2月27日，科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎(chǔ)研究管理中心）發(fā)布了2020年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展：我國(guó)科學(xué)家積極應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情取得突出進(jìn)展、嫦娥五號(hào)首次實(shí)現(xiàn)月面自動(dòng)采樣返回、“奮斗者”號(hào)創(chuàng)造中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄、揭示人類遺傳物質(zhì)傳遞的關(guān)鍵步驟、研發(fā)出具有超高壓電性能的透明鐵電單晶、2020珠峰高程測(cè)定、古基因組揭示近萬(wàn)年來(lái)中國(guó)人群的演化與遷徙歷史、大數(shù)據(jù)刻畫(huà)出迄今最高精度的地球3億年生物多樣性演變歷史、深度解析多器官衰老的標(biāo)記物和干預(yù)靶標(biāo)、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到化學(xué)反應(yīng)中的量子干涉現(xiàn)象等10項(xiàng)重大科學(xué)進(jìn)展入選。

1. 我國(guó)科學(xué)家積極應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情取得突出進(jìn)展

面對(duì)突如其來(lái)的新冠肺炎疫情，我國(guó)科學(xué)家在中央應(yīng)對(duì)疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組和國(guó)務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制統(tǒng)籌下，團(tuán)結(jié)協(xié)作，爭(zhēng)分奪秒，取得了一系列突出進(jìn)展，為打贏疫情防控阻擊戰(zhàn)提供了重要的科學(xué)支撐。

新型冠狀病毒滅活疫苗

2. 嫦娥五號(hào)首次實(shí)現(xiàn)月面自動(dòng)采樣返回

11月24日，嫦娥五號(hào)探測(cè)器在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，由長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道；此后，探測(cè)器經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行、月面著陸、月面采樣封裝、月面起飛、月球軌道交會(huì)對(duì)接與樣品轉(zhuǎn)移、月地入射、月地轉(zhuǎn)移和再入回收等飛行階段，歷時(shí)23天嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸。

嫦娥五號(hào)探測(cè)器

3. “奮斗者”號(hào)創(chuàng)造中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄

“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器研制是我國(guó)“十三五”深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備領(lǐng)域的重大攻關(guān)任務(wù)，于2016年立項(xiàng)啟動(dòng)。2020年6月，“奮斗者”號(hào)完成總裝集成與水池試驗(yàn)。2020年7月，“奮斗者”號(hào)完成第一階段海試，共計(jì)下潛17次，最大下潛深度4548米。2020年10月10日，“奮斗者”號(hào)啟航赴馬里亞納海溝開(kāi)展第二階段海試，其間共計(jì)完成13次下潛，其中11人24人次參與了8個(gè)超過(guò)萬(wàn)米深度的深潛試驗(yàn)。11月10日8時(shí)12分，“奮斗者”號(hào)創(chuàng)造了10909米的中國(guó)載人深潛深度紀(jì)錄。

“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器

4. 揭示人類遺傳物質(zhì)傳遞的關(guān)鍵步驟

DNA復(fù)制是人類遺傳物質(zhì)在細(xì)胞之間得以精確傳遞的基礎(chǔ)，人們對(duì)高等生物中識(shí)別DNA復(fù)制起始位點(diǎn)的具體過(guò)程并不清楚，這在一定程度上也阻礙了人們對(duì)癌癥發(fā)生發(fā)展機(jī)制的理解。中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所李國(guó)紅團(tuán)隊(duì)及其合作者揭示了一種精細(xì)的DNA復(fù)制起始位點(diǎn)的識(shí)別調(diào)控機(jī)制。

DNA復(fù)制起始調(diào)控的表觀遺傳機(jī)制

5. 研發(fā)出具有超高壓電性能的透明鐵電單晶

弛豫鐵電單晶[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3, PMN－PT]具有優(yōu)異的壓電效應(yīng)，已廣泛應(yīng)用于超聲成像、聲吶裝備和微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）等領(lǐng)域。然而，自其發(fā)現(xiàn)20多年以來(lái)，壓電性能就再?zèng)]有新的突破，并且由于鐵電疇壁的存在，導(dǎo)致其透光率低，無(wú)法滿足當(dāng)前壓電器件多功能、高靈敏度的發(fā)展需求，急需新的理論和設(shè)計(jì)方法。西安交通大學(xué)徐卓教授研究團(tuán)隊(duì)揭示了弛豫鐵電單晶高壓電效應(yīng)的起源，研發(fā)出了釤摻雜的PMN－PT單晶，其壓電性能超過(guò)4000 pC/N，相比未摻雜單晶提高了一倍。在此基礎(chǔ)上，利用電疇結(jié)構(gòu)調(diào)控，消除了單晶中對(duì)光起散射作用的鐵電疇壁，首次在PMN－PT單晶中同時(shí)獲得了高壓電性和高透光性，突破了長(zhǎng)期以來(lái)二者難以共存的國(guó)際難題。

高壓電性透明鐵電單晶與傳統(tǒng)鐵電單晶的對(duì)比

6. 2020珠峰高程測(cè)定

珠峰高度長(zhǎng)期以來(lái)受到全世界關(guān)注，精確測(cè)定珠峰高度并向全世界公布，彰顯國(guó)家綜合實(shí)力和科技水平。2020珠峰高程測(cè)量，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用多種現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)重大技術(shù)創(chuàng)新突破，獲取了歷史上最高精度的珠峰高程成果。

2020珠峰高程測(cè)量隊(duì)員在峰頂豎起測(cè)量覘標(biāo)

7. 古基因組揭示近萬(wàn)年來(lái)中國(guó)人群的演化與遷徙歷史

在國(guó)際古基因組學(xué)領(lǐng)域，有關(guān)東亞，尤其是中國(guó)史前人群的古基因組研究非常匱乏。中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所付巧妹研究團(tuán)隊(duì)首次針對(duì)中國(guó)南北方史前人群展開(kāi)時(shí)間跨度最大、規(guī)模性、系統(tǒng)性的古基因組研究，通過(guò)前沿實(shí)驗(yàn)方法成功獲取我國(guó)南北方11個(gè)遺址25個(gè)9500-4200年前的個(gè)體和1個(gè)300年前個(gè)體的基因組，揭示中國(guó)人群自9500年以來(lái)的南北分化格局、主體連續(xù)性與遷徙融合史。

東亞南北方不同時(shí)期人群的遺傳特點(diǎn)變化示意圖

8. 大數(shù)據(jù)刻畫(huà)出迄今最高精度的地球3億年生物多樣性演變歷史

生命起源與演化是世界十大科學(xué)之謎之一。地球上曾經(jīng)生活過(guò)的生物99%以上已經(jīng)滅絕，通過(guò)化石記錄重建地球生物多樣性變化歷史是認(rèn)識(shí)當(dāng)今生物多樣性現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)的最重要途徑之一。然而，地質(zhì)歷史時(shí)期地球生物多樣性變化研究的時(shí)間分辨率低、生物分類粗，無(wú)法精確識(shí)別突發(fā)性重大生物演變事件，也不能為近代地球生態(tài)系統(tǒng)演變研究提供重要參考。南京大學(xué)沈樹(shù)忠、樊雋軒團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外專家創(chuàng)建國(guó)際大型數(shù)據(jù)庫(kù)，自主研發(fā)人工智能算法，利用“天河二號(hào)”超算取得突破，獲得了全球第一條高精度的古生代3億多年的海洋生物多樣性演化曲線，時(shí)間分辨率較國(guó)際同類研究提高400多倍。新曲線精準(zhǔn)刻畫(huà)出地球生物多樣性演變過(guò)程中的多次重大生物滅絕、復(fù)蘇和輻射事件，揭示了當(dāng)時(shí)生物多樣性變化與大氣CO2含量以及全球性氣候劇變的協(xié)同關(guān)系。該研究將推動(dòng)整個(gè)演化古生物學(xué)研究的變革。

古生代海洋生物多樣性曲線與重要演化事件

9. 深度解析多器官衰老的標(biāo)記物和干預(yù)靶標(biāo)

隨著人口老齡化程度的日益加劇，深入研究衰老、科學(xué)應(yīng)對(duì)人口老齡化是新時(shí)代的國(guó)家重大需求。圍繞衰老的機(jī)制和干預(yù)等核心科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所劉光慧研究組、曲靜研究組，中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所張維綺研究組，同北京大學(xué)湯富酬研究組聯(lián)合攻關(guān)，利用多學(xué)科交叉的方法，在系統(tǒng)水平上揭示了哺乳動(dòng)物多器官衰老的新型生物學(xué)標(biāo)記物和可調(diào)控靶標(biāo)。這些研究成果加深了人們對(duì)器官衰老異質(zhì)性和復(fù)雜性的理解，為建立針對(duì)衰老及衰老相關(guān)疾病的早期預(yù)警和科學(xué)應(yīng)對(duì)策略奠定了重要基礎(chǔ)。

卡路里限制延緩多器官衰老的系統(tǒng)生物學(xué)研究

10. 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到化學(xué)反應(yīng)中的量子干涉現(xiàn)象

化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程伴隨著復(fù)雜的量子力學(xué)現(xiàn)象，但其通常難以被直接觀測(cè)到，因而化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)亦難以得到透徹的理解。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所楊學(xué)明院士、張東輝院士、孫志剛和肖春雷研究團(tuán)隊(duì)提供了一個(gè)研究范例。他們研究發(fā)現(xiàn)，在H + HDH2 + D反應(yīng)中，在碰撞能量為1.9～2.2電子伏的范圍內(nèi)，產(chǎn)物H2（v"= 2，j"= 3）的后向散射呈現(xiàn)顯著的振蕩（其中v"是振動(dòng)量子數(shù)，j"是轉(zhuǎn)動(dòng)量子數(shù)）。通過(guò)拓?fù)淅碚摲治觯l(fā)現(xiàn)該反應(yīng)存在兩條迥然不同的反應(yīng)路徑，振蕩是由這兩條路徑之間的量子力學(xué)干涉所產(chǎn)生的。該研究揭示了該反應(yīng)在較低能量處，量子幾何相位效應(yīng)仍然存在，并可以被觀測(cè)到。這非常類似于眾所周知的Aharonov-Bohm效應(yīng)，清晰地揭示了化學(xué)反應(yīng)的量子性。

H + HD反應(yīng)的兩條途徑

記者：胡喆

圖片來(lái)源：科技部

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關(guān)鍵詞： 2020 年度 中國(guó)科學(xué) 十大