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上探宇宙下填大洋 2017年中国如何“改造地球”

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2018年2月初,中国科学院公布“2017年度科技创新和成果转化亮点”,列举了中科院去年一年间在科技领域的成果,其中不少个项达到世界先进水平。

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中国近年来在科技领域成果颇多(图源:VCG)

如“悟空”号卫星获得最精确高能电子宇宙线能谱、“海翼”号水下滑翔机创造最大下潜深度、FAST首次发现脉冲星、发射首颗X射线空间天文卫星“慧眼”、深部资源探测装备通过验收、首次观测到三重简并费米子、稳态强磁场实验装置通过验收等。

其中对三重简并费米子的首次观测,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。并且该项研究从理论预言、样品制备到试验观测的全过程,都由中国科学家独立完成。据中科院官网介绍,寻找新型费米子是近年来拓扑物态领域一个挑战性的前沿科学问题,也是该领域国际竞争的焦点之一。

此外通过验收的深部资源探测装备也颇值得一提。这一装备的研制成功,使中国摆脱了大型地球物理探测装备和核心软件几乎全部依赖进口,面临技术垄断的窘境。在航天级磁通门磁强计、航空低温超导全张量磁梯度计等方面实现突破,“透明和照明”地球内部的手段得以增强。

这还只是中科院一家机构的科研成果。

事实上,若是做一全景式回顾,从2017年头到年尾,中国在众多科技领域均呈现“井喷”态势,且多是开创性、跨越性的,取得不少“里程碑”式的成果。

2017年5月5日,中国首架具有自主知识产权的大型喷气式干线民用飞机C919首飞结束。在空客和波音统治大型民用客机多年后,这一市场迎来了来自中国的新的竞争者。

据报道,从C919设计研发到总装下线,直到实现首飞,有近40所高校、200多家企业和数十万产业人员参与研发,70家企业成为供应商或潜在供应商。以产品促部件,最终实现产业链的跨越式发展,中国已经初步组成一条完整的飞机制造产业链,充实了民用航空工业体系。

空中有了大飞机,同样在当年5月,中国在南海北部海域的可燃冰试采成功,标志着中国成为全球实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。有西媒甚至宣称,继美国引领“页岩气革命”后,中国有望将引领可燃冰开采革命。

深入到宇宙,这片广袤的空间相继迎来了多颗北斗导航卫星、“墨子号”、“悟空号”,并且在2017年都有突破性的科研进展。

如北斗导航系统在2017年启动第三步建设,将开始全球组网,预计到2020年可建成达到世界一流水平的全球卫星导航系统,形成全球服务能力。“墨子号”则在该年完成量子纠缠分发、量子密钥分法、量子隐形传态三项科学实验,在这一领域实现全球领先。而“悟空号”发现了太空中的反常电子信号,是暗物质探测层面的新成果。

再次回到大海,绞吸式挖泥船“天鲲号”在2017年11月下水,使得中国的绞吸式挖泥船建造水平提高到了亚洲第一、世界第三,被外界称为“造岛神器”。

据介绍,“天鲲号”配备两台铰刀电机,每台功率在3,300千瓦,意味着该船的铰刀不但可以挖泥挖沙,50MPa强度的风化岩石、珊瑚礁也可以轻松采挖。且泥浆最远可以输送到15公里外,一天可以堆出一个足球场的面积。

尤要提到的,是接近2017年底,中国公布了一项“电子束处理工业废水技术”,实现中国首创。这项技术利用高压电场加速的电子束对污水进行照射,污水中分解生成的强氧化物质和水中的污染物、细菌等相互作用,达到氧化分解和消毒的目的。

实验显示,工业废水在经过电子束辐照处理后,并没有放射性,对环境没有任何影响。未来这一技术产业化后,将极大提高中国工业废水的治理水平。

值得注意的是,上述科研成果基本均为前沿科学成果,这在侧面亦显示中国的基础科学各门类已有相当进步,正在实现全领域的科学赶超。举一数据来看,中国已经拥有39个工业大类,191个中类,525个小类,是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,形成了一个行业齐全的工业体系。这为中国“改造地球”、科技成果频出提供了坚固的支撑和基础。

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