昨天（2017年12月31日），由中國科學院、中國工程院主辦，中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦，中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2017年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞在北京揭曉。此項年度評選活動至今已舉辦了24次，來看一看2017年度兩院院士評選出的中國和世界十大科技進展。
2017年中國十大科技進展新聞
1.我國科學家利用化學物質合成完整活性染色體
我國科學家利用化學物質合成了4條人工設計的釀酒酵母染色體，標誌著人類向“再造生命”又邁進一大步。該研究利用小分子核苷酸精準合成了活體真核染色體，首次實現人工基因組合成序列與設計序列的完全匹配，得到的酵母基因組具備完整的生命活性。該研究結果2017年3月10日在《科學》發表，我國也成為繼美國之後第二個具備真核基因組設計與構建能力的國家。自2012年開始，天津大學、清華大學和深圳華大基因研究院與美國等國家的科研機構共同推動了酵母基因組合成國際計劃（Sc2.0），旨在對釀酒酵母基因組進行人工重新設計和化學再造。我國科學家此次成功合成的4條釀酒酵母染色體，佔Sc2.0計劃已經合成染色體的2/3。
2.國產水下滑翔機下潛6329米刷新世界紀錄
我國自主研發的“海翼”號水下滑翔機於2017年3月在馬裡亞納海溝挑戰者深淵，完成大深度下潛觀測任務並安全回收，最大下潛深度達到6329米，刷新了水下滑翔機最大下潛深度的世界紀錄。 “海翼”號水下滑翔機是根據中科院B類戰略先導專項的部署，由中科院瀋陽自動化所研製的、具有完全自主知識產權的新型水下觀測平臺。從原理樣機的研發到深淵觀測任務的圓滿完成經歷了13個年頭，包含淺海、深海、深淵等不同型號的水下滑翔機20餘臺。此次“海翼”號在馬裡亞納海溝共完成了12次下潛工作，總航程超過134.6公里，收集了大量高分辨率的深淵區域水體信息，為海洋科學家研究該區域的水文特性提供寶貴資料。
3.世界首臺超越早期經典計算機的光量子計算機誕生
2017年5月3日中國科技大學潘建偉院士科研團隊宣佈光量子計算機成功構建。潘建偉團隊在多光子糾纏領域始終保持著國際領先水平，團隊利用自主發展的綜合性能國際最優的量子點單光子源，通過電控可編程的光量子線路，構建了針對多光子“玻色取樣”任務的光量子計算原型機。實驗測試表明，該原型機的取樣速度比國際同行類似的實驗加快至少24000倍，通過和經典算法比較，也比人類歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。這臺光量子計算機標誌著我國在基於光子的量子計算機研究方面取得突破性進展，為最終實現超越經典計算能力的量子計算奠定了堅實基礎。
4.國產大型客機C919首飛
我國首款國際主流水準的國產大型客機C919於2017年5月5日14時許在上海浦東國際機場首飛。C919的全稱是“COMAC919”，COMAC是C919的主製造商中國商飛公司的英文名稱簡寫，“C”既是“COMAC”的第一個字母，也是中國的英文名稱“CHINA”的第一個字母，體現了大型客機是國家的意志、人民的期望。第一個9寓意“天長地久”，19寓意C919大型客機最大載客量190人。C919擁有完全自主知識產權，是建設創新型國家的標誌性工程，凝聚了國內最優秀的設計人才和工程人才，針對先進的氣動佈局、結構材料和機載系統，研製人員共規劃了102項關鍵技術攻關，包括飛機發動機一體化設計、電傳飛控系統控制律設計、主動控制技術等。
5.我國首次海域天然氣水合物試開採
2017年5月18日，我國首次實現海域可燃冰試採成功，南海神狐海域天然氣水合物（又稱可燃冰）試採實現連續187個小時的穩定產氣。這是“中國理論”“中國技術”“中國裝備”所凝結而成的突出成就，中國人民又攀登上了世界科技的新高峰。源源不斷的天然氣從1200多米的深海底之下200多米的底層中開採上來，點燃了全球最大海上鑽探平臺“藍鯨一號”的噴火裝置。這是我國首次，也是全球首次對資源量佔比90％以上、開發難度最大的泥質粉砂型儲層可燃冰成功實現試採。從“藍鯨一號”起步的可燃冰試採，不僅對我國未來的能源安全保障、優化能源結構具有重要意義，甚至可能給世界能源接替研發格局帶來改變。
6.我國“人造太陽”裝置創造世界新紀錄
國家大科學裝置——全超導託卡馬克核聚變實驗裝置東方超環（EAST）實現了穩定的101.2秒穩態長脈衝高約束等離子體運行，創造了新的世界紀錄。這一重要突破標誌著，我國磁約束聚變研究在穩態運行的物理和工程方面將繼續引領國際前沿。東方超環是世界上第一個實現穩態高約束模式運行持續時間達到百秒量級的託卡馬克核聚變實驗裝置，對國際熱核聚變試驗堆（ITER）計劃具有重大科學意義。由於核聚變的反應原理與太陽類似，因此，東方超環也被稱作“人造太陽”。該成果將為未來ITER長脈衝高約束運行提供重要的科學和實驗支持，也為我國下一代聚變裝置——中國聚變工程實驗堆的預研、建設、運行和人才培養奠定了基礎。
7.中國科學家首次發現突破傳統分類新型費米子
中國科學院物理研究所科研團隊首次發現了突破傳統分類的新型費米子——三重簡併費米子，為固體材料中電子拓撲態研究開闢了新的方向。這一研究成果於2017年6月19日由《自然》雜誌在線發表。尋找新型費米子是近年來拓撲物態領域一個挑戰性的前沿科學問題，也是該領域國際競爭的焦點之一。此次新型費米子的發現從理論預言、樣品製備到實驗觀測的全過程，都是由我國科學家獨立完成的，它是凝聚態物理中固體理論的一個重要突破。這一研究成果對促進人們認識電子拓撲物態、發現新奇物理現象、開發新型電子器件以及深入理解基本粒子性質都具有重要的意義。
8.量子通信“從理想王國走到現實王國”
2017年1月18日，我國研製的世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”在圓滿完成４個月的在軌測試後，正式交付使用。2017年6月16日，中國科學技術大學潘建偉、彭承志等帶領的團隊宣佈，利用“墨子號”在國際上率先成功實現了千公里級的星地雙向量子糾纏分發，並於此基礎上實現了空間尺度下嚴格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學非定域性檢驗。世界首條量子保密通信幹線——“京滬幹線”於9月29日正式開通。結合“墨子號”衛星，我國科學家成功與奧地利實現了世界首次洲際量子保密通信。“墨子號”圓滿實現了三大既定科學目標，用潘建偉的話說，千公里級的星地雙向量子通信，終於“從理想王國走到了現實王國”。
9.中科院推出高產水稻新種質
由中科院亞熱帶農業生態研究所夏新界研究員領銜的水稻育種團隊於2017年10月16日宣佈，歷經十餘年研究，團隊日前培育出超高產優質“巨型稻”：株高可達2.2米、畝產可達800千克以上、具有高產、抗倒伏、抗病蟲害、耐淹澇等特點。經農業部植物新品種測試中心DNA指紋檢測，以及華智水稻生物技術有限公司56k水稻SNP基因芯片指紋圖譜檢測，確認“巨型稻”是一種水稻新種質材料。這種“巨型稻”光合效率高，單位面積生物量比現有水稻品種高出50%，平均有效分櫱40個，單穂最高實粒數達500多粒，單季產量可超過800千克/畝。它是運用突變體誘導、野生稻遠緣雜交、分子標記定向選育等一系列育種新技術，獲得的水稻新種質材料。
10.“悟空”發現疑似暗物質蹤跡
2017年11月30日，中國暗物質粒子探測衛星“悟空”的首批探測成果在《自然》雜誌上刊發。“悟空”測量到電子宇宙射線能譜在1.4萬億電子伏特（TeV）能量處的異常波動。這一神秘訊號首次為人類所觀測，意味著中國科學家取得了一項開創性發現。如果後續研究證實這一發現與暗物質相關，將是一項具有劃時代意義的科學成果，人類就可以跟隨著“悟空”的腳步去找尋宇宙中５％以外的廣袤未知，這將是一個超出想象的成就。即便與暗物質無關，也可能帶來對現有科學理論的突破。“悟空”投入相對小，在“高能電子、伽馬射線的能量測量準確度”和“區分不同種類粒子的本領”兩項關鍵技術指標方面世界領先。
2017年世界十大科技進展新聞
1.新傳感器技術可實現意念操控機械假肢
一個國際團隊在《自然—生物醫學工程》上發表論文表示，在他們研發的傳感器技術助力下，機械假肢能探測到使用者脊髓運動神經元發出的電信號，使假肢的控制更加靈活，這相當於用意念控制假肢。有關技術有望幫助截肢人士恢復更多活動功能。這種新傳感器能讓機械假肢直接探測到來自脊髓運動神經元發出的電信號，比起單純依靠肌肉抽動來控制的方式，這樣的操控可做到更精確，可完成的動作也更復雜，機械假肢的實用性隨之提高。團隊下一步將對這一新型機械假肢進行更大範圍的臨床測試，經過不斷改進後，這類產品有望在未來三年進入市場。
2.DNA數據存儲新法問世
美國科學家在2017年3月2日出版的《科學》雜誌上報告說，他們想出了一種新的方式將數據編碼進脫氧核糖核酸（DNA），從而創造出迄今最高密度大規模數據存儲方案。在這套系統中，1克DNA具有存儲215拍字節（2.15億千兆字節）的能力。原則上，它可以將人類有史以來的所有數據存儲在一個大小和重量相當於兩輛小貨車的容器中。然而這項技術能否起飛主要取決於成本。用DNA存儲數據有很多優勢。它是超級壓縮的，並且在寒冷乾燥的地方可以保存數十萬年。同時只要人類社會還在讀取和書寫DNA，他們就能夠解碼這些信息。科學家還可以為這些文件製作幾乎不受數量限制的無差錯文件副本。
3.“二手”火箭，成功發射回收
美國太空探索技術公司於2017年3月30日利用翻新的“二手”火箭把一顆商業通信衛星發射上天，這是人類太空史上的第一次。此次發射的主要任務是把歐洲衛星公司的SES-10衛星送至地球同步靜止軌道，但特殊之處在於這枚“獵鷹9”火箭的第一級曾於2016年4月為國際空間站運送過貨物，此後降落在太平洋的一艘無人船上，是人類從海上成功回收的第一個火箭第一級。經翻新並加上第二級後，火箭第一級被運回肯尼迪航天中心再次承擔軌道級發射任務。火箭第一級回收的目的是研製可重複使用的運載火箭。傳統火箭都是一次性使用，一旦能夠回收重複使用，將有望降低發射成本。
4.3D打印卵巢具有生育能力
2017年5月16日出版的《自然—通訊》雜誌報道稱，美國科學家通過3D打印技術，由凝膠製成的人工卵巢能夠使老鼠受孕併產下健康的後代。在這項研究中，科學家使用了一個具有發射凝膠噴嘴的3D打印機，而其所使用的凝膠來源於動物卵巢中天然存在的膠原蛋白。研究人員通過在載玻片上打印各種重疊的凝膠纖維圖案來構建卵巢。隨後，他們利用外科手術摘除了7只小鼠的卵巢，並在其位置上縫合了人工卵巢。小鼠交配後，其中3只雌鼠分別產下了健康幼崽。這些產崽的雌鼠同時還能自然泌乳，這表明嵌入支架的卵泡產生了正常水平的激素。該成果或能幫助因放療或化療導致不育的癌症倖存者恢復生育能力。
5.科學家成功用引力為星球測重
《科學》雜誌於2017年6月7日發文稱，愛因斯坦的廣義相對論提出100年後，科學家成功地運用該理論確定了一顆白矮星的質量，使當初在愛因斯坦看來“不可能的希望”成為現實。科學家在5000多顆恆星中尋找具有這種直線排列形式的星球，發現白矮星STEIN 2051 B恰好有著這種完美的定位——它在2014年3月正好位於一顆背景星球之前。他們利用哈勃望遠鏡對此現象進行觀察，測量背景星球表觀位置的微移動，這一作用被稱作天體測量的微引力透鏡效應。根據所測得的數據，他們估計，該星球的質量約為太陽質量的0.675倍。直接測量STEIN 2051 B的質量對理解白矮星的進化具有重要意義。
6.全球首次發現雙粲重子
歐洲核子研究中心於2017年7月6日宣佈，經多國科學家共同努力，在世界上首次發現了一種被稱為雙粲重子的新粒子，這將有助於人類深入理解物質的構成和強相互作用的本質。中國團隊對這一發現功不可沒。這一最新發現來自歐洲核子研究中心的大型強子對撞機（LHC）上的底夸克探測器（LHCb）合作組。據介紹，這種雙粲重子含有兩個質量較大的粲夸克和一個上夸克，質量約3621兆電子伏，幾乎是質子質量的4倍，理論預期其內部結構迥異於普通重子。底夸克探測器是歐洲核子研究中心大型強子對撞機上的粒子物理實驗裝置之一，專門研究重夸克粒子的產生和衰變。
7.華人科學家宣佈發現“天使粒子”
美國斯坦福大學華人科學家張首晟等人於2017年7月20日在《科學》雜誌上報告說，他們首次發現了馬約拉納費米子存在的證據。這一重大發現解決了困擾量子物理學80年的難題，對量子計算也具有重要意義。張首晟領導的理論團隊預言了通過怎樣的實驗平臺能夠找到馬約拉納費米子，哪些實驗信號能夠作為證據；加利福尼亞大學洛杉磯分校的何慶林、王康隆以及歐文分校的夏晶領導的實驗團隊與理論團隊密切合作，在實驗中發現了被稱為手性馬約拉納費米子的一類最基本馬約拉納費米子。意大利物理學家埃託雷·馬約拉納預言，自然界中可能存在一類特殊的粒子，它們的反粒子就是自身，這種粒子被稱為馬約拉納費米子。
8.科學家用基因剪刀修復人類早期胚胎致病基因
2017年8月2日出版的《自然》雜誌報告，一個國際團隊利用CRISPR基因編輯技術，成功修復了人類早期胚胎中一種與遺傳性心臟病相關的基因突變。這是美國國內首次進行人類胚胎基因編輯。研究人員以肥厚型心肌病為研究對象。這是一種常見的單基因遺傳病，由MYBPC3基因突變引起，是青壯年運動員猝死的主要原因之一。研究人員利用CRISPR基因編輯技術修復了人類早期胚胎中的這種突變，且定向非常精確，沒有在非靶點位置產生突變。研究人員介紹，精確的基因編輯技術還有助獲得更多健康胚胎，提高體外受精成功率。但研究團隊謹慎表示，相關基因編輯方法仍需進一步優化。
9.世界首個分子機器人誕生
《自然》雜誌於2017年9月20日報道，英國曼徹斯特大學科學家研製出世界上首個“分子機器人”，其能接收化學指令並完成組裝分子等基本任務，未來可用於研發藥物、設計先進製造工藝以及搭建分子組裝線和分子工廠。組成分子機器人的碳、氫、氧和氮等原子總共只有150個，大小隻有百萬分之一毫米，將幾百億個這種機器人堆起來，也只有一粒鹽那麼大。但如此微小的分子機器人，卻擁有機器手臂，能夠根據指令操控單個分子，用機器手臂搭建分子產品。由於非常微小，這些分子機器人具有很多優勢，能降低材料需求、加速藥物研發、大幅減少能源消耗及推進產品微型化等。
10.引力波研究獲重要進展
全球多國科學家於2017年10月16日宣佈人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，並同時“看到”這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。美國“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）捕捉到這個引力波信號。此後2秒，美國費米太空望遠鏡觀測到同一來源發出的伽馬射線暴。這是人類歷史上第一次使用引力波天文臺和電磁波望遠鏡同時觀測到同一個天體物理事件，標誌著以多種觀測方式為特點的“多信使”天文學進入一個新時代。6月1日，科學家就稱，第三次探測到了引力波。此次結果不僅再次驗證了廣義相對論，也為了解雙黑洞系統的成因提供了線索。9月27日，宣佈第四次探測到引力波，這是歐洲和美國的探測器首次共同發現引力波。
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