中國科研經費都花在哪了？上天入地無所不至！
網易科技訊1月30日消息，中關村近百位企業家及企業代表近日齊聚中國科學院文獻情報中心，參觀中國科學院創新成果展。在中科院創新成果展的展廳當中，從遨遊太空的空間科學衛星、到深海探秘的科考裝備，上天入海的國之重器，涉及各個領域。
具體成果而言：主要包含面向國家重大需求、面向世界科技前沿、面向世界科技前沿、面向世界科技前沿四個方面。
細節方面，四大方面里包含：深空、深海、深藍；宇宙起源、地球演化、物質創製與未來技術；人口與健康、能源、製造業、生態文明、農業。
其中，在具體成就方面包括，墨子號、悟空號、慧眼號的發射；「海斗號」全海深無人潛水器，萬米深淵科考；量子通信技術、世界首台光量子計算機；寒武紀晶元；FAST天眼；鐵基超導；幽靈粒子；400×500毫米世界最大面積的中階梯光柵；人造小太陽；「渤海糧倉」科技示範工程等等。
以下是中科院成就一覽：
一、面向國家重大需求
1．深空【空間科學先導專項、載人航天和探月工程】目前，中國科學院已成功研製、發射和運行4顆空間科學衛星。
（1）「墨子號」量子衛星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，相關成果已於6月16日以封面論文的形式發表在國際權威學術期刊《科學》上。
（2）「悟空號」暗物質衛星有望近期發布重大科學成果；
（3）實踐十號衛星在軌開展了19項空間科學實驗，其中的15項為國際首次；
（4）「慧眼號」硬X射線調製望遠鏡衛星已於今年6月15日成功發射，將對黑洞等現象進行高靈敏探測。
（5）2020年前後，中科院還將實施EP（愛因斯坦探針）、ASO-S（先進天基太陽天文台）、SMILE（太陽風－磁層相互作用全景成像衛星）等多項空間科學衛星計劃，進一步推進中國空間科學事業的創新發展。
（6）天宮二號上的空間冷原子鐘，運行頻率穩定度達8 ×10-16以下，目前屬國際最高水平，搶佔了國際空間時頻基準戰略制高點。
（7）嫦娥三號著陸器上唯一仍在軌開展科學探測任務的月基光學望遠鏡，正常在軌運行已達44個月，也是世界上唯一的月基天文台。
2．深海【深海技術裝備和萬米深淵科考】
（1）中科院完成了中國首次萬米深淵科考，搶佔深海科技前沿制高點。
（2）中科院研發國際領先水平自主譜系化全海深高技術裝備，包括創造了中國水下機器人的最大下潛及作業深度記錄（10767米）的「海斗號」全海深無人潛水器，刷新世界最大下潛世界深度（6329米）的「海翼」號深海滑翔機，以及全海深海底地震儀、全海深著陸器、全海深原位試驗系統等，引領中國海洋技術裝備能力跨越發展。
（3）中科院組建了由「科學」、「探索」和「實驗」三個系列6艘海洋綜合考察船組成的中科院海洋科考船隊，其中科學號和探索一號科學船具備全海深作業能力，建成國際一流的深遠海綜合探測體系，引領中國深遠海科考平台和探測裝備發展。
（4）中科院組織實施了多次熱帶西太平洋和馬里亞納海溝深淵科考，在深海科技前沿領域取得一批重要成果，建成了國際上最大規模的熱帶西太平洋潛標觀測網，國際上首次實現深海潛標觀測數據實時傳輸，深海地形解析度達到國際領先的厘米級，歷史性地確立了中國引領國際西太平洋前沿研究的地位，為中國海洋環境安全保駕護航。
（5）中科院將繼續積極對接承擔智慧海洋工程等國家重大科技任務，推動國產4500米載人深潛器和全海深載人潛水器相關工作，積極推動深海技術國家實驗室建設，為中國海洋強國建設做出更大的貢獻。
3．深藍【量子通信關鍵技術與世界首台光量子計算機】
（1）中科院量子信息與量子科技創新研究院研究團隊首次將量子通信的安全距離突破百公里，打開了量子通信技術實用化的大門。突破了城域量子通信網路的關鍵技術，發展了國際上綜合性能最好的量子存儲器，提出並實現了可實用的可信中繼方法以實現城際量子通信。
（2）2016年8月16日，由中科院主導研製的國際上首顆量子科學實驗衛星「墨子號」成功發射，在國際上率先實現千公里級的星地量子保密通信，為構建覆蓋全球的廣域量子通信網路提供可靠的技術支撐。
（3）2016年底，中科院主導研製的連接北京、上海的高可信、可擴展、軍民融合的光纖量子保密通信骨幹網「京滬幹線」全線貫通，推動了量子通信技術在國防、政務、金融等領域的應用，帶動相關產業發展。
（4）最近，中科大成功構建了首台超越早期經典計算機計算能力的光量子計算機。
（5）在2016年首次實現十光子糾纏操縱的基礎上，利用高品質量子點單光子源構建了用於玻色取樣的多光子可編程量子計算原型機，具備了超越早期經典計算機的量子計算能力。
（6）在超導體系中，由中科大，浙大和物理所合作，首次實現了十個超導量子比特的糾纏，打破了之前由谷歌、UCSB公開報道的九個超導量子比特的操縱的記錄，並實現了求解線性方程組的量子演算法。上述成果最終實現「量子稱霸」。
【寒武紀晶元】
（1）中科院面向「感知中國」的新一代信息技術先導專項研製出了全球首個深度神經網路處理器「寒武紀」，支持的深度神經網路，應用於智能應用中，包括圖像識別、目標跟蹤、語音識別、機器翻譯和醫療診斷中。深度神經網路也應用到了AlphaGo和谷歌大腦中。寒武紀晶元每秒能處理160億個神經元和2萬億個突觸運算，比主流通用處理器性能和能效提高100倍。
（2）寒武紀團隊及國際合作者前期的相關論文兩次獲得計算機體系結構頂級會議ASPLOS和MICRO最佳論文。IBM、Intel、HP、微軟、MIT、哈佛大學、斯坦福大學、UCLA、哥倫比亞大學和喬治亞理工等國外知名機構紛紛跟蹤引用寒武紀開展深度神經網路硬體探索。
（3）目前寒武紀已完成專利布局，成立了創業企業，開展產業化工作，正在與曙光合作研製智能雲伺服器，與多個核心手機晶元廠商合作研製面向下一代智能手機晶元的智能IP。
二、面向世界科技前沿
1.宇宙的起源【FAST為科學新發現提供獨一無二的手段】
500米口徑球面射電望遠鏡，中國天眼，簡稱FAST， FAST是目前國際上口徑最大的單天線望遠鏡。和國際上同類型的大口徑射電望遠鏡相比，FAST有三個最主要的創新點：
「大」：利用了地球上獨一無二的優良台址—貴州天然喀斯特巨型窪地作為望遠鏡的台址，面積相當於30個標準足球場。
「活」：自主發明了主動變形反射面（8895根鋼索和4450塊三角形反射面板）。
「輕」：自主提出輕型索支撐饋源平台建設，實現瞭望遠鏡接收機的高精度指向跟蹤，同類型望遠鏡的饋源艙達上千噸、上萬噸重。
FAST最終可以實現大天區、高精度的天文觀測。
2.地球的演化【中國主導的首個「第三極環境」國際計劃】
在地球演化方面，中國科學院立足國內，放眼全球，圍繞氣候變化、生物起源與演化、華北克拉通破壞、地球深部勘探關鍵技術與設備、青藏高原第三極等領域方向，積極承擔國家重大任務，自主部署先導科技專項、大力推進四類機構建設。
地球上南極北極兩個地理極，也有以青藏高原為核心的地貌極，科學家把青藏高原及周邊地區稱為地球第三極。由於其地理上的特殊性（高海拔），其環境變化對亞洲人類生存環境、甚至北半球乃至全球環境產生深遠影響。
中科院主導完成了《青藏高原環境變化科學評估》，和《西藏的發展與進步》白皮書。
冰芯封存了歷史上青藏高原環境變化的信息，通過對冰芯記錄研究發現，南亞國家工業排放正在輸送到青藏高原，工業排放的黑碳輸送和沉積加劇了青藏高原冰川的融化（在海拔7000米處採集冰芯）。總結出三種模態。青藏高原正處於2000年來氣候最暖的時期。
該研究成果負責人姚檀棟院士獲得瑞典國王頒發的維加獎，此獎被稱為地理學領域的諾貝爾獎。
3.物質創製與未來技術
【鐵基高溫超導研究】
鐵基超導是人類發現的第二個高溫超導材料家族，以趙忠賢院士為代表的中國科學家發現了大量的鐵基高溫超導體，並且一直保持最高超導溫度的世界記錄（零下218）。基於鐵基超導材料製備方面的優勢，中國科學家迅速開展了超導機理的研究，取得了驕人的成績。鐵基高溫超導團隊獲得了2016年的國家自然科學一等獎。
注釋：超導具有零電阻和完全抗磁的特性,在現實中有著廣泛的應用前景，例如：超導態中的電子在流動過程中完全沒有能量損耗，可用於遠距離的電力傳輸；而磁懸浮列車的設計製造，則利用了超導的完全抗磁性。但是，常規超導體只有在很低的溫度下才能進入超導態，嚴重製約了它的應用，人們迫切希望發現高溫超導甚至室溫超導的材料。
【發現「幽靈粒子」——中微子振蕩新模式】
物理學家發現，世間萬物皆由基本粒子組成。它們的性質關乎宇宙的起源和演化。其中最受關注，但也最難探測的是被稱為「幽靈粒子」的中微子。
2012年，大亞灣反應堆中微子實驗團隊率先發現了中微子新的振蕩模式
2015年又精確測得中微子混合角θ13值，被認為是「中微子物理的一個里程碑」。θ13是首次在中國測得的粒子物理基本參數，相關數值有望在未來數十年間保持世界領先，標誌中國的中微子實驗研究步入了世界前列。相關團隊獲2016年度的基礎物理學突破獎和國家自然科學一等獎。
同時，瞄準「中微子質量順序」這一重大科學問題，中科院又啟動了江門中微子實驗。
目前，相關工作取得很好的進展，突破了一批關鍵技術難題，例如研製成功並量產世界領先的大口徑光電倍增管，打破了國際上的壟斷，解決了相關研究「卡脖子」的難題。這些工作有望在未來使我國的基礎物理研究再上新的台階。
【系列高能光源】
光源可以被比喻為超級顯微鏡，觀測我們肉眼看不到的物質的微觀結構。
世界上發達國家都很重視光源建設。科學家依託上海光源取得了一批重大成果：研究了埃博拉病毒膜融合激發機制，為應對埃博拉病毒病疫情及防控提供了重要的理論基礎；解析了高致病性H5N1禽流感病毒結構，在禽流感跨種傳播研究領域取得突破；對催化劑結構進行表徵，在甲烷高效轉化研究中取得重大突破。
X射線自由電子激光是繼同步輻射光源之後性能更為卓越的X射線光源，具有超高的峰值亮度、超短的脈衝。它能在分子、原子和電子尺度上觀測和控制物質的結構及其動態過程，比如：能為化學反應拍攝「電影」，觀測蛋白質結構的動態變化過程。
目前,在上海，軟X射線自由電子激光裝置已經出光，正在調試；硬X射線自由電子激光裝置已經獲得國家立項批複。
與此同時，我國在大連建成了極紫外波段的自由電子激光裝置—大連光源，這也是目前世界上唯一運行在極紫外波段的自由電子激光裝置。大連光源於2016年9月底安裝完成，首次出光，2017年1月，大連光源發出世界上最強的極紫外自由電子激光脈衝，單個皮秒激光脈衝可產生140萬億個光子，成為世界上最亮且波長完全可調的極紫外自由電子激光光源。我國率先建成這一先進光源，對推動我國乃至世界在這些領域的研究發展有著極其重要的意義。
超強超短激光能在實驗室內創造出前所未有的超高能量密度、超強電磁場和超快時間尺度綜合極端物理條件，在激光聚變、原子分子物理、高能量密度物理等領域具有重大應用價值。我院成功實現了峰值功率5.4拍瓦（相當於全球電網平均功率的2000多倍）、脈衝寬度24飛秒的激光脈衝輸出（1飛秒，相當於光穿過像一張紙一樣薄的距離所需要的時間），是當前國際最高峰值功率的超強超短激光。預計2017年底在全世界率先實現10拍瓦激光輸出目標，2018年建成面向用戶的實驗裝置。
三、面向國民經濟主戰場
1．人口與健康
【重離子治癌精準「無創手術刀」】
中國癌症高發，亟需發展先進的治療技術。重離子束是重的帶電離子，殺死腫瘤細胞的效率高，對離子束穿透的正常組織損傷小，特別適合於不易手術和常規放療無效的腫瘤治療，被譽為最先進的放療方法。
中科院近代物理所在大量基礎和技術研究的基礎上，與醫療機構合作開展了213例患者的重離子臨床前期試驗研究，成為國內第一家、世界上第四家實現重離子臨床治療的機構。
2012年開始分別在甘肅省武威市和蘭州市建設重離子治療示範裝置，價格是國外同類產品的三分之一，維護費用是其二分之一，治療頭布局更合理，具有完全自主知識產權。
【幹細胞與再生醫學研究】
在幹細胞領域，中國科學院在國際機構年度發文量的國際排名已經從2010年的42位躍升至2015年的第3位；年度專利申請數的國際排名2015年已上升至第2位，引領中國幹細胞研究和應用整體進入國際第一陣營。
中科院通過戰略性先導專項的研究，獲得了一系列具有重大臨床應用前景的突破——採用幹細胞結合智能生物材料，發明的引導子宮內膜再生材料的臨床研究已有多例患有子宮內膜瘢痕化的不孕受試者懷孕，首批11例不孕受試患者就有8例嬰兒順利出生，三年來先後讓13位重度患者成功受孕並分娩，共計誕生14名健康的「再生醫學寶寶」，還有9位妊娠中。發展的脊髓損傷再生修復技術已成功使首例腰段脊髓損傷受試者運動功能方面得到顯著改善，生活自理能力顯著提高。開展了幹細胞治療帕金森病和眼睛黃斑病變的臨床探索，取得顯著療效。
2．能源
【煤炭清潔高效利用核心技術及產業化】
煤炭作為中國的主力能源，預計在很長一段時間內難以改變。因此，中科院認為在「能源革命」中必須依靠科技創新從供給側首先解決煤炭的清潔、高效和高值化利用的問題。
中科院的主要以熱解為先導、催化為核心的梯級利用全鏈條核心關鍵技術。通過企業合作，相關創新技術成果已經得到規模應用，技術水平居國內乃至國際領先地位。
3項代表性成果：
一是山西煤化所的煤間接液化技術，就是煤氣化後經費托合成高品質燃油。這項技術已成功應用於全球單套規模最大的神華寧煤400萬噸煤制油工程。
二是大連化物所的DMTO技術，就是煤氣化後合成甲醇再轉化為烯烴。截止目前，這項技術已投產裝置12套，年產低碳烯烴超過700萬噸，年產值超過700億元。
三是工程熱物理所的預熱燃燒循環流化床技術，可在提高燃燒效率的同時顯著降低氮化物的排放。目前這項技術應用已累計超過3000台，佔國內市場一半以上份額，並輻射東南亞。這幾項技術都是中國自主原創，居於國際領先水平，目前研究所仍在致力於新一代技術開發，進一步提高技術經濟競爭力，支撐中國煤炭清潔轉化新興戰略產業。
另外，中科院還在開展低耗水、低耗能、低排放的煤經合成氣直接製取烯烴、二氧化碳的資源化利用等技術研發。
【未來先進核能】
核能作為人類的未來能源，目前仍面臨著核安全、核燃料穩定供應和核廢料安全處置這三大核心挑戰。
（1）在前期系列重大階段突破的基礎上，中科院原創提出了「加速器驅動先進核能系統」這一全新的概念方案。得益於強大的加速器外中子源，這個系統能夠將處理核廢料、增殖核燃料和核電產能三大功能集於一身，並且具有高安全性，被認為是超越第四代反應堆技術的先進核能系統，有望將鈾資源利用率由目前壓水堆的約1%提高到約95%。同時它的「核廢料」不僅放射壽命在500年之內，充分衰變後還是寶貴的稀土資源。因此，這項技術將使核裂變能成為可持續數千年、安全和清潔的戰略能源，並將為全人類核能科技發展貢獻來自中國的原始創新。
（2）磁約束核聚變方面， 「東方超環」，也被公眾形象地叫做「人造小太陽」。就在7月3日，中科院在這個裝置上實現了穩定的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。這一成果不僅標誌著中國在這一領域將繼續引領國際前沿，同時對國際ITER計劃和中國自己的聚變工程實驗堆建設和運行具有重大的科學意義。
3．製造業
【在精密機械王冠爭奪戰中拔得頭籌】
（1）經過8年的努力，中科院研製出了400×500毫米世界最大面積的中階梯光柵，此前只有美國能做，但也只有316×408毫米。這個項目的完成，標誌著中國的光柵製造能力達到國際領先水平，打破了中國大型光學系統、遠程探測等戰略高技術領域光柵應用受制於人的局面，實現了「中國光柵夢」。
衍射光柵是一種具有納米精度的超精密光學元件，是分析萬物光譜信息的「晶元」，應用非常廣泛，不僅是各類光譜儀器的「心臟」，同時在戰略高技術如激光器、光通訊等眾多領域也有非常重要的應用。
光柵製造用的機器叫光柵刻劃機，被譽為「精密機械之王」。這塊光柵的製造相當於在一根頭髮絲上用金剛石刀具刻出20-30條形貌相同的平行刻槽，可想而知這個光柵刻劃機有多高的精度。為了刻出這種光柵，中科院自主研製了光柵刻劃機，突破了光柵刻劃機用的超高精度絲杠、導軌、蝸輪等關鍵技術，這些部件的精度幾乎都衝擊「極限」水平。因此，大光柵刻劃機和大光柵的研製成功，表明中國的精密機械製造技術達到了國際領先，必將帶動高端裝備製造水平的提高。
4．生態文明
【「天地一體化」全國生態系統調查評估】
自2000年以來，中國經濟發展快速、自然災害頻繁、生態環境保護力度大，為了全國掌握全國生態系統保護區域與所面臨的主要問題，中國科學院與聯合環境保護部組織開展了全國生態調查與評估。
項目攻克了基於光譜特徵分段建樹的生態系統自動分類方法、基於天地協同的生態參數反演方法，以及國家尺度的生態系統質量、生態服務功能與生態問題評估方法等技術瓶頸。明確了我國生態系統類型構成與分布、生態系統質量、生態服務功能、生態問題現狀特徵與2000年以來的變化趨勢，揭示了我國生態問題變化的主要原因，分析了我國生態保護管理的主要問題，提出了新時期生態環境保護對策與建議。
項目使用遙感數據16355景，地面調查樣地11.3萬個，建立了「天地一體化」生態系統調查技術體系，建立了全國生態系統調查評估綜合系統平台，全面提升了中國生態保護監管的能力和水平。是目前國際上規模最大、技術先進的國家尺度生態系統評估。項目成果已在生態保護紅線規劃、全國生態功能區劃修編、重點生態功能區調整與國家公園布局規劃等多項國家生態保護政策制定、生態保護日常管理業務中得到了廣泛的應用，為生態空間構建與生態文明建設發揮了科技支撐作用。
5．農業
【農業系列沙盤】
（1）通過實施「渤海糧倉」科技示範工程，研發了「利用鹹水、節約淡水、改良低平原鹽鹼地和中低產田」新技術，率先實現了「藏糧於地、藏糧於技」的發展目標。
（2）通過「海洋生態牧場」陸海統籌、人工礁石構建、創製魚、蝦、參、貝、藻新品種和立體化生態養殖新技術，建立了利用自然生態系統、不投放餌料的近海海域海洋生態牧場建設模式，實現海產品健康養殖與水質同步改善的協調發展。
（3） 通過「生態草牧業試驗示範」建設，利用10%的耕地種植高效能人工草地，通過生物技術等關鍵措施促使90%天然草場快速恢復和提高優質牧草比例，促進草業、牧業和高值農業的協調發展，實現了草場生態改善、生產功能提升和牧民增收。
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