(guī)模最大的人工智能算力網(wǎng)絡(luò)集群，已建成的人工智能計算中心有8個。此外，建設(shè)完成8個國家新一代人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)和18個國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)。

5G改變生產(chǎn)生活面貌

十年間，我國移動通信實現(xiàn)了從“3G突破”“4G同步”到“5G引領(lǐng)”的跨越，4G基站占全球一半以上，5G基站達(dá)到了185.4萬個，成為全球首個基于獨立組網(wǎng)模式建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的國家，5G移動用戶數(shù)超4.5億。

2021中國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會上，仿真機器狗亮相成果展。新華社發(fā)(伍志尊攝）

中國5G商用3年以來，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、終端、用戶規(guī)模等方面發(fā)展迅速，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模全球領(lǐng)先，已建成全球規(guī)模最大的移動寬帶光纖網(wǎng)絡(luò)；5G應(yīng)用涵蓋交通、醫(yī)療、教育、文旅等諸多生活領(lǐng)域，累計案例超過2萬個。

在關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新方面，移動操作系統(tǒng)等核心技術(shù)與國際先進(jìn)水平差距持續(xù)縮小，我國企業(yè)聲明的5G標(biāo)準(zhǔn)必要專利數(shù)量保持世界領(lǐng)先。

除了“網(wǎng)速變快”的體驗外，5G也悄然改變著人們的生活方式。在體育賽事方面，北京2022年冬奧會實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋；在文旅方面，許多景區(qū)推出5G網(wǎng)紅地打卡、5G增強現(xiàn)實景區(qū)游覽等，給用戶帶來更加豐富的觀景體驗；在教育領(lǐng)域，全國多所高校進(jìn)行積極探索，涌現(xiàn)出一批5G空中課堂、5G虛擬實驗室、5G云考場、5G智慧校園等典型應(yīng)用。

此外，5G在工業(yè)制造、采礦、港口等垂直行業(yè)應(yīng)用場景也加速規(guī)模落地，已由最初的生產(chǎn)輔助類業(yè)務(wù)為主向設(shè)備控制、質(zhì)量管控等核心業(yè)務(wù)拓展，是當(dāng)前5G應(yīng)用方案較為成熟的領(lǐng)域。

科技創(chuàng)新助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)

2022年6月，科技部部長王志剛在“中國這十年”系列主題新聞發(fā)布會上，多次提到超超臨界發(fā)電。他表示，我國連續(xù)15年布局研發(fā)了百萬千瓦級超超臨界高效發(fā)電技術(shù)，目前供電煤耗最低可達(dá)到每千瓦時264克，遠(yuǎn)低于全國平均值，處于全球先進(jìn)水平。

目前，超超臨界高效發(fā)電技術(shù)和示范工程已在全國推廣，占煤電總裝機容量的26%。

值得關(guān)注的是，科技部已經(jīng)啟動了氫能、新能源汽車等20多個碳中和科技重點專項，以科技支撐綠色低碳發(fā)展，立足我國以煤為主的能源資源稟賦，大力發(fā)展先進(jìn)煤電技術(shù)，引領(lǐng)了煤炭高效清潔利用。

煤炭發(fā)電如何實現(xiàn)高效、清潔？科技部“高效靈活二次再熱發(fā)電機組研制及工程示范”項目給出了高分答案。該示范項目位于國家能源集團宿遷發(fā)電有限公司內(nèi)，包含兩臺660兆瓦超超臨界二次再熱機組。

國家能源集團江蘇電力有限公司總經(jīng)理梁志宏介紹，超超臨界機組使蒸汽溫度達(dá)600 —620 ，壓力達(dá)31兆帕左右，基本達(dá)到當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟綜合平衡前提下的“天花板”。

編輯：劉義陽

審核：岳靚