盘点▏2017年中国科技的十大成就
2017年仅有一周时间了,回首展望,在过去的一年中,我国的科技成就正从崛起引领至复兴。日前,世界知识产权组织和康奈尔大学等机构联合发布2017年全球创新指数报告,中国国际排名从2016年的25位升至22位,成为唯一进入前25名集团的中等收入国家。这也意味着,中国与发达国家科技水平的差距,正在逐步拉近。
中国在航天航空、人工智能、深海探测、船舶制造、生物医药等方面已取得了一批在世界上叫得响、数得着的重大科技创新成果。盘点2017年的科技新闻,总结了以下十大国内“黑”科技成就,与读者详解其对于宏观大局的意义以及与我们生活有何息息相关的便利。
一、国产航母下水
2017年4月26日,今天是个值得全中国军迷庆贺的日子,因为就在今天,中国第一艘国产航母001A型在大连造船厂正式下水。从此中国结束了不能建造航母的历史,我国一跃成为全球屈指可数的几个能够独立自主建造航母的国家,而且也是目前全世界仅有的三个正在建造/海试大型航母的国家之一。
据公开资料显示,我国首艘国产航母的长度是315米,相当于三个足球场的长度,其宽度为75米。该国产航母与“辽宁舰”的外形基本相似,但可搭载的战斗机数量会更多。
航母的建设绝不仅仅是武器装备的发展,而是标志着中国工业水平的整体提升,因为一个航母的建设,牵扯到工业的方方面面,牵扯到航空、电子、机械、化工和原材料等等方面。往往一个航母的建设,涉及到的厂家有数万家之多。所以它对咱们整个工业基础能力的提升、工业技术水平的提升有非常大的推动作用。国产航母从开建到下水,仅用了不到26个月,比国外同类型航母建造周期缩短近一半。国产航母的下水也标志着中国造船业达到了一个新的高度。
二、可燃冰稳定试采成功
2017年5月18日,我国在南海北部海域的可燃冰试采成功。可燃冰又称天然气水合物,是一种甲烷和水分子在低温高压情况下结合在一起的化合物,被看作是有望取代煤、石油的新能源。 这东西非常好,但是开采难度大,特别是环境保护问题,中国宣布开采成功,意义非同一般,而且事关南海未来的开发。 早在2015年,央视报道,日韩为了独岛的可燃冰就“大打出手”,独岛主权的争论实际是新能源之争,据报道,独岛目前探明的可燃冰蕴藏量达到惊人的6亿吨,这是什么概念?简单的说这样的蕴藏量如果被日本韩国开发出来,够他们用好几百年。
其实,中国南海蕴藏的可燃冰也很惊人,仅在神狐海域预测蕴藏量就有194亿立方米,这还仅仅是神狐海域,整个南海,蕴藏量更加惊人。南海争端,不仅仅是主权的问题,也是能源的争夺。甚至在日韩争端的独岛,争夺都非常激烈,有爆发军事冲突的风险。2016年,中美就在南海发生军事对峙,一度引发全球局势紧张。不过,中国总体的可燃冰蕴藏量并不大,美国、非洲、北极才是核心之源,或许真因为页岩气和可燃冰等新能源的出现,美军才有了撤出中东这块石油宝地意愿。但是,可燃冰的开采技术,并不是所有国家都具备,且技术不成熟造成的环境风险巨大。之前,在墨西哥湾的研究发现,一旦可燃冰出现开采事故,大量的可燃冰释放出的天然气迅速氧化,造成大规模缺氧,对海域产生灾难性影响。
三、C919首次试飞
2017年5月5日,中国首架具有自主知识产权的大型喷气式干线民用飞机C919的首飞完满结束。这标志着大型民用客机的垄断市场在A(Airbus空中客车)和B(Boeing波音)之外,正式迎来了新的参与者C(C919)。
从C919设计研发到总装下线,进而实现首飞,就有36所高校、200多家企业、数十万产业人员参与研发,70家企业成为C919的供应商或潜在供应商,已初步组成一条完整的飞机制造产业链。
以产品促部件,最终实现产业链的跨越式发展已经成为中国制造一大“套路”。以近年赢得广泛声誉的中国高铁,就是通过消化吸收外国设计、自主采购非原厂零部件组装;再逐步扩大自主范围,在新一代自主研发车型上选用国产部件,建立起一条完善的高铁产业链的。
C919的诞生不是简单的组装飞机,而是配置属于自己的庞大民用航空工业体系。
四、北斗导航第三阶段组网
2017年11月5日19时45分,在西昌卫星发射中心,长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功发射两颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,是北斗三号第一、二颗组网卫星。成功进入轨道,标志着北斗卫星导航系统全球组网的开始。
北斗三号系统建设是我国北斗系统“三步走”发展战略的第三步。相比北斗二号系统,北斗三号系统不仅是卫星组网从区域走向全球,同时技术更先进、建设规模更大、系统性更强。北斗三号卫星将增加性能更优的互操作信号,在进一步提高基本导航服务能力的基础上,按照国际标准提供星基增强服务及搜索救援服务。北斗三号采用星载氢原子钟,其精度将比北斗二号的星载铷原子钟提高一个数量级。
中国北斗具有自己的独特之处。为了解决境外卫星的数据传输通道,北斗三号研制人员攻克了星座星间链路技术,虽然“看不见”在地球另一面的北斗卫星,但用北斗卫星的星间链路同样能与它们取得联系,这是北斗全球导航系统建设的一大特色。
此外,北斗三号在保留北斗二号短报文功能的同时提升相关性能。目前已在轨运行的北斗导航卫星分布在中圆轨道、地球静止轨道和同步倾斜地球轨道上。中圆轨道卫星可以游走全球,是GPS等卫星导航系统使用的通用轨道。地球静止轨道一般是通信卫星使用,运行于该轨道的北斗卫星可以发挥通信功能,使北斗具有短报文等特色功能。把短信和导航结合起来,是中国北斗卫星导航系统的一大特色。
从此次任务起,我国将迎来新一轮北斗组网卫星高密度发射。按规划,截止到2018年底,将发射18颗北斗三号组网卫星,覆盖“一带一路”沿线国家;到2020年左右,完成30多颗组网卫星发射,实现全球服务能力。另外,北斗系统在共享单车、城市智慧管线等新兴市场规模化应用逐渐显现。虽然目前规模较小,但已经显示出巨大的生命力。
五、量子通讯试验阶段性成功
2017年8月10日,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了三大科学实验任务:量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态。使得我国在量子通讯领域达到新高度。
作为安全等级最高的加密技术,量子加密早已成为各大国争相追逐的目标。早在10年前,IBM、微软等知名外企就率先开展研发,国内仅用于个别科学实验。谁能想到呢,只用了10年,中国在这个领域已经变成了当之无愧的领头羊。
量子通信涉及的现象远远超出了我们对于宇宙的传统理解,爱因斯坦称它为“幽灵般”的现象。因为它假定现存的粒子可以瞬间将信息“传输”到另一个纠缠的粒子,并且这种纠缠似乎是超越时空的。无论在哪里,另一个纠缠的粒子都会产生感应。
如果你的加密措施使用了量子通信,那基本意味着永远无法被对手破解。
使用了量子通信,对手对我的信息始终处于“摸不着头脑”的状态:要么他根本不知道我在说什么;要么他窃听到的有关于我的任何信息,都是错的。
拥有无法破解的通讯加密技术,其经济价值和现实意义不言而喻。墨子号在这条路上的探索正在引领潮流。
六、海水稻
9月28日,由袁隆平挂帅的“海水稻”项目将在青岛示范基地进行测产。此前,袁隆平在《海洋科技与粮食安全》的主题演讲中表示将在3~5年内选育出在盐分浓度3~8‰海水灌溉种植条件下,产量达300公斤/亩以上的耐盐碱水稻新品种。
“为了使海水杂交稻能够更好地造福世界人民,我本人和本研究中心均十分乐意帮助其他国家发展杂交水稻,为保障世界粮食安全和促进世界和平做出贡献。”袁隆平表示。
这次测产为海水稻取得最终成功奠定了坚实的基础,推广海水稻的最新进展,树立信心,推动国家对盐碱地改造政策的落地。
七、中国天眼发现脉冲星
2017年10月10日,中科院国家天文台宣布,“中国天眼”发现2颗距离地球分别约4100光年和1.6万光年的新脉冲星,这是我国射电望远镜首次发现脉冲星。
所谓中国天眼,是2016年7月3日建成的500米口径世界最大单口径球面射电望远镜(FAST),坐落在贵州省平塘县的大窝凼洼地,科研人员可以通过这部设备,观察星际之间互动的信息,测定黑洞质量,观测暗物质,甚至搜寻可能存在的星外文明的信号。
众多独门绝技让其成为世界射电望远镜中的佼佼者,这也将为世界天文学的新发现提供重要机遇。FAST性能卓著,即使在未来20~30年,也将保持世界领先地位。
八、造岛神器
2017年11月3日,亚洲最大自航绞吸式挖泥船“天鲲号”在上海振华船厂成功下水。这艘被媒体称为“造岛神器”的挖泥船,大幅提升了我国填海造陆、航道疏浚、港口建设等领域能力。相比于它的前辈“天鲸号”,“天鲲号”不仅拥有更加“纯正”的国产血统,在性能上有更胜一筹。
“天鲲号”具有非常强的挖掘效率和输送能力。“天鲲号”的最大挖掘深度可以达到35米,可以在一小时内将6000立方米的海水、碎石、泥沙混合物送到1.5万米之外。换算过来,“天鲲号”能在不到一周的时间里,就在南海岛礁上搭起一个足球场大小的沙石堆。
在工作时,“天鲲号”自航绞吸船的吸泥管会插入海中,吸泥管的前端装有绞刀,这些绞刀非常锋利,可以轻易切开坚硬的岩石。然后泵机会将海水、泥沙和碎石的混合物通过输泥管输送出去,使泥沙和碎石在万米之外的预定地点堆积。
“天鲲号”在船型、系统设计、功能定位、总体布局上都实现了技术创新,可以说是中国船舶工业瞄准世界科技前沿、把高新技术与重型装备制造高度融合的里程碑。此前,亚洲最大的绞吸式挖泥船是“天鲸号”,其设计是由中外联合完成的。而“天鲲号”由中交天津航道局出资,中船708所自主设计。“天鲲号”设备国产化率相当高,对于打破国际垄断有标志性意义。正是因为“造岛神器”的工作效率异常惊人。
中国疏浚船舶的施工水域涵盖从内河、沿海、近海到远海,动力系统从单机驱动、复合驱动发展到电力驱动,绞刀功率从几十、几百千瓦增长到6600千瓦,无不体现中国疏浚船舶设计已达到国际先进水平。在2017年5月,中国商务部发布公告:为维护国家安全,对大型挖泥船实施出口管制,未经许可任何单位和个人不得对外出口。
九、“复兴号”中国标准动车组
2017年6月26日,“复兴号”中国标准动车组率先在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向首发。“复兴号”中国标准动车组由中国铁路总公司牵头组织研制,具有完全自主知识产权,达到世界先进水平。它的成功开行,标志着我国铁路成套技术装备特别是高速动车组已经走在世界先进行列。
与“和谐号”相比,“复兴号”设计寿命提高了10年,在车体断面增加、空间增大的情况下,按时速350公里试验运行,列车运行阻力下降7.5%以上,人均百公里能耗降低17%,车内噪声下降1到3分贝……
2003年,中国高铁走上了“坚持引进先进技术与自主创新紧密结合”的研发路径,使中国铁路机车车辆制造业的面貌焕然一新。然而,“弯道超车”如同一把双刃剑,在争取时间优势的同时,也留下了兼容性难题。其实当初从海外引进了1型车、2型车、3型车和5型车四种不同的技术平台,“和谐号”没有做到标准化统型,不仅司机操作台不同,车厢定员座位数与布局不同,有些车甚至车厢连挂处的高度都不一样。适应国情路况、倒逼持续创新,是研发中国标准动车组的根本原因。
“复兴号”中国标准动车组是一次完全自力更生、基于需求的正向设计。不是升级,而是从硬件到软件全自主。这将使高铁研发制造团队摆脱对既有技术平台的依赖,增强团队的自信心,使中国高铁技术保持世界领先。
“复兴号”中国标准动车组的“中国”,就意味着高铁从最早的“洋基因”“混血”“以我为主”,现在由内而外都是“纯中国血统”了,特别是软件全部是自主开发。在高速动车组254项重要标准中,中国标准占84%。中国标准动车组整体设计以及车体、转向架、牵引、制动、网络等关键技术都是我国自主研发的,具有完全自主知识产权。
十、暗物质探测卫星“悟空”
2017年11月30日,国际权威学术期刊《自然》在线发表了中国首颗暗物质探测卫星“悟空”的首批成果:发现太空中的反常电子信号。
根据“悟空”积累的观测数据,科学家们发现在1.4万亿电子伏特(TeV)的超高能谱段突然出现剧烈波动,反映在图上是一个“尖峰”。
“悟空”首席科学家、中国科学院紫金山天文台副台长常进说:“我们想通过‘悟空’的火眼金睛,找到暗物质这个‘妖魔鬼怪’。”
“妖”,指的是看不见、摸不着的暗物质。主流科学界认为,人类已发现的物质占宇宙物质总量不足5%,剩余部分就是暗物质和暗能量。由于暗物质无法被直接观测,与物质相互作用也比较弱,人类至今对其知之甚少。
近年来,全球多个团队通过不同类型的设备持续“捉妖”,比如地上有欧洲核子研究中心大型强子对撞机,天上有美国费米卫星。
虽为后起之秀,但“悟空”不仅更“经济适用”,其电子宇宙射线能量测量范围也有显著提高,还能够最大限度地过滤掉宇宙射线的“杂音”。
上天不到两年时间,“悟空”发来的这份“捷报”,将再度点燃公众对暗物质的热情。常进说,“悟空”在轨运行良好,探测器正常工作率平均达到99.5%,有望超过3年设计寿命,“为我们‘捉妖’5至10年”。
随着我国三十多年的高速经济成长,一大批高新技术成果正逐步出现在公众眼前,走入产业化,进入到我们的生活。中国坚持以“创新是引领发展的第一动力”的首要原则,在科技研发与人才引进、利用与培养上,加大政策重点扶植与投入,汇聚起促进科技成果“井喷”的磅礴力量,对欧美日科技上不可逾越的恐慌正在变成历史。随着科技上的水平日益提高,无论在国际贸易还是在国家交往上,对待中国的态度正在逐渐走向公正。墨子“传信”、神舟飞天、嫦娥登月、“天眼”探空、北斗组网,等等,中国科技在这几年实现了全方位的突破,重大尖端科技创新技术发展日新月异。当然,2017年中国科技创新还远远不止这些,“中国标准”、“中国智造”正一个个走向国际市场竞争的前沿。
■文章依据网络资料综合
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