作者：admin 发布时间：2023-02-01 14:15:21 分类：科技 浏览：206 评论：0
《环球科学》杂志是《科学美国人》中文版，该杂志最新一期评出了2007十大科学新闻，“人造生命诞生”位列榜首。 NO.1 人造生命诞生 2007年6月21日，美国生物学家克雷格·文特尔(Craig Venter)在《科学》杂志上介绍说，他的科学研究团队首次实现了不同物种间完整基因组的移植，向从零开始构建简单的基因组迈出了关键一步。10月初，文特尔再次宣布，他的团队化学合成了人工染色体，并成功移植到了另一个没有染色体的细胞中，创造出了有史以来第一个“人造生命”(Artificial Life)。研究人员可以定制人工染色体，让这些人造微生物具有各种用途，比如制造生物燃料、清理有毒废物，清除二氧化碳等。人造微生物的出现，是生物工程发展的一个里程碑。 NO.2 用人体皮肤细胞制造出“类胚胎干细胞” 2007年11月20日，日本京都大学的山中伸弥(Shinya Yamanaka)和美国威斯康星大学的詹姆斯·汤姆森(James Thomson)分别在《细胞》和《科学》杂志网络版上撰文，宣布他们各自领导的研究小组成功地把人体皮肤细胞，改造成类似胚胎干细胞的“万能细胞”。两个研究小组利用相同的基因重组技术，向皮肤细胞插入4个基因，将它们改造成了所谓的“iPS细胞”。这些细胞的功能与胚胎干细胞十分相似，能够培育成各类人体组织器官。这种技术不仅能避免因利用人类胚胎进行干细胞研究引发伦理争议，它的高效、便利也为进一步医学应用打开了大门。科学界评价这一突破为生物科学的里程碑，同时意味着风靡一时的胚胎干细胞克隆技术可能退出舞台。 NO.3 嫦娥一号升空，亚洲向月球进军 2007年10月24日，中国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”发射升空。11月26日，“嫦娥一号”在绕月轨道上拍摄的首张月球图像公布，表明卫星各项科学设备工作正常。“嫦娥一号”将在绕月轨道上进行为期一年的科学探测，对月面地形地貌、月球物质分布、月球土壤厚度及地月空间环境展开观测研究。在此之前，日本“月亮女神”探测器也于9月14日成功发射，并顺利进入绕月轨道。这两项月球探测任务的开展实施标志着，亚洲开始向月球进军，参与到全球探月热潮之中。 NO.4 太阳系外发现“第二地球” 2007年4月24日，欧洲南方天文台的天文学家宣布，他们在距离地球20.5光年的红矮星Gliese581周围，发现了迄今与地球最为相似的太阳系外行星。这颗行星的质量约为地球的5倍，表面温度可能介于0℃~40℃之间，恰好允许液态水存在于它的表面。这是科学家在太阳系外首次发现可能适合人类居住的行星。 7月12日，欧洲航天局和英国伦敦大学学院的天文学家宣布，他们在距离地球60多光年的另一颗行星的大气层中，发现了水蒸气的踪迹，不过这颗行星向阳面的表面温度高达2,000℃以上，不适合人类生存。这是天文学家首次确认太阳系外行星上有水存在。这些发现让致力于寻找外星生命的科学家们看到了希望。 NO.5 IPCC确认是人类导致气候变化，各国制定应对方案 2007年2月2日，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在法国巴黎发布第四份全球气候变化评估报告，称气候变暖已经是“毫无争议”的事实。科学家们比以往任何时候都更加确信，是人类影响了气候，而且人类导致的气候变化正在进一步发展。不过，人类的未来在很大程度上，仍然掌握在我们自己手里——变化的程度取决于人类如何对待温室气体的排放。 12月15日，联合国气候变化大会通过决议，制定了“巴厘岛路线图”，决定在2009年前就应对气候变化问题的新安排举行谈判。“路线图”还为谈判确立了明确议程，具体议题包括：适应气候变化消极后果的行动，减少温室气体排放的方法，广泛使用气候友好型技术的方法，以及对适应和减缓气候变化措施进行资助。 NO.6 发现构成DNA的第六元素 2007年8月26日，上海交通大学微生物代谢重点实验室宣布，他们发现DNA中存在第六种元素——硫。DNA是生命的物质基础，科学界以往认为，它是由五种元素——碳、氢、氧、氮和磷构成的。该实验室的科学家发现，许多微生物合成DNA后，还会进行一种叫“硫修饰”的工作，它们依靠基因组中的硫元素，改变遗传特性。这一发现开创了分子生物学的新领域——DNA硫修饰的研究，引起了国际上的高度重视。如果能够干扰这种“硫修饰”，就可能改造病菌，化解它们对人体的危害。药物的研发也可借鉴大自然中硫修饰的过程，通过基因药物，对癌症、艾滋病患者的DNA进行人工修饰，治疗疾病。 NO.7 人类癌症基因组计划启动 2007年3月8日，英国威康信托基金会桑格中心(Wellcome Trust Sanger Institute)的科学家在《自然》杂志上撰文表示，他们启动了一项大规模的癌症基因破译计划，目标锁定在致死率最高的肿瘤身上。就过去的研究来看，肿瘤的发生绝大多数和基因的变化有关，不过影响蛋白质活动的基因太多，不进行深入的序列分析，很难找到这些影响颇大却又很微小的变化。此次计划中，科学家将首先分析与200个特定肿瘤相关的500个目标基因。 科学家认为，测定肿瘤基因的序列并不困难，不过要找出真正引发癌症的关键基因变化，却是一个难度很高的工作。他们希望通过这样的测序计划，可以对未来找到关键的起始基因变化提供更多可用的线索。 NO.8 个人基因组时代来临 2007年5月31日，美国454生命科学公司向“DNA之父”沃森赠送了一张DVD光盘，其中记录了沃森本人基因组的所有信息，使他成为世界上首位获得自己基因组图谱的人。沃森的基因图谱绘制采用了新的测序技术，不但极大地提高了效率，而且只花费了不到200万美元。随着测序价格的进一步下降，个人基因组时代将全面来临。 10月11日，我国深圳华大基因研究院召开新闻发布会，宣布他们成功绘制出第一幅完整的中国人基因组图谱(又称“炎黄一号”)，这是第一个亚洲人全基因序列图谱。科学家认为，这项基因组科学领域里程碑式的科学成果，对于中国乃至亚洲人的DNA、隐形疾病基因、流行病预测等领域的研究具有重要作用。 NO.9 在土卫六泰坦上发现液态湖泊 2007年1月4日，《自然》杂志封面文章公布可信的证据，表明土卫六泰坦上存在液态甲烷海洋或湖泊。科学家在20多年前就预测，甲烷能够以液态形式存在于泰坦的表面。2006年7月22日，美国航空航天局的“卡西尼”探测器飞掠泰坦，获得的雷达成像数据为泰坦上大量液体的存在提供了可信证据。这些液体在泰坦表面聚集成湖泊和海洋，使泰坦成为地球以外迄今发现的唯一一颗仍存在活跃液体循环的天体。这一发现将人类研究气候和液体循环的视线延伸到地球之外，有助于揭示早期地球演化过程，甚至揭开生命起源之谜。 NO.10 世界第一台分子机器诞生 2007年1月21日，法国图卢兹材料设计和结构研究中心研究院与德国柏林大学的科学家在《自然-纳米技术》上撰文宣布，他们成功地组装出了第一台真正意义上的分子机器。分子机器的主要构件是蛋白质等生物分子，能够行使某种加工功能，是近年来纳米研究领域的重点。它们的用途极为广泛，可以在人体细胞内清除病灶，充当药物运输的人造载体，构成分子阀门等。研究人员确信，他们发明的“分子轮”将在复杂的纳米机器上发挥重要作用，比如分子卡车和分子纳米机器人等。
近日，由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2021年中国十大 科技 进展新闻（the top 10 news stories of scientific and technological progress）于2022年1月18日在京揭晓。
此项年度评选活动至今已举办了28次。评选结果经新闻媒体广泛报道后，在 社会 上产生了强烈反响，使公众进一步了解国内外 科技 发展的动态，对普及科学技术起到了积极作用。
此次评出的2021年中国十大 科技 进展新闻分别是：
1 我国首次火星探测任务取得圆满成功
6月11日，中国国家航天局公布了“祝融”号火星车拍摄的首批火星图像，标志着中国的火星任务取得圆满成功。三张照片是由“祝融”号的相机拍摄的，包括着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”（即着陆平台）影像图。另一张是由祝融释放出车底部的分离相机拍摄的“着巡合影”图，为火星车与着陆平台的合影。
天问一号于2020年7月23日由长征五号重型运载火箭从最南端海南省的文昌航天发射中心发射，启动了中国首次火星任务。
2 中国空间站开启有人长期驻留时代
6月17日，神舟十二号载人飞船发射升空，与中国空间站核心舱天和成功对接。3名航天员进驻核心舱，进行了为期3个月的驻留，开展了一系列空间科学实验和技术试验，在轨验证了航天员长期驻留、再生生保、空间物资补给、出舱活动、舱外操作、在轨维修等空间站建造和运营关键技术。
10月16日，神舟十三号发射升空，将另外三名宇航员送往天宫空间站，开启为期6个月的在轨驻留，期间将开展一系列科学实验，进一步验证在轨长期居住的情况，中国空间站有人长期驻留时代到来。
3 我国实现二氧化碳到淀粉的从头合成
淀粉是“粥饭”中最主要的碳水化合物，是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，也是重要的工业原料。其主要合成方式是由绿色植物通过光合作用固定二氧化碳来进行。长期以来，科研人员一直在努力改进光合作用这一生命过程，希望提高二氧化碳的转化速率和光能的利用效率，最终提升淀粉的生产效率。
4 我国团队凭打破“量子霸权”的超算应用摘得2021年度“戈登贝尔奖”
11月18日于美国密苏里州圣路易斯举行的全球超级计算大会（SC21）上，国际计算机协会（ACM）将2021年度“戈登贝尔奖”授予中国超算应用团队。这支由之江实验室、国家超算无锡中心等单位研究人员组成的联合科研团队，基于新一代神威超级计算机的应用“超大规模量子随机电路实时模拟”（SWQSIM）获此殊荣。
量子优越性，或称量子优势，指的是一个量子设备可以在任何可行的时间内解决任何经典计算机无法解决的问题。谷歌和中国 科技 大学的研究人员都曾声称他们已经开发出了达到量子优势的设备。
确定一个设备是否在给定任务下实现量子优势，首先要对随机量子电路（RQC）中不同量子比特的相互作用进行采样。由于随机量子电路中的量子比特之间可能存在大量的相互作用，对其相互作用进行建模只能由高性能计算机解决。
在这项工作中，中国研究人员介绍了一个设计过程，涵盖了模拟所需的算法、并行化和架构。使用新一代神威超级计算机，他们有效地模拟了10x10x（1+40+1）的随机量子电路，这也被认为是模拟RQC的一个新的里程碑，远远超过了谷歌“顶点”超级计算机的表现。
5 1400万亿电子伏特 我国科学家观测到迄今最高能量光子
中国科学院高能物理研究所牵头的国际合作组依托国家重大 科技 基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”，在银河系内发现12个超高能宇宙线加速器，并记录到能量达1.4拍电子伏（PeV，拍=千万亿）的伽马射线光子，这是迄今为止能量最高的光。
研究成果突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，揭示了银河系内普遍存在能够把粒子加速到超过1PeV的宇宙线加速器，开启了“超高能伽马天文”观测时代。相关成果5月17日发表于《自然》。
6 嫦娥五号样品重要研究成果先后出炉
10月19日，中国科学院地质与地球物理研究所和国家天文台主导，联合多家研究机构发布了围绕月球演化重要科学问题取得的突破性进展。相关研究成果发表在《自然》。
科研人员利用超高空间分辨率铀 — 铅（U-Pb）定年技术，对嫦娥五号月球样品玄武岩岩屑中50余颗富铀矿物（斜锆石、钙钛锆石、静海石）进行分析，确定玄武岩形成年龄为20亿年，表明月球直到20亿年前仍存在岩浆活动，比以往月球样品限定的岩浆活动延长了约8亿年。
研究显示，嫦娥五号月球样品玄武岩初始熔融时并没有卷入富集钾、稀土元素、磷的“克里普物质”——生热元素，嫦娥五号月球样品富集这些生热元素的特征，是由于岩浆后期经过大量矿物结晶固化后，残余部分富集而来。这一结果排除了嫦娥五号着陆区岩石的初始岩浆熔融热源来自放射性生热元素的主流假说。
7 异源四倍体野生稻快速 从头驯化获得新突破
随着世界人口的快速增长，至2050年粮食产量或将增加50%才能完全满足需求。与此同时，近年来世界气候变化加剧，全球气候变暖、极端天气频发等都为粮食安全带来了巨大挑战。在此背景下，如何进一步提高作物单产成为亟待解决的严峻问题。
中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队首次提出了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，旨在最终培育出新型多倍体水稻作物，这是一种一直令科学家渴望培育出的水稻品种，其活力和环境稳健性有助于大幅提高粮食产量并增加作物环境变化适应性。本项研究为未来应对粮食危机提出了一种新的可行策略，相关研究成果2月4日发表于《细胞》。
8 我国研发成功-271 超流氦大型低温制冷装备
液氦到超流氦温区大型低温制冷系统（模型） 图源：中国科学报 中科院理化技术研究所供图
4月15日，由中国科学院理化技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目 “液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制 ”通过验收及成果鉴定，标志着我国具备了研制液氦温度（零下269摄氏度）千瓦级和超流氦温度（零下271摄氏度）百瓦级大型低温制冷装备的能力。液氦到超流氦温区大型低温制冷系统可满足航空航天工业、氢能储运、氦资源开发等领域的迫切需要。
9 植物到动物的功能基因转移首获证实
中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军团队经过20年追踪研究，发现被联合国粮农组织（FAO）认定的迄今唯一“超级害虫”烟粉虱，从寄主植物那里获得了防御性基因。这是现代生物学诞生100多年来，首次研究证实植物和动物之间存在功能性基因水平转移现象。
这是我国农业害虫研究领域在《细胞》杂志的首篇论文，揭示了昆虫如何利用水平转移基因来克服宿主的防御，为 探索 昆虫适应性进化规律开辟了新的视角，也为新一代基因导向的害虫防控技术研发提供全新思路。
10 稀土离子实现多模式量子中继及1小时光存储
光纤中的光子损耗阻碍了量子信息在地面的长距离传播。量子中继器是一种解决方案，但由于量子中继器方案的系统复杂性，到目前为止，通信距离仍然有限。另一种解决方案包括可运输的量子存储器和装有量子存储器的卫星，其中长寿命的光量子存储器是实现全球量子通信的关键部件。然而，迄今为止的光存储器的最长存储时间约为1分钟。
中国 科技 大学郭光灿院士领导的研究团队开发了基于稀土离子掺杂晶体的高性能固体量子存储器，成功将光的存储时间提高至1小时，为未来基于长寿命固体量子存储器的大规模量子通信提供了方案。该成果分别于4月22日和6月2日发表于《自然通讯》和《自然》。