2019年， 这些科学事件值得铭记

科技改变生活。

人类获得首张黑洞照片、嫦娥四号实现人类首次月背软着陆、3D打印出会“呼吸”的人造器官、开发出全球首款类脑芯片……2019年，新发现、新成果井喷，不断鼓舞着国内外科技工作者前行。

2020年已经启程，我们期待更多科技成果落地开花、惠泽全世界人民。

十大国际科技新闻

2019年，各国科学家又让科学的脚步再次向前迈进。人类首张黑洞照片问世，3D打印出会呼吸的人体器官，超导材料最高临界温度刷新……尽管这其中的具体原理有些高深莫测、晦涩难懂，但这些发现，也正在或终将切切实实地影响人们的生活。

人类获得首张黑洞照片

数百名科研人员参与合作的“事件视界望远镜”项目2019年4月在全球多地同时召开新闻发布会，发布他们拍到的人类第一张黑洞照片，照片“主角”是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞，其质量是太阳的65亿倍，距离地球大约5500万光年。

3D打印出会“呼吸”的人造器官

2019年5月，《科学》杂志封面报道了美国莱斯大学与华盛顿大学的研究团队主导的一项具有里程碑意义的研究成果。该团队克服了3D打印器官的一大障碍，创造出一个由水凝胶3D打印而成的肺气囊模型。该模型具有与人体血管和气管结构相同的网络结构，能像肺部一样朝周围的血管输送氧气，完成“呼吸”过程。

这项成果被认为代表了3D生物打印可实现的最强生理功能，它也意味着，未来的器官移植以及人类寿命延长等许多问题，都将可能得到解决。

超导材料最高临界温度刷新

2019年5月，超导材料最高临界温度刷新一事，吸引了世人的目光。

超导材料能无损耗传输电能，但其应用却因超导态严苛的低温要求而受限。因此，实现室温超导成为科学家的重要目标，如今他们离这一目标越来越近。在《自然》杂志上，美德两国科学家组成的研究小组发表论文称，他们通过实验证实，高压下的氢化镧在250K（K代表绝对温标开尔文，250K大约为-23℃）时具有超导性。250K是目前人类高温超导的最新纪录，比此前的最高临界温度增加了50K左右。

DNA显微镜研制成功

美国霍华德·休斯医学研究所和布罗德研究所共同开发出“DNA显微镜”，这是一种全新的细胞可视化技术，利用化学手段获取细胞内部信息，绘制的图像反映出细胞内生物分子的基因序列和相对位置的情况。该项研究发表在2019年6月20日出版的《细胞》杂志上。

据悉，DNA显微镜可以做一些光学显微镜做不到的事情。例如，光学显微镜往往无法区分DNA存在差异的细胞，例如免疫细胞，而通过识别能够攻击肿瘤的免疫细胞，DNA显微镜可以帮助改善某些癌症的治疗。

世界上最黑的材料研制成功

2019年9月，中美科学家报告说，他们研制出了一种比之前的最黑材料还要黑10倍的材料。新材料由碳纳米管（CNT）阵列制成，可捕获99.995%的入射光，是迄今为止最黑的材料。这种新材料除了具有艺术表现力外，还可能具有实用价值，例如用于遮光罩中减少不必要的眩光、帮助太空望远镜发现系外行星等。“最令人吃惊的是得到的新材料極黑——该材料从各个角度吸收的入射光都大于99.995%。”有关科学家说。

全球首支埃博拉疫苗获欧盟批准上市

2019年11月，欧洲监管机构批准了埃博拉疫苗Ervebo上市。埃博拉病毒是一种烈性传染病病毒，主要通过体液传播，可引发致命性出血热。此前，医学研究人员已投入大量精力进行埃博拉疫苗的研发，但大多停留在临床试验阶段，而Ervebo成为了首支正式获批用于人体的埃博拉疫苗，并有望于2020年第一季度在美国获批上市。

科学家合成世界首个含18个碳原子的纯碳

2019年8月，《科学》杂志发表牛津大学化学系与IBM苏黎世研究实验室合作的一项成果，他们合成了世界上第一个完全由碳原子构成的环状分子C18，其中的18个碳原子通过交替的单键和三键连接而成，早期研究发现C18环分子具有半导体特性，这意味着类似的碳直链结构可能成为分子级别的电子元件。

“万物DNA”让存储无处不在

全球的数据量不断增加，传统的存储架构，如硬盘和磁带，越来越难以跟上数据存储的需要。随着这些装置逐渐达到存储极限，DNA被当作一种长期存储方案提了出来。

过去的研究已经强调了DNA的持久性和存储海量信息的能力，现在研究人员已经发现了一种前所未有的方式，可利用其持久性进行存储。2019年10月，哥伦比亚大学著名专家、以色列计算遗传学家亚尼夫·埃尔利赫与苏黎世联邦理工学院科学家运用“万物DNA”特殊材料3D打印了一只“兔子”。

谷歌研究人员宣布成功演示“量子优势”

2019年10月，谷歌公司研究人员领衔的团队在英国《自然》杂志发表论文称，已成功演示“量子优势”，让量子系统花费约200秒完成了传统超级计算机在几天之内才能完成的任务。“量子优势”被用于描述量子计算机发展的关键节点，它是指量子计算机能解决传统计算机在合理时间范围内无法解决的一些特殊问题。

新型大肠杆菌能以二氧化碳为食

2019年11月，在发表于《细胞》的一篇新研究中，以色列魏茨曼科学研究所的科学家们改造了一种通常以单糖为食的细菌，使其可以像植物一样通过吸收二氧化碳来构建细胞。

国内十大科技新闻

嫦娥四号实现人类首次月背软着陆、科学家利用基因编辑技术成功克隆出杂交稻种子、开发出全球首款类脑芯片……2019年，中国科技干劲足、活力强，一系列科技成果和突破，在世界科技舞台留下了浓墨重彩的印记。

嫦娥四号实现人类首次月背软着陆

2019年1月，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面艾特肯盆地冯·卡门撞击坑，在“鹊桥”号中继星的支持下，嫦娥四号着陆器与“玉兔二号”巡视器分别开展了就位探测和巡视勘察。目前，嫦娥四号在月球背面的工作时长已超过300天，远超设计寿命;“玉兔二号”巡视器克服各项障碍，行驶里程也已超过300米，实现“双三百”突破。

我国成功克隆出杂交稻种子

2019年1月，中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室王克剑团队，利用基因编辑技术建立了水稻无融合生殖体系，成功克隆出杂交稻种子，首次实现杂交稻性状稳定遗传到下一代。

“这项工作证明了杂交稻进行无融合生殖的可行性，是无融合生殖研究领域的重大突破。”中国工程院院士袁隆平如是说。

全球首款类脑芯片研发成功

2019年8月1日，清华大学开发出的全球首款异构融合类脑计算芯片登上了《自然》杂志的封面。这个被命名为“天机芯”的芯片结合了类脑计算和基于计算机科学的机器学习，这种融合技术有望提升各个系统的能力，促进人工通用智能的研究和发展。从原则上来说，一个人工通用智能系统可以执行人类能够完成的绝大多数任务。

首次观测到三维量子霍尔效应

霍尔效应描述了当磁场加载到金属和半导体上时，电力与磁力之间的一种相互关系。近140年来，国际科学界相继发现了霍尔效应和量子霍尔效应。

中国科学技术大学乔振华课题组与南方科技大学张立源课题组等合作，首次在毫米级的碲化锆块体单晶体材料中观测到三维量子霍尔效应的明确证据，并指出该效应可能是由于磁场下相互作用产生的电荷密度波诱导的。2019年5月9日，这一重要研究成果在线发表于《自然》上。

据悉，自从1980年发现量子霍尔效应后，学界把注意力集中在二维体系。这次发现的三维量子霍尔效应，补全了霍尔效应家族的一块重要拼图。

“太极一号”在轨测试成功

中国首颗空间引力波探测技术实验卫星第一阶段在轨测试任务顺利完成。2019年9月，该卫星被命名为“太极一号”。中科院科研团队在不到一年时间里完成了“太极一号”的研制任务。“太极一号”第一阶段在轨测试结果表明，激光干涉仪位移测量精度达到百皮米量级，约为一个原子的大小;引力参考传感器测量精度达到重力加速度的百亿分之一，相当于一只蚂蚁推动“太极一号”卫星产生的加速度;微推进器推力分辨率达到亚微牛量级，约为一粒芝麻重量的万分之一。

首次解析非洲猪瘟病毒结构

非洲猪瘟是由非洲猪瘟病毒引起的一种急性、热性、高度接触性动物传染病，猪感染后发病率和死亡率高达100%。

2019年10月，《科学》杂志发表了中国学者解析非洲猪瘟病毒精细三维结构的论文。这是一种正二十面体的巨大病毒，由基因组、核心壳层、双层内膜、衣壳和外膜5层组成，病毒颗粒包含3万余个蛋白亚基，组装成直径约260纳米的球形颗粒。这是国际上首次解析非洲猪瘟病毒结构，为揭示非洲猪瘟病毒入侵宿主细胞以及逃避和对抗宿主抗病毒免疫的机制提供了重要线索，为开发效果佳、安全性高的新型非洲猪瘟疫苗奠定了坚实基础。

次验证远距离双场量子密钥分发

限于通信光纤的损耗和探测器的噪声等原因，量子密钥分发系统通常只能在100公里内获得较高成码率。目前最远成码距离是中国科学技术大学潘建伟团队于2016年实验实现的404公里。

有一种新型的量子密钥分发方案——双场量子密钥分发方案，巧妙地利用单光子干涉的特性，让量子密钥分发的成码率在长距离也维持较高水平。2019年，潘建伟教授等科学家在300公里真实环境的光纤中完成了双场量子密钥分发实验，并验证了700公里以上光纤远距离量子密钥分发的可行性，有望成为新一代远距离城际量子密钥分发的基础。被业内专家评论为“实用双场量子密钥分发的重要里程碑”。

科创板鸣锣开市

这是中国资本市场的历史性时刻。2019年7月22日，科创板在上海证券交易所鸣锣开市。中国资本市场由此向科技创新企业开放大门。在未来国际科技实力競争中，科创板将成为我国“硬科技”企业持续补充后续能量的“大粮仓”。

科创板作为新设的增量板块，重点支持高新技术产业和战略性新兴产业。面向新一代信息技术、新材料、生物和高端装备制造四大领域。设立科创板并首次在中国股票市场引入注册制，被普遍认为是中国A股市场设立以来，发行上市制度方面最重大的变革。科创板承载着各方对资本市场在推进科技创新及经济转型发展中的殷切期望。

中国火箭解锁发射“新姿势”

2019年6月5日12时6分，长征十一号海射型固体运载火箭在我国黄海海域实施发射，将捕风一号A、B星等7颗卫星送入约600公里高度的圆轨道，宣告我国运载火箭首次海上发射技术试验圆满成功。

海上发射技术试验系统由运载火箭系统、海上发射平台、测控通信系统和卫星系统4部分组成，可实现离港后一周内完成发射。本次飞行试验在国内首次采用“航天+海工”技术融合，突破海上发射稳定性、安全性、可靠性等关键技术，全面验证了海上发射试验流程，为我国快速进入空间提供了新的发射模式。

科学家发现16万年前丹尼索瓦人下颌骨化石

2019年5月，中国科学家联合多名境内外研究人员在《自然》杂志上发表文章称，在海拔3280米的青藏高原东北部甘肃省夏河县白石崖溶洞，发现的一件人类下颌骨化石经鉴定为丹尼索瓦人下颌骨化石。这一研究成果将青藏高原史前人类最早活动时间，由距今4万年推早至距今16万年，整整向前推进了12万年。研究团队对化石发现地及其周边地区进行了近10年的系统考古调查，发现大批可能与该化石共存的文化遗存，为深入研究丹尼索瓦人的文化内涵、行为特征和高海拔环境适应策略等提供了关键信息。（本刊综合）