2019年中國十大科技進展

由中國科學院、中國工程兩院院士投票評選的2019年中國十大科技進展、世界十大科技進展11日在北京揭曉，“嫦娥四號實現人類探測器首次月背軟着陸”“人類首次‘看到’了黑洞”分別領銜2019年中國和世界十大科技進展。此項年度評選活動至今已舉辦了26次。評選結果經新聞媒體廣泛報道後，在社會上產生了強烈反響，使公眾進一步瞭解國內外科技發展的動態，對宣傳、普及科學技術起到了積極作用。 ^[2] 

兩院院士評出的2019年中國十大科技進展包括：

2019年1月3日，嫦娥四號探測器成功着陸在月球背面艾特肯盆地馮卡門撞擊坑，在“鵲橋”號中繼星的支持下，嫦娥四號着陸器與“玉兔二號”巡視器分別開展了就位探測和巡視勘察。

嫦娥四號在月球背面的工作時長已超過300天，遠超設計壽命；“玉兔二號”巡視器克服各項障礙，行駛里程也已超過300米，實現了“雙三百”的突破。

根據搭載科學載荷所取得的數據，科研團隊重構了嫦娥四號月球背面下降軌跡，對着陸點進行了精確定位；獲取了着陸區形貌、構造、成分等地質信息，發現以橄欖石和低鈣輝石等礦物組分為主的岩石，並對其來源作出初步判斷，對揭示艾特肯盆地地質演化乃至月殼早期演化歷史、月球深部物質結構及形成機理等科學問題具有重要價值；另外，在中性原子、月表中子與輻射劑量及低頻射電頻譜等領域獲取了大量數據，並取得了初步分析結果。

2019年11月28日，國際科學期刊《自然》發佈了中國科學院國家天文台劉繼峯、張昊彤研究團隊的一項重大發現。

依託我國自主研製的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST），研究團隊發現了一顆迄今為止質量最大的恆星級黑洞，並提供了一種利用LAMOST巡天優勢尋找黑洞的新方法。

這顆70倍太陽質量的黑洞遠超理論預言的質量上限，顛覆了人們對恆星級黑洞形成的認知，有望推動恆星演化和黑洞形成理論的革新。

據悉，在發現迄今質量最大恆星級黑洞的基礎上，研究團隊的下一步工作將實施“黑洞獵手”計劃，未來5年預計發現並測量近百個黑洞。

霍爾效應描述了當磁場加載到金屬和半導體上時，電力與磁力之間的一種相互關係。近140年來，國際科學界相繼發現了霍爾效應和量子霍爾效應。

中國科學技術大學喬振華課題組與南方科技大學張立源課題組等合作，首次在毫米級的碲化鋯（ZrTe5）塊體單晶體材料中觀測到三維量子霍爾效應的明確證據，並指出該效應可能是由於磁場下相互作用產生的電荷密度波誘導的。這一重要研究成果於2019年5月9日在線發表在國際知名學術期刊《自然》上。

據悉，自從1980年發現量子霍爾效應後，學界把注意力集中在二維體系。這次發現的三維量子霍爾效應，補全了霍爾效應家族的一個重要拼圖。

歷經多年努力，我國科學家研製成功面向人工通用智能的新型類腦計算芯片——“天機芯”芯片，而且成功在無人駕駛自行車上進行了實驗。

清華大學類腦計算研究中心施路平教授團隊的相關論文《面向人工通用智能的異構“天機芯”芯片架構》，2019年8月1日在國際期刊《自然》雜誌以封面文章的形式發表。

據悉，“天機芯”第一代、第二代產品分別於2015年、2017年研製成功。經過不斷改進設計，目前的第二代“天機芯”具有高速、高性能、低功耗的特點。

未來“天機芯”的發展方向，是為人工通用智能的研究提供高能效、高速、靈活的計算平台，還可用於多種應用開發，促進人工通用智能研究，賦能各行各業。

由東方電氣集團東方電機有限公司研發製造的白鶴灘水電站首台百萬千瓦水輪發電機組的轉輪，於2019年1月12日上午在電站工地的轉輪廠房正式完工，並較原計劃提前交付。

這將有力確保白鶴灘水電站在2021年如期實現首台機組投產發電的目標。

據悉，百萬千瓦水電機組是當今世界上單機容量最大機組，也是中國水電向世界水電“無人區”發起的衝刺。整個機組中最為核心、研製難度最大的部件就是轉輪，堪稱機組的“心臟”。轉輪總重達353噸，經過了24道工序，由100餘名東電工匠耗時12個月“精雕細琢”完成。而整個百萬千瓦機組的設計研發歷時十年之久。

我國首顆空間引力波探測技術實驗衞星第一階段在軌測試任務順利完成。

2019年9月20日，該衞星被命名為“太極一號”。在空間可以探測到中低頻段的引力波信號，但由於引力波信號極其微弱，需要突破目前人類精密測量和控制技術的極限。

中科院科研團隊在不到一年時間裏完成了“太極一號”的研製任務。

第一階段在軌測試結果表明，激光干涉儀位移測量精度達到百皮米量級，約為一個原子的大小；引力參考傳感器測量精度達到重力加速度的百億分之一，相當於一隻螞蟻推動“太極一號”衞星產生的加速度；微推進器推力分辨率達到亞微牛量級，約為一粒芝麻重量的萬分之一。我國空間引力波探測邁出奠基性的第一步。

2019年2月28日凌晨，來自中科院物理所、南京大學和美國普林斯頓大學的3個研究組分別在《自然》雜誌發佈了最新相關研究成果。

他們的研究表明，數千種已知材料都可能具有拓撲性質，即自然界中大約24%的材料可能具有拓撲結構。拓撲，描述的是幾何圖形或空間在連續改變形狀後還能保持不變的性質。

當 “拓撲”這一數學概念被引入物理學領域後，一方面推動了基礎物理學研究的發展，另一方面也促使大量新穎拓撲材料出現。

中國科學院植物研究所的一項最新研究發現了自然界“奇葩”光合物種——硅藻如何利用其獨特結構去高效地捕獲、利用光能。北京時間2019年2月8日，知名學術期刊《科學》以長文形式在線發表了這一成果。

基於該研究，科學家未來有望設計出可以高效“捕光”的新型作物。中科院植物所的沈建仁和匡廷雲研究團隊解析了硅藻的主要捕光天線蛋白高分辨率結構，這是硅藻的首個光合膜蛋白結構解析研究工作，為研究硅藻的光能捕獲、利用和光保護機制提供了重要的結構基礎。

華中科技大學謝慶國教授團隊發明的全數字PET/CT，已於2019年5月31日通過國家藥品監督管理局註冊審批，獲得市場準入和對外銷售資質。這意味着國產全數字PET打破國際技術壟斷，我國高端醫療儀器開發取得重大突破。

PET是正電子發射斷層成像的簡稱，是繼超聲、CT和核磁共振之後當今的尖端醫學影像技術，在惡性腫瘤、神經系統疾病、心血管疾病等重大疾病早期診斷、療效評估、病理研究等方面，具有極大應用價值。

我國科學家聯合多名境內外研究人員在2019年5月2日的《自然》雜誌上發表文章稱，在海拔3280米的青藏高原東北部甘肅省夏河縣白石崖溶洞，發現的一件人類下頜骨化石經鑑定為丹尼索瓦人下頜骨化石。

這一研究成果將青藏高原史前人類最早活動時間，由距今4萬年推早至距今16萬年，整整向前推進了12萬年。

由中國科學院青藏高原研究所陳發虎院士、蘭州大學資源環境學院張東菊副教授和德國馬普學會進化人類學研究所Jean-Jacques Hublin教授等帶領的研究團隊，對化石發現地及其周邊地區進行了近十年的系統考古調查，發現了大批可能與該化石共存的文化遺存，為深入研究丹尼索瓦人的文化內涵、行為特徵和高海拔環境適應策略等提供了關鍵信息。