中國：仰望星空，探索深海

縱有千古，橫有八荒；

前途似海，來日方長。

——梁啟超

為什麼中國古代的文化和技術都曾經比西方發達，卻沒有誕生近代科學？這一直是一個十分讓人困惑的難題，也引發了許多的探討。但值得欣喜的是，中國正在崛起。無論是科學普及，還是科學教育，或是基礎科學研究，在近年來都得到了前所未有的發展。

在下面這張地圖中，我們將看到近年來中國在科學和科技方面的重大進展（部分）：

探索宇宙

1.

2016年8月16日 ，世界上第一顆量子通信衛星「墨子號」成功發射。到目前為止，「墨子號」已經實現三大科學目標：首次實現了千公里級的量子糾纏分發，從衛星到地面的量子密鑰分發，以及從地面到衛星的量子隱形傳態。這些成就為我國在未來繼續引領世界量子通信技術發展，以及檢驗空間尺度量子物理基本問題奠定了堅實的基礎。

2.

2015年12月17日，「悟空號」暗物質粒子探測衛星成功發射。在經歷了530天的數據採集後，「悟空號」於2017年發表了第一次研究成果：成功獲得了世界上最精確的高能電子宇宙線能譜，並且看到非常有趣的信號。未來，當收集到越來越多的信號時，我們希望它最終能找到科學家苦苦追尋的暗物質。暗物質是一種不發光、不反射、也不吸收光的物質，我們並不知道它是什麼，但數量卻遠遠高於普通物質（比如星系、恆星、行星等）。

3.

「慧眼」全稱為硬X射線調製望遠鏡，是我國第一顆X射線空間望遠鏡。在宇宙中，有許多地方都會輻射出X射線，比如脈衝星、伽瑪射線暴、超新星遺迹、黑洞等。2017年，在雙中子星合併輻射出引力波的事件中，「慧眼」參與了對其高能電磁輻射對應體的監測。

4.

「嫦娥工程」是中國的探月工程，主要分為無人月球探測、載人登月和建立月球基地三個階段。2018年將發射嫦娥四號登月探測器，它是世界首顆著陸在月球背面的無人探測器，將對月球的地質和資源等方面進行更加深入的探測，屆時也將為人類提供更多關於月球內部的信息。

5.

天宮二號是中國第一個真正意義上的空間實驗室，涵蓋了微重力基礎物理、微重力流體物理、空間材料科學、空間生命科學、空間天文探測、空間環境監測、對地觀測及地球科學研究應用以及應用新技術試驗。

6.

500米口徑球面射電望遠鏡（FAST），又被譽為「天眼」。作為世界上最大的射電望遠鏡，「天眼」能夠探測到137億年前的宇宙，也就是宇宙誕生1億年後發生的事情。天眼主要有如下科學目標：巡視宇宙中的中性氫、觀測脈衝星、探測星際分子以及尋找地外文明等等。在過去的兩年中，天眼已經探測到了59顆脈衝星，並且有44顆得到確認。

7.

郭守敬望遠鏡是中國第一台光譜巡天專用望遠鏡。自2008年運行以來，天文學家利用郭守敬望遠鏡光譜數據開展了一系列的科研工作。這10年來，郭守敬望遠鏡發現了大量的新白矮星，上千顆新的類星體，以及一類新的系外行星——熱海星。同時它還獲取了一系列有關銀河繫結構的新成果。

8.

中國錦屏地下實驗室「熊貓計劃」二期（PandaX-II）位於2.4千米厚的岩石之下，是目前世界上正在運行的最大地下暗物質探測實驗之一。它的目標是對暗物質候選粒子進行直接探測。2017年，研究人員發表了相關的結果宣稱並未發現任何暗物質的蹤跡，並對它們可能存在的參數空間做出了限制。

9.

位於新疆溫泉縣的太陽磁場望遠鏡每隔半小時就會對太陽的磁場進行一次觀測，主要目標是研究太陽磁場以及相關的太陽物理現象（比如太陽耀斑和黑子）。

離開地球表面

衛星發射中心是開展航天活動的主要場所，中國的四大衛星發射基地分別位於：

10.

甘肅酒泉衛星發射中心：中國的第一顆人造衛星東方紅一號、第一顆返回式衛星、神州一號、天宮一號等均在這裡成功發射升空。

11.

四川西昌衛星發射中心：主要承擔地球同步軌道衛星的發射任務。

12.

山西太原衛星發射中心：發射了我國第一顆太陽同步軌道氣象衛星「風雲一號」，第一顆中巴「資源一號」衛星，第一顆海洋資源勘察衛星等，創造了我國衛星發射史上的9個第一。

13.

海南文昌衛星發射中心：主要承擔地球同步軌道衛星、大質量極軌衛星、大噸位空間站和深空探測衛星等航天器的發射任務。

連接

14.

北斗衛星導航系統是中國著眼於國家安全和經濟社會發展需要，自主建設、獨立運行的衛星導航系統，它是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。

15.

C919大型客機是我國按照國際民航規章自行研製、具有自主知識產權的大型噴氣式民用飛機，座級158-168座，航程4075-5555公里。目前，已經完成立項論證、可行性論證、預發展階段工作，轉入工程發展階段。

16.

青藏鐵路是世界上海拔最高、線路最長的高原鐵路。在建設時，克服了三大世界鐵路建設難題：千里多年凍土的地質構造、高寒缺氧的環境和脆弱的生態。

17.

港珠澳大橋是連接香港、珠海、澳門的超大型跨海通道，全長55公里，是世界最長的跨海大橋。在大橋施工時創造了多個世界之最。

18.

復興號動車組列車是由中國鐵路總公司牽頭組織研製、具有完全自主知識產權、達到世界先進水平的動車組列車。「復興號」動車組在京滬高鐵率先實現350公里時速運營，我國由此成為世界上高鐵商業運營速度最高的國家。

大科學裝置

19.

終有一天，人類所依賴的主要能源會被耗盡。但如果我們能夠掌控並利用核聚變（在太陽內部，無時不刻都在發生聚變反應），就可以產生源源不斷的新能源。為了實現這個目標，科學家們設計出了一種外形如甜甜圈的裝置，通過磁場來約束並且實現受控核聚變，這就是托卡馬克（Tokamak）。中國建造的EAST裝置是國際上第一個全超導托卡馬克裝置。在地球上建造「人造太陽」，中國走到了世界的前列。

20.

中國散裂中子源（CSNS）就好比是台超級顯微鏡，可以產生強脈衝中子，通過測量中子束流在樣品的散射反應過程，探測樣品原子核的位置和運動狀況，為材料科學技術、生命科學、物理、化學化工、資源環境、新能源等諸多領域的研究和工業應用提供先進的研究平台。

21.

蘭州重離子加速器可以將比α粒子重的離子加速到接近光速的速度，形成重離子束，用於開展重離子物理及交叉學科基礎研究。在這裡，我國不僅是首次合成了新核素，還在短壽命核質量精確測量、重離子治療癌症等方面取得了突出成就。

22.

萬物是由什麼構成的？這是千年以來人類一直在探索的問題。而北京正負電子對撞機是一種通過讓正負電子對撞、湮滅，探究物質微觀世界最小構成單元的大科學裝置。我國下一代正負電子對撞機被稱為「高能環形正負電子對撞機」（CEPC），不久前剛剛發布了加速器的概念設計報告。一旦建成將能夠產生大量的希格斯粒子，以便科學家對希格斯粒子及其他標準模型粒子進行精確測量研究。

23.

中國自主晶元製造的「神威·太湖之光」是世界首台峰值運算速度超過十億億次、並行規模超千萬核的劃時代的新型超級計算機。它的應用領域涉及天氣氣候、航空航天、生物醫藥、新材料、新能源等等。基於「神威·太湖之光」完成的應用「千萬核可擴展大氣動力學全隱式模擬」，一舉拿下了2016年度「戈登·貝爾」獎 ——高性能計算領域的最高獎。

24.

2018年7月，長春光機所完成了4.03米大口徑碳化硅反射鏡研製，它是目前為止世界上口徑最大的單體碳化硅反射鏡，將其應用於望遠鏡或衛星上成像，會大大提高解析度。4米量級碳化硅反射鏡的研製成功，標誌著我國光學系統先進位造能力達到國際先進水平。

考古發現

25.

2018年6月，中國科學家在內蒙古寧城地區發現一件迄今為止保存最為完整的早白堊世哺乳動物化石，命名為混元獸。混元獸屬於真獸類（胎盤類及其祖先）的早期類型，是距今1.26億年的熱河生物群中的哺乳動物。該重大發現表明亞洲可能不是有袋類動物的起源中心。

26.

恐龍是地球上曾經出現過的最令人著迷的物種之一。科學家在恐龍資源大省——河南省發現並命名了許多新屬新種的恐龍，比如欒川盜龍、河南秋扒龍等等。在那裡，保存完整的精美化石具有極高的科學研究價值。

27.

雲南澄江動物化石群位於澄江縣城以東5公里的帽天山，那裡因異常完好地保存5.18億年前的寒武紀化石而聞名。這一化石群的發現，是揭示寒武紀「生命大爆炸」秘密的關鍵。

科學突破

28.

2017年11月27日，中國科學家在克隆方面取得重大突破：世界上首個體細胞克隆猴「中中」誕生，一舉突破了克隆猴的世界性難題。12月5日，第二個體細胞克隆猴「華華」誕生。此次突破的重大意義在於，極大地增加了利用非人靈長類動物作為實驗模型的可能性。

29.

量子霍爾效應是整個凝聚態物理領域最重要、最基本的量子效應之一。過去，在整數、分數和半整數量子霍爾效應的研究上，已經產生了多位諾貝爾物理學獎得主。但科學家一直沒有發現「量子反常霍爾效應」——不需要外加磁場的量子霍爾效應。直到2013年，薛其坤帶領的研究團隊利用分子束外延技術，發現了量子反常霍爾效應。

30.

大亞灣中微子實驗室的主要目標是捕捉宇宙中最神秘的粒子之一——中微子。中微子至少有三種，或稱為「味」，當它們在飛行的途中，中微子的味會發生轉變，即所謂的中微子振蕩。探測中微子振蕩是大亞灣的主要任務。2012年，實驗室宣布他們發現了中微子的第三種振蕩，並測到振幅sin22θ13 = 0.092（信號顯著性為5.2倍標準偏差）。

31.

2015年，屠呦呦因發現抗瘧疾藥物青蒿素而獲得了諾貝爾生理學或醫學獎，是首位獲得諾貝爾科學獎項的中國人。青蒿素是從青蒿等植物中提取出的有效成分，具有吸收快、起效快的優勢，因此適用於兇險瘧疾的搶救。

32.

2018年，未來科學大獎的生命科學獎授予袁隆平，以表彰他開創性地培育出第一個水稻雄性不育系，使雜交水稻成為可能，並得以廣泛應用於農業生產中，極為顯著地提升了水稻的產量。雜交水稻育種體系的成功，也奠定了利用雜種優勢有效地選育高產高抗水稻品種的理論基礎。

海洋之謎

33.

「蛟龍號」載人深潛器是我國自主研製的作業型深海載人潛水器，也是目前世界上下潛能力最深的作業型載人潛水器。「蛟龍號」可在佔世界海洋面積99.8%的廣闊海域中使用，對於我國開發利用深海的資源有著重要的意義。

34.

「藍鯨2號」是全球最大的海上鑽井平台，是中國獨創的深海利器。2018年，「藍鯨2號」將在水深超過3000米的海域工作，最大鑽深15250米。不僅如此，它4.4萬噸的塊頭能夠抵禦15級以上的颶風。有了這枚定海神針，我國將向更深海域里探求清潔能源。

35.

科學號海洋科考船具有全球航行能力及全天候觀測能力，是中國國內綜合性能最先進的科考船。目前已完成了熱帶西太平洋主流系和暖池綜合考察航次，熱帶西太平洋綜合考察航次等，並且破解了深海觀測數據實時傳輸的世界難題。

我們今天之所以羅列了這一部分具有代表性的成果，目的是希望大家能從科學技術的角度來認識我們的祖國。同時我們也要記住，這些傲人的成就離不開那些將自己一生都奉獻給科學事業的人，他們都值得更多的關注和敬重。

本文經授權轉發自微信公眾號

「新原理研究所」（ID：newprincipia）

資料整理：雯雯

地圖設計：pany

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