導(dǎo)讀
26日，由科技日報社主辦，部分兩院院士、資深科技記者和網(wǎng)友共同評選出的“國安杯”2017年國內(nèi)、國際十大科技新聞揭曉。
入選的2017年國內(nèi)十大科技新聞分別是：“墨子號”實現(xiàn)星地量子通信；人工合成4條真核生物酵母染色體；CRISPR編輯人類胚胎有效性首次獲證；“天舟一號”發(fā)射并首次實現(xiàn)“空中加油”; C919大飛機首飛；我國海域可燃冰試采成功；硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”發(fā)射；”長征五號”火箭發(fā)射失??；“小太陽”運行百秒刷新世界紀(jì)錄；FAST發(fā)現(xiàn)多顆脈沖星。
入選的2017年國際十大科技新聞分別是：人類首次“看到” 雙中子星并合引力波；SpaceX公司首次利用“二手火箭”發(fā)衛(wèi)星；IBM用迄今最新工藝制成5納米芯片；華人科學(xué)家團隊找到馬約拉納費米子；crisper2.0新型“堿基編輯器”推動人類遺傳病新療法；“卡西尼"號證實土衛(wèi)二具備支持生命的條件；世界首個分子機器人誕生；首個用于治療癌癥的基因編輯療法獲批；人類首張腦電波連接全圖問世；量子系統(tǒng)研發(fā)創(chuàng)紀(jì)錄，中國實現(xiàn)星地量子通信。
借助新聞傳播指數(shù)系統(tǒng)，本報量化分析了本次選出的十大科技新聞，發(fā)現(xiàn)相關(guān)新聞都受到輿論廣泛關(guān)注?？萍既請笊缱灾餮邪l(fā)的新聞傳播指數(shù)系統(tǒng)已應(yīng)用于內(nèi)部評價，經(jīng)過檢驗，取得較好效果。
【國內(nèi)】
“國安杯”2017年國內(nèi)十大科技新聞解讀
一年有三百六十五個日出，中國科技好消息層出不窮。最新統(tǒng)計顯示，中國科學(xué)論文的被引用數(shù)量總和，首次躍居世界第二位，顯示中國科技成果的內(nèi)涵已相當(dāng)充實。從“墨子”發(fā)信到“小太陽”發(fā)熱，從可燃冰開采到“慧眼”開啟，2017年，中國創(chuàng)新隊伍由跟跑到領(lǐng)跑，腳步越發(fā)輕快。
一、“墨子號”實現(xiàn)星地量子通信
世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”在國際上首次成功實現(xiàn)千公里級的星地雙向量子通信，為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅實的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)。
至此，“墨子號”量子衛(wèi)星提前、圓滿地完成了預(yù)先設(shè)定的全部三大科學(xué)目標(biāo)。這標(biāo)志著我國在量子通信領(lǐng)域的研究達到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢地位。
“墨子號”是我國自主研制的世界上第一顆空間量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，于去年8月16日發(fā)射升空，今年1月開始實驗。其星地單向、星地雙向、地星單向量子信道，系統(tǒng)信道效率、時間同步精度、跟蹤瞄準(zhǔn)精度指標(biāo)均超過要求。7月份，潘建偉團隊公布打破量子隱形傳輸?shù)募o(jì)錄。 9月份，墨子衛(wèi)星將光子傳送到北京和維也納，并生成量子加密密鑰，使這些城市的團隊能夠安全地進行視頻聊天。
中科院院長白春禮表示，從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)，安全通信速率比傳統(tǒng)技術(shù)提升萬億億倍，為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅實的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)，同時向著空間尺度的量子物理和量子引力的實驗探索邁出了第一步。
中國物理學(xué)家潘建偉也因量子通信研究的卓越成果入選《自然》2017年度十大科學(xué)人”?！蹲匀弧穲蟮琅私▊サ拈_頭寫道：“在中國，有人稱他為‘量子之父’。在潘建偉帶領(lǐng)下，中國已成為遠距離量子通信技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者?！?/span>
二、人工合成4條真核生物酵母染色體
3月10日出版的國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》，以封面形式刊發(fā)中國科學(xué)家的4篇研究長文。由天津大學(xué)、清華大學(xué)和華大基因分別完成的這4篇論文，介紹了真核生物基因組設(shè)計與化學(xué)合成方面的系列重大突破：完成了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設(shè)計與化學(xué)合成——要知道，釀酒酵母總共有16條染色體，此前國際同行奮斗多年才發(fā)現(xiàn)了一條。
這意味著人類在設(shè)計并合成復(fù)雜人工生命的過程中取得重大進展。我國也成為繼美國之后第二個具備真核基因組設(shè)計與構(gòu)建能力的國家。
繼“DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)”和“人類基因組測序計劃”之后，以基因組設(shè)計合成為標(biāo)志的合成生物學(xué)引發(fā)第三次生物技術(shù)革命。如果說基因測序是“讀”基因，那么合成生物學(xué)就是“寫”基因。多國合作的“人工合成酵母基因組計劃”是人類首次嘗試改造并從頭合成真核生物，旨在重新設(shè)計并合成釀酒酵母的全部16條染色體。我國科學(xué)家此次合成的染色體包括16條中最長的1條。
在合成染色體的過程中，他們還突破了生物合成方面的多項關(guān)鍵核心技術(shù)，比如：突破合成型基因組導(dǎo)致細胞失活的難題，設(shè)計構(gòu)建染色體成環(huán)疾病模型，開發(fā)長染色體分級組裝策略，證明人工設(shè)計合成的基因組具有可增加、可刪減的靈活性，等等。這些技術(shù)將幫助在全世界的生命科學(xué)研究和相關(guān)實際應(yīng)用中大顯身手，其價值不可估量。
國內(nèi)外同行指出，這是繼合成原核生物染色體之后的又一里程碑式突破，開啟人類“設(shè)計生命、再造生命和重塑生命”的新紀(jì)元。
三、CRISPR編輯人類胚胎有效性首次獲證
CRISPR是近幾年興起的基因編輯明星技術(shù)，它利用生物體內(nèi)的天然剪刀來裁剪DNA，既準(zhǔn)確又簡單。但用它來編輯人類胚胎的基因，有兩大挑戰(zhàn)：安全嗎？有效嗎？
修正致病基因，正?；蛲鶗疤蓸尅?，被誤編輯，導(dǎo)致癌癥。但是由于誤編輯很少發(fā)生，且已有技術(shù)能在移入子宮前查出錯誤，科學(xué)家對此不太擔(dān)心。
有效性更受關(guān)注：CRISPR技術(shù)擅長裁剪某些基因，但它對付胚胎的錯誤基因，一開始不太行。但試管嬰兒手術(shù)一次只能獲得幾個胚胎，碰運氣碰不起。
今年，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院的劉見橋課題組論文聲稱，首次用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)對6個可移植人類胚胎進行基因編輯，成功修復(fù)了其中3個胚胎內(nèi)的遺傳變異。
之前有兩個實驗組利用CRISPR技術(shù)修復(fù)人類胚胎都失敗了。這次實驗，劉見橋課題組獲得試管嬰兒手術(shù)患者捐獻的未成熟卵細胞，誘導(dǎo)它們成熟后，結(jié)合患遺傳疾病的男性精子。實驗組獲得6個單細胞胚胎，成功修復(fù)3個，證明CRISPR技術(shù)修復(fù)活胚胎的潛力。新研究推翻CRISPR技術(shù)不能有效編輯人類胚胎的猜想。設(shè)計出無遺傳疾病的嬰兒，這個科幻味道很濃，或許引起倫理爭議的命題，離實現(xiàn)又近了一步。
中國是第一個將CRISPR用于人類胚胎的國家。今年也是人類胚胎基因編輯的跨越之年，美國今年用CRISPR基因編輯了大批單細胞胚胎的DNA，這是美國首次基因編輯人類胚胎。美國科學(xué)家還用CRISPR-Cas9技術(shù)修正了人類胚胎中一種與遺傳性的肥厚型心肌病有關(guān)的基因變異。
四、“天舟一號”發(fā)射并首次實現(xiàn)“空中加油”
4月20日，搭載我國首艘貨運飛船“天舟一號”的長征七號遙二運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射。飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道。
這是天舟貨運飛船和長征七號運載火箭組成的空間站貨物運輸系統(tǒng)的首次飛行試驗。此次任務(wù)是中國載人航天工程空間實驗室階段的收官之戰(zhàn)，標(biāo)志著中國載人航天工程勝利完成“三步走”（載人飛行階段、空間實驗室階段和空間站階段）戰(zhàn)略中的“第二步”任務(wù)，意味著我國即將開啟空間站時代。
“天舟一號”是中國自主研制的首艘貨運飛船，被人們形象地稱為太空“快遞小哥”。其主要任務(wù)之一是為“天宮二號”“送貨”，開展俗稱“太空加油”的推進劑補加實驗。
4月27日晚間，“天舟一號”與“天宮二號”成功完成首次“太空加油”。6月15日，二者順利完成第二次推進劑在軌補加試驗，進一步驗證了這一關(guān)鍵技術(shù)的可靠性。 在“天舟一號”之前，掌握了在軌推進劑補加技術(shù)的國家只有俄羅斯和美國，其中，實現(xiàn)在軌加注應(yīng)用的只有俄羅斯。
五、C919大飛機首飛
我國新一代大型客機C919的點滴進展都牽動著國人的心。今年5月5日，在4000多現(xiàn)場觀眾的歡呼聲中，以及全世界目光的注視下，C919終于昂首沖入上海浦東機場上空厚厚的云層。這是我國首架具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的商用干線飛機的空中首秀，意味著中國航空人向懷揣了近半個世紀(jì)的夢想，邁出了堅實一步。
C919是中國完全按照國際主流適航標(biāo)準(zhǔn)和國際主流市場運營標(biāo)準(zhǔn)研制的干線飛機，于2008年開始研制。2017年7月，國產(chǎn)大型客機C919第二架飛行試驗機開展機上功能檢查試驗。9月28日，C919生產(chǎn)單位中國商飛公司在第十七屆北京國際航空展簽下130架C919訂單，此前C919訂單總數(shù)已達到730架。11月10日，C919首架機從上海浦東機場4號跑道起飛，順利抵達1300公里外的西安閻良機場，完成了首次遠距離轉(zhuǎn)場飛行。
12月17日，第二架C919大型客機在上海浦東國際機場完成首次飛行，這意味著C919大型客機逐步拉開全面試驗試飛的新征程。
與國際同級別主流客機相比，C919在諸多領(lǐng)域占據(jù)了同級別領(lǐng)先地位。C919的研制凝聚著中國數(shù)十萬科研人員的心血。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)有22個省份、200多家企業(yè)、36所高校、數(shù)十萬產(chǎn)業(yè)人員參與了C919大型客機研制。
六、我國海域可燃冰試采成功
5月18日，由國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局組織實施的我國海域天然氣水合物（可燃冰）試采在南海神狐海域?qū)崿F(xiàn)連續(xù)8天穩(wěn)定產(chǎn)氣。我國由此在該領(lǐng)域走在了世界前列，這也是我國海域可燃冰首次試采成功。
此次試采從南海神狐海域水深1266米海底以下203米—277米的可燃冰礦藏開采出天然氣，5月10日正式試點火成功。中國地質(zhì)調(diào)查局副總工程師、可燃冰試采現(xiàn)場總指揮葉建良說，到目前為止，已經(jīng)連續(xù)開采8天，最高產(chǎn)量3.5萬立方米/天，平均日產(chǎn)超1.6萬立方米，累計產(chǎn)氣超12萬立方米；甲烷含量最高達99.5%。
這是我國首次、也是世界首次成功實現(xiàn)資源量占全球90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型天然氣水合物安全可控開采。南海神狐海域的可燃冰儲層類型為泥質(zhì)粉砂型。該類型資源量在世界上占比超過90%，是我國主要的儲層類型，具有特低孔隙度、特低滲透率等特點，開采難度最大。
為配合這次試采，我國建立了可燃冰“兩期三型”成礦理論，指導(dǎo)圈定了找礦有利區(qū)，精準(zhǔn)鎖定了試開采目標(biāo)。同時，專家介紹，我國還創(chuàng)建了可燃冰成藏系統(tǒng)理論，指導(dǎo)了試采實施方案的科學(xué)制定，并在這次試采中得到了證實。此外，我國還創(chuàng)立了可燃冰“三相控制”開采理論，應(yīng)用于試開采模擬和實施方案制定，確保了試采過程安全可控、產(chǎn)能穩(wěn)定。
這次試采成功，將繼美國引領(lǐng)頁巖氣革命之后，由我國引領(lǐng)可燃冰革命，推動整個世界能源利用格局的改變。
七、硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”發(fā)射
“借我借我一雙慧眼吧，讓我把這紛擾看個清清楚楚明明白白真真切切。”歌里唱出了收到“黑信息”卻讀不懂的迷茫，隨著中國“慧眼”衛(wèi)星上天，我們有望看到宇宙X光片兒上的疤痕和舊傷。
6月15日，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射首顆空間X射線天文衛(wèi)星“慧眼”。這是繼中歐合作地球空間探測雙星、“悟空”號暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星和“墨子”號量子科學(xué)實驗衛(wèi)星之后，我國又一顆重要的空間科學(xué)衛(wèi)星。作為國防科工局牽頭的重大空間科學(xué)任務(wù)，慧眼填補了中國空間X射線探測衛(wèi)星的空白。
目前人類能接收到的宇宙信息，基本都是各種電磁波，比如可見光、紅外光、紫外光、無線電信號等等。X射線和γ射線的能量更高，宇宙中橫飛著這兩種信號，“慧眼”全稱硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星（HXMT），就是專門看人眼看不到的射線圖像的。
HXMT設(shè)計壽命4年，詩歌立方體，總質(zhì)量約為2.5噸，裝載了高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環(huán)境監(jiān)測器，可觀測1至250keV能量范圍的X射線和200keV至3MeV能量范圍的γ射線。衛(wèi)星采用直接解調(diào)成像方法，通過掃描觀測可以完成寬波段、高靈敏度、高分辨率的空間X射線成像。
在太空里獨立工作的望遠鏡，得能耐冷耐熱、能收到地面指令，傳回數(shù)據(jù)，不能斷電。而中國衛(wèi)星相關(guān)技術(shù)進步極快，近年達到了世界高水準(zhǔn)。我們期待未來，中國科學(xué)家各種創(chuàng)意及早實現(xiàn)，在世界科研競賽中搶得先機。
八、”長征五號”火箭發(fā)射失利
長征五號是目前我國運載能力最大的火箭，于2016年11月3日在中國文昌航天發(fā)射場成功首飛。但在2017年7月2日，長征五號遙二火箭搭載實踐十八號衛(wèi)星發(fā)射升空后，火箭飛行出現(xiàn)異常，發(fā)射任務(wù)失利。
在網(wǎng)絡(luò)上，長五也叫“大火箭”，或“胖五”，它魁梧的腰身比以前的中國火箭肥出一圈。2006年，中國為了彌補大推力火箭的不足，立項研制長五。它是大型低溫液體捆綁式運載火箭 ，也是新一代的主推器在直徑5米以上的火箭。中國在技術(shù)積累薄弱、研制時間短、研制經(jīng)費少的情況下，仍采用多種新材料和新工藝，解決了長五發(fā)動機冷卻、高速旋轉(zhuǎn)力學(xué)、不穩(wěn)定燃燒等諸多難題。
中國從1970年開始成功發(fā)射火箭，早先采用偏二甲肼作燃料來發(fā)射，技術(shù)成熟。但要進入深空，必須發(fā)展液氫+液氧的大火箭。
長五的芯發(fā)動機用液氫做燃料，助推器發(fā)動機則用煤油。儲氫罐很大，所以長征五號不胖不行。和傳統(tǒng)的固體發(fā)動機相比，長五的低溫液體發(fā)動機結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，發(fā)射前的低溫液體關(guān)注等環(huán)節(jié)更加繁瑣，但它優(yōu)勢也很明顯：動力更足、推力大小好調(diào)節(jié)、可以重復(fù)點火等等。
有觀察者看到，長征五號失敗后，輿論更多的是平靜和理解。航天人也第一時間表示將做全面分析總結(jié)。有評論稱，“長五”失利不算奇怪，因為它仍是一枚新式火箭，才第2次發(fā)射。近些年中國航天發(fā)射，給外界留下次次成功的形象。習(xí)慣了中國航天發(fā)射的穩(wěn)定，或許就疏忽了運氣也是航天發(fā)射的重要因素。今年遇挫的航天事業(yè)提示人們：射火箭不是開轎車，失利是常常的事。目前，長五失利的原因仍在調(diào)查中。
九、“小太陽”運行百秒刷新世界紀(jì)錄
今年7月3日，中國“小太陽”的燃燒時間又創(chuàng)造了同行業(yè)的紀(jì)錄，實現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行。
太陽和氫彈的能量，都來自氫同位素得核聚變。但利用核聚變發(fā)電還做不到。氫彈是利用原子彈做雷管，高溫高壓促成核聚變。我們總不能在發(fā)電站里引爆原子彈吧？核聚變溫度達到幾千萬度，用什么容器去盛放呢？前蘇聯(lián)科學(xué)家想到，用高強度的磁場做容器，來約束幾千萬度的帶電的離子，這種模式叫“托克馬克”。
位于合肥的先進實驗超導(dǎo)托卡馬克裝置（EAST），也被媒體稱為“小太陽”，是世界上第一個全超導(dǎo)托卡馬克裝置。要讓等離子體長時間穩(wěn)定放電，需要解決多種棘手的物理障礙。新的紀(jì)錄標(biāo)志著EAST成為世界上第一個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式運行持續(xù)時間達到百秒量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。EAST的成功，表明中國磁約束聚變研究在穩(wěn)態(tài)運行的物理和工程方面，繼續(xù)引領(lǐng)國際前沿，也對國內(nèi)外同類裝置的的建設(shè)和運行提供典范。
十年前啟動的國際熱核聚變試驗堆ITER計劃，是世界最大的國際科技合作項目，寄托著人類尋求永不枯竭能源的希望。穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行，是未來實現(xiàn)聚變的關(guān)鍵。為ITER預(yù)演穩(wěn)態(tài)運行，是EAST的重要使命?，F(xiàn)在看來，EAST是未來五年內(nèi)國際上唯一有能力開展百秒時間尺度技術(shù)研究的平臺。
中國科學(xué)家正在研究下一代聚變裝置——中國聚變工程實驗堆（CFETR），它的建設(shè)、運行和人才培養(yǎng)，必然會汲取EAST的寶貴財富。核聚變技術(shù)的突破，將源自歐洲？中國？美國？無論是哪一國的成功，都意味著全人類的福利。
十、FAST發(fā)現(xiàn)多顆脈沖星
貴州省平塘縣的FAST望遠鏡今年共發(fā)現(xiàn)9顆脈沖星。它初露崢嶸，就被輿論廣為關(guān)注。
500米口徑球面射電望遠鏡簡稱FAST，被譽為“中國天眼”，由天文學(xué)家南仁東等人于1994年提出構(gòu)想和開始選址，歷時22年落成，于2016年9月25日啟用。它由中國科學(xué)院國家天文臺主導(dǎo)，是世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。比起之前美國科學(xué)家建造的300米口徑的射電望遠鏡，F(xiàn)AST的性能提高十倍，估計30年內(nèi)無人超越。
脈沖星是中子星的一種，它的直徑不大，只有20千米左右，但射電能量極為強勁。它一邊飛速自轉(zhuǎn)，一邊節(jié)奏準(zhǔn)確地彈出脈沖。脈沖星像一個旋轉(zhuǎn)的燈塔，當(dāng)燈塔的光掃過地球的時候，F(xiàn)AST就可以接受到一次信號。
由于FAST可以實時調(diào)整“大鍋”的反射面，并不差分毫地將信號反射到一點，所以宇宙深處的微弱無線電信號也可以被匯聚探測。除了脈沖星，F(xiàn)AST還會監(jiān)測宇宙中其他信號，如中性氫，甚至是地外文明。
2017年10月FAST首先發(fā)現(xiàn)2顆新脈沖星，距離地球分別約4100光年和1.6萬光年，也是中國射電望遠鏡首次發(fā)現(xiàn)脈沖星，已得到國際其他射電望遠鏡的確認。
【國際】
“國安杯”2017年國際十大科技新聞解讀
2017年是不平凡的一年?？茖W(xué)與技術(shù)的巨大進步，再次以深刻的方式影響和改變世界。從“看到”引力波、找到馬約拉納費米子、證實土衛(wèi)二的生命潛力，到制成5納米芯片、研發(fā)首個分子機器人、繪出首張腦電波全圖……它們被冠以“國際科技十大新聞”的稱號，身體力行地證明了，人類的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新永無止境。
一、人類首次“看到”雙中子星并合引力波
引力波就像是時空的漣漪，帶有強大的吸引力，科學(xué)家認為它能攜帶信息，允許我們回溯宇宙起源時候的狀態(tài)。
LIGO最早的建造者之一、美國加州理工學(xué)院理論物理學(xué)家基普·索恩的觀點是：當(dāng)引力波探測成為常態(tài)之后，就會開啟天文學(xué)研究的另一扇窗——引力波天文學(xué)。
事實也是如此，2015年，人類第一次探測到引力波，愛因斯坦廣義相對論初獲印證。第二次、第三次紛至沓來，第四次引力波事件在2017年諾獎宣布前夕發(fā)生。
北京時間10月16日，美國國家自然科學(xué)基金會召開媒體見面會，邀請美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）、歐洲處女座（Virgo）引力波探測器以及世界各地70多家天文臺的科學(xué)家代表，共同宣布，人類首次探測到來自雙中子星并合的新型引力波，并“看到”這次并合事件發(fā)出的電磁信號。
全球各大天文學(xué)機構(gòu)同時宣布的此次引力波事件，再次證明了一件事——宇宙的“蓋頭”正一點點被掀了起來。
然而，宇宙的“模樣”仍如水中望月，人類想要一窺全貌還有漫漫征程。暗物質(zhì)和暗能量仍沉寂在茫茫宇宙不為人知，能驗證宇宙保障理論的原初引力波還未露面，自然界各種力之間是否在宇宙誕生初期處于統(tǒng)一狀態(tài)……
一切與引力波、廣義相對論乃至宇宙誕生有關(guān)的未解之謎，都有待全球天文學(xué)界共同努力，用智慧、勇氣、隱忍和堅持，將一個個問號挨個拉直！
二、SpaceX公司首次用“二手火箭”發(fā)衛(wèi)星
馬斯克麾下的太空企業(yè)，手握政府訂單，計劃表里4千多枚衛(wèi)星，海陸回收火箭都已不在話下，甚至要趕在NASA之前，回到人類闊別四十多年的月球軌道……SpaceX的成績單閃閃發(fā)亮，但它之所以能成為今年太空事業(yè)的“明星”，憑的是3月31日成功發(fā)射的一枚火箭。
這是人類首次利用之前回收的“二手火箭”發(fā)射衛(wèi)星，且在發(fā)射成功后再次完成火箭回收。被重復(fù)利用的火箭第一級的價錢，基本可相當(dāng)于全部發(fā)射費用的七成。換句話說，整個發(fā)射行業(yè)的“價目表”將改寫。
這次成就被視為航天工業(yè)的一個里程碑。然而，在太空產(chǎn)業(yè)之外，我們還能看到什么？舉凡航天事業(yè)這類投入巨大、看似與民生相距甚遠的高精尖領(lǐng)域，似乎天經(jīng)地義是國家的份內(nèi)事。但SpaceX能以商業(yè)公司的身份和資源整合能力，成功實現(xiàn)運載火箭可循環(huán)發(fā)射的事實，卻犀利地展示了一點：在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，當(dāng)企業(yè)真正成為創(chuàng)新主體，并獲得足夠的支持和信任時，它們給出的答案，或許將遠超預(yù)期。
其實，SpaceX迎接了多少贊譽，就承受了多少的冷嘲熱諷。但直到今天，它仍然狂奔在挑戰(zhàn)自己的路上——實現(xiàn)“獵鷹9”號火箭的重復(fù)使用后，SpaceX今年又成功利用該火箭將一艘重復(fù)使用的“龍”飛船送入太空；而在即將到來的2018年1月，“獵鷹”重型火箭已蓄勢待發(fā)。這些進展，對全球航天機構(gòu)的經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)革新都至關(guān)重要。
三、IBM用迄今最新工藝制成5納米芯片
摩爾定律在二十年前就被唱衰，但直到現(xiàn)在，半導(dǎo)體工程師們?nèi)匀话l(fā)揚釘子精神，從方寸之地騰挪出無限空間。
IBM公司研究團隊6月在日本京都宣布，其在晶體管的制造上取得了巨大的突破——在一個指甲大小的芯片上，從集成200億個7納米晶體管飛躍到了300億個5納米晶體管。
半導(dǎo)體行業(yè)一直致力于打造5納米節(jié)點替代方案。IBM此次宣布的最新“全包圍門”結(jié)構(gòu)，被認為是晶體管的未來；即將投入生產(chǎn)的5納米芯片，將使用工藝成本有所降低的極光紫外光刻技術(shù)，經(jīng)濟效益顯著。
新型芯片與10納米芯片進行對比測試中發(fā)現(xiàn)，給定功率下，性能可提升40%；同等效率下，5納米芯片可以節(jié)省74%電能。
這一出色表現(xiàn)有望挽救瀕臨極限的摩爾定律，使電子元件繼續(xù)朝著更小、更經(jīng)濟的方向發(fā)展，為自動駕駛、人工智能和5G網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)鋪路。
四、華人科學(xué)家團隊找到馬約拉納費米子
《科學(xué)》雜志上一篇論文，為我們預(yù)言了一個新時代的前夜。
馬約拉納費米子80年后現(xiàn)身——由加州大學(xué)洛杉磯分校與斯坦福大學(xué)的合作觀測，為這種“天使粒子”的存在提供了有力證據(jù)，也為這段漫長的探尋帶來一個滿意的解釋。
這是一種反粒子與自身相同的費米子，科學(xué)家一直在試圖搜尋它。此次華人科學(xué)家團隊通過對一種奇異物質(zhì)開展一系列實驗，首次為其存在找到了確鑿證據(jù)：在超導(dǎo)體和磁性拓撲絕緣體疊加而成的材料內(nèi)，觀察到一種被稱為“手性”費米子的特殊馬約拉納費米子沿著一個方向移動的準(zhǔn)確無誤的信號。
而通過操控馬約拉納費米子作為量子比特，可能會是穩(wěn)定量子計算機得以出現(xiàn)的完美選擇，從而讓人類徹底顛覆掉傳統(tǒng)計算機。如果說“天使粒子”是物理學(xué)的一個基礎(chǔ)性命題找到了答案，那量子計算則代表著一個全新的時代，我們可以對它的原理不明所以，但要知道其足以開啟技術(shù)層面的實用進程。
這也再次演繹了科學(xué)與技術(shù)之于人類進步的意義。自從人類有意識地記錄、傳承改造自然所取得的經(jīng)驗開始，科學(xué)與技術(shù)就像是一顆互為鏡面的“馬約拉納費米子”，在歷史的發(fā)展中，互促共進，螺旋上升，以原始的探索，整理出由粗淺到細致的規(guī)律。
看似與我們相距甚遠的理論研究，最終將化做萬千問題的解決方案。所以我們說，它是對未來的驚鴻一瞥。
五、升級版“堿基編輯器” 催生人類遺傳病新療法
標(biāo)準(zhǔn)的基因編輯方法，比如 CRISPR-Cas9，可能會對 DNA 雙鏈結(jié)構(gòu)造成破壞。從今年開始，這一炙手可熱的技術(shù)，受到了安全性質(zhì)疑。
雖然后續(xù)有科學(xué)家和基因編輯公司寫信或發(fā)文章要求撤稿或更正，但難免讓學(xué)界甚至公眾腦袋中，不斷閃現(xiàn)著幾個問號——CRISPR-Cas9技術(shù)脫靶效應(yīng)多么可怕？真能引起基因組內(nèi)的大量基因突變？它的精準(zhǔn)幾率怎么提升？
現(xiàn)在，哈佛大學(xué)化學(xué)教授、博德研究所華人研究員劉如謙帶領(lǐng)的科學(xué)家團隊，又開發(fā)出了一種更精準(zhǔn)修改DNA單堿基的編輯工具。這種被稱為CRISPR2.0版本的基因編輯工具，不僅效率高，而且?guī)缀鯚o任何不良副作用，可實現(xiàn)“點對點”打擊基因突變。
在已知的與疾病相關(guān)的5萬種人類基因變異中，有32000種是由點突變造成的，而劉如謙團隊成功將單堿基A轉(zhuǎn)換為G，這種調(diào)整可能解決已知的16000種與點突變相關(guān)的疾病。人類遺傳疾病新療法的未來，簡直不可限量！
實際上，堿基編輯器一直被科學(xué)家“試用”。就在今年9月，中國中山大學(xué)研究人員還成功使用堿基編輯工具，移除了胚胎中會導(dǎo)致地中海貧血的遺傳突變。
著名遺傳學(xué)家喬治·丘奇一直以來的觀點不斷被驗證——不會只有一種基因編輯工具獨霸天下，各種可能都值得嘗試。
六、“卡西尼”號證實土衛(wèi)二具支持生命條件
浪跡太空20載，孤軍奮戰(zhàn)13年。2017年，“卡西尼”號燃燒殆盡，悲情謝幕。
不過，“卡西尼”號的科學(xué)價值不死，它的數(shù)據(jù)在當(dāng)前及未來一段時間都是貴重分析資料。而我們，有幸見證了它的努力與成就——今年4月，NASA宣布的“卡西尼”號巔峰發(fā)現(xiàn)：土星第六大衛(wèi)星“土衛(wèi)二”，具備生命所需的所有條件——水、有機物以及能量來源。
“卡西尼”號分析發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)二噴發(fā)的冰中含有大量氫氣分子和二氧化碳，二者存在的最佳解釋是，它們由溫暖海洋和海底巖層之間的水熱反應(yīng)產(chǎn)生。而這可以為深海微生物提供能量——就和地球數(shù)十億年前誕生、孕育生命的環(huán)境非常相似。那些微生物，或許就“藏身”海床之中！
其實，土衛(wèi)二并不是一個剛冒出來的新舞臺，這顆星早在二百多年前就被發(fā)現(xiàn)。上世紀(jì)80年代，人們已意識到其重要價值但苦于無力深究。直到“卡西尼”號真正揭開它不尋常的一面，讓土衛(wèi)二狠狠火了一把。
“卡西尼”號已是二十世紀(jì)最后一艘行星際探測的大飛船，它代表了一整個時代——那個年代，以NASA為首的航天機構(gòu)對宇宙的發(fā)掘，讓“天空看上去都與往日不一樣了”。無人探測密集到讓人羨慕，盡管出發(fā)點為冷戰(zhàn)競賽，但NASA卻真實地拓寬了人類的視野，也讓它一直走在宇宙探索的最前列。而如今，空間領(lǐng)域國際競爭此消彼長，映射出格局與秩序的深刻變幻，比以往更耐人尋味。
七、世界首個分子機器人誕生
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科技的魅力，存在于求證假設(shè)模型的執(zhí)著中，顯現(xiàn)在通過各種工具“看”到未知世界的驚訝中，還在于用已知條件創(chuàng)造未知的樂趣中。
分子機器人的成就，顯然屬于最后一種情況——科學(xué)家把基本規(guī)律當(dāng)成魔法棒，念動咒語，分子們就乖乖聽話了。
9月，《自然》雜志發(fā)表論文，介紹了英國曼徹斯特大學(xué)創(chuàng)建的世界首個分子機器人。它總共僅由150個碳、氫、氧和氮等原子組成，大小只有百萬分之一毫米，將幾百億個這種機器人堆起來，也只有一粒鹽那么大。
如此微小的分子機器人，卻能根據(jù)“指令”操控單個分子，用機器手臂搭建分子產(chǎn)品，過程與搭建樂高機器人的過程極其相似，只是換成了原子。
雖然建造這類分子機器人極其復(fù)雜，但所用的技術(shù)都是基于簡單的化學(xué)反應(yīng)，原子和分子相互作用的基礎(chǔ)原理，以及小分子如何構(gòu)建大分子等化學(xué)知識。
由于非常微小，分子機器人具有很多優(yōu)勢，能降低材料需求、加速藥物研發(fā)、大幅減少能源消耗及推進產(chǎn)品微型化等，因此，未來有望在諸多領(lǐng)域帶來令人激動的應(yīng)用。
八、首個治療癌癥基因編輯療法獲批
2017年，世界首個用于治療癌癥的基因編輯療法，獲得了美國食品與藥物管理局（FDA）的批準(zhǔn)，其被認為是革命性癌癥療法，標(biāo)志著人類對腫瘤治療進入一個新時代。
CAR-T療法，一種基因修飾自體T細胞的免疫治療，也是使用患者自己的T細胞產(chǎn)生的“定制化治療”。具體的做法，要先將患者的T細胞被收集并送到制備中心，在那里進行遺傳修飾——嵌合抗原受體（CAR）的新基因表達，其指導(dǎo)T細胞靶向并殺死具有表面上的特異性抗原（CD19）——換句話說，就是科學(xué)家通過對病人的T細胞進行修飾，讓T細胞去主動對腫瘤“發(fā)起進攻”。
在這一過程中，CD19的身份很重要，幾乎成了CAR-T療法成功的代名詞。但是，雖然絕大多數(shù)的CD19在B細胞表面表達，它卻不是傳統(tǒng)意義上的抗腫瘤分子靶點。因為一個抗腫瘤分子靶點通常是一個致癌基因，該基因的變異導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生，所以抑制它便可以抗癌。而CD-19是一個B細胞受體，與腫瘤發(fā)生原本沒有直接相關(guān)性，出人意料的是，它竟然是一個非常令人滿意的靶點。
在臨床試驗中，83%的病人在接受治療的3個月之后進入了緩解期。而且這種修飾后的細胞，適用于每個病人的特定病情。
目前，研發(fā)出首個獲批CAR-T療法的諾華公司，公布的一個相關(guān)療程價格是47.5萬美元，約相當(dāng)于311萬元人民幣。其或許并不比傳統(tǒng)的骨髓移植治療花費要貴，但人們?nèi)韵Ｍ鋬r格能更“平易近人”一些。CAR-T療法，這顆抗癌史上的“銀色子彈”，未來或?qū)氐赘淖儼┌Y治療方式。
九、人類首張腦電波連接全圖問世
大腦依舊是人類認知的黑洞!
美國前總統(tǒng)奧巴馬的名句言猶在耳：“作為人類，我們能夠確認數(shù)光年外的星系，我們能研究比原子還小的粒子，但我們?nèi)詿o法揭示（大腦這一）兩耳間三磅重物質(zhì)的奧秘?！?/span>
人類大腦大約有1000億個神經(jīng)元，它們?nèi)绾芜B接以及連接錯誤，進而導(dǎo)致精神錯亂或嚴重神經(jīng)性疾病，人類仍沒有弄清其中原委。
美國國防部（DARPA）資助的與“恢復(fù)活躍記憶”相關(guān)的大腦研究項目（RAM）結(jié)出碩果——根據(jù)300名接受神經(jīng)外科手術(shù)患者大腦中30000個電極的數(shù)據(jù)，美國賓夕法尼亞大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家繪制出人類第一張腦電波連接全圖。
這張全圖誕生的意義并非在于“大而全”，而是定向考察了與記憶相關(guān)的額葉、顳葉和內(nèi)側(cè)顳葉區(qū)域，有助于更好地理解記憶處理過程中被激活的大腦網(wǎng)絡(luò)，有助于指導(dǎo)未來用腦部刺激治療創(chuàng)傷性腦損傷或阿爾茨海默癥等記憶障礙。
大腦可研究的層次非常豐富，任何區(qū)域、任何維度、任何工具，都可以單獨或組合成為研究對象。
此次成果的意義在于，很好地解決了工具侵入性與大腦功能穩(wěn)定表現(xiàn)之間的矛盾，且樣本量寶貴而豐富，足夠在一定程度上說明問題，科學(xué)進展具體而明確。
十、量子系統(tǒng)研發(fā)創(chuàng)紀(jì)錄 中國實現(xiàn)星地量子通信
毫無疑問，建造量子計算機現(xiàn)在是一個世界范圍內(nèi)的競賽。
2017年，先是哈佛大學(xué)制造出擁有51個量子比特的量子系統(tǒng)，能模擬研究原子間相互作用；接著，IBM也宣布了一項里程碑式的進展，成功建成并測試全球首臺50個量子比特的量子計算機原型；年底，又有美國兩項獨立實驗再次發(fā)力：量子模擬器受控量子比特數(shù)量已達到50多個，可用于研究經(jīng)典計算機所無法進行的交互任務(wù)，模擬出目前真實物理設(shè)備達不到的物理條件。
50量子比特被認為是量子計算中的一個里程碑，也就是業(yè)界部分觀點認為的，進入到“量子霸權(quán)”時代，屆時量子計算機的計算能力超過經(jīng)典計算機，實現(xiàn)了相對于后者的“霸權(quán)”。
不過，超過50個量子比特，并不代表量子計算機就能做所有具備意義的、經(jīng)典計算機無法進行的運算，目前最樂觀的估計是，量子計算機如果想以比經(jīng)典計算機快得多的速度來解決實際問題，至少需要100個到200個量子比特。
因而，真正的突破并不是有多少個量子比特，而是量子能做些什么。
在中國，今年因一個量子論和信息論相結(jié)合的研究領(lǐng)域——量子通信的最新突破，領(lǐng)跑世界。
世界第一顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”號，今年7月打破了量子隱形傳態(tài)的記錄：潘建偉團隊從地球?qū)⒁粋€光子的量子狀態(tài)傳輸給了1400千米高空一顆軌道衛(wèi)星上的另一個光子。這次成功，將中國帶到遠距離超安全量子通信技術(shù)的前沿。
9月，“墨子”號衛(wèi)星又將光子傳送到北京和維也納，并生成量子加密密鑰，使這些城市的團隊能夠安全地進行視頻聊天。而該團隊即將展開的國際合作，會共同探索全球化量子通信的可行性。
對信息的安全傳送，其實是人類自古有之的夢想，而中國的這項技術(shù)，將會帶來真正無法破解的全球加密。
