2月27日，科技部高技術研究發展中心（基礎研究管理中心）發布了2020年度中國科學十大進展：我國科學家積極應對新冠肺炎疫情取得突出進展、嫦娥五號首次實現月面自動采樣返回、“奮斗者”號創造中國載人深潛新紀錄、揭示人類遺傳物質傳遞的關鍵步驟、研發出具有超高壓電性能的透明鐵電單晶、2020珠峰高程測定、古基因組揭示近萬年來中國人群的演化與遷徙歷史、大數據刻畫出迄今最高精度的地球3億年生物多樣性演變歷史、深度解析多器官衰老的標記物和干預靶標、實驗觀測到化學反應中的量子干涉現象等10項重大科學進展入選。
1. 我國科學家積極應對新冠肺炎疫情取得突出進展
面對突如其來的新冠肺炎疫情，我國科學家在中央應對疫情工作領導小組和國務院聯防聯控機制統籌下，團結協作，爭分奪秒，取得了一系列突出進展，為打贏疫情防控阻擊戰提供了重要的科學支撐。
新型冠狀病毒滅活疫苗
2. 嫦娥五號首次實現月面自動采樣返回
11月24日，嫦娥五號探測器在海南文昌航天發射場發射，由長征五號運載火箭直接送入地月轉移軌道；此后，探測器經歷地月轉移、近月制動、環月飛行、月面著陸、月面采樣封裝、月面起飛、月球軌道交會對接與樣品轉移、月地入射、月地轉移和再入回收等飛行階段，歷時23天嫦娥五號返回器攜帶月球樣品在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸。
嫦娥五號探測器
3. “奮斗者”號創造中國載人深潛新紀錄
“奮斗者”號全海深載人潛水器研制是我國“十三五”深海關鍵技術與裝備領域的重大攻關任務，于2016年立項啟動。2020年6月，“奮斗者”號完成總裝集成與水池試驗。2020年7月，“奮斗者”號完成第一階段海試，共計下潛17次，最大下潛深度4548米。2020年10月10日，“奮斗者”號啟航赴馬里亞納海溝開展第二階段海試，其間共計完成13次下潛，其中11人24人次參與了8個超過萬米深度的深潛試驗。11月10日8時12分，“奮斗者”號創造了10909米的中國載人深潛深度紀錄。
“奮斗者”號全海深載人潛水器
4. 揭示人類遺傳物質傳遞的關鍵步驟
DNA復制是人類遺傳物質在細胞之間得以精確傳遞的基礎，人們對高等生物中識別DNA復制起始位點的具體過程并不清楚，這在一定程度上也阻礙了人們對癌癥發生發展機制的理解。中國科學院生物物理研究所李國紅團隊及其合作者揭示了一種精細的DNA復制起始位點的識別調控機制。
DNA復制起始調控的表觀遺傳機制
5. 研發出具有超高壓電性能的透明鐵電單晶
弛豫鐵電單晶[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3, PMN－PT]具有優異的壓電效應，已廣泛應用于超聲成像、聲吶裝備和微電子機械系統（MEMS）等領域。然而，自其發現20多年以來，壓電性能就再沒有新的突破，并且由于鐵電疇壁的存在，導致其透光率低，無法滿足當前壓電器件多功能、高靈敏度的發展需求，急需新的理論和設計方法。西安交通大學徐卓教授研究團隊揭示了弛豫鐵電單晶高壓電效應的起源，研發出了釤摻雜的PMN－PT單晶，其壓電性能超過4000 pC/N，相比未摻雜單晶提高了一倍。在此基礎上，利用電疇結構調控，消除了單晶中對光起散射作用的鐵電疇壁，首次在PMN－PT單晶中同時獲得了高壓電性和高透光性，突破了長期以來二者難以共存的國際難題。
高壓電性透明鐵電單晶與傳統鐵電單晶的對比
6. 2020珠峰高程測定
珠峰高度長期以來受到全世界關注，精確測定珠峰高度并向全世界公布，彰顯國家綜合實力和科技水平。2020珠峰高程測量，中國科學家團隊綜合運用多種現代測繪技術，實現多個重大技術創新突破，獲取了歷史上最高精度的珠峰高程成果。
2020珠峰高程測量隊員在峰頂豎起測量覘標
7. 古基因組揭示近萬年來中國人群的演化與遷徙歷史
在國際古基因組學領域，有關東亞，尤其是中國史前人群的古基因組研究非常匱乏。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹研究團隊首次針對中國南北方史前人群展開時間跨度最大、規模性、系統性的古基因組研究，通過前沿實驗方法成功獲取我國南北方11個遺址25個9500-4200年前的個體和1個300年前個體的基因組，揭示中國人群自9500年以來的南北分化格局、主體連續性與遷徙融合史。
東亞南北方不同時期人群的遺傳特點變化示意圖
8. 大數據刻畫出迄今最高精度的地球3億年生物多樣性演變歷史
生命起源與演化是世界十大科學之謎之一。地球上曾經生活過的生物99%以上已經滅絕，通過化石記錄重建地球生物多樣性變化歷史是認識當今生物多樣性現狀與未來趨勢的最重要途徑之一。然而，地質歷史時期地球生物多樣性變化研究的時間分辨率低、生物分類粗，無法精確識別突發性重大生物演變事件，也不能為近代地球生態系統演變研究提供重要參考。南京大學沈樹忠、樊雋軒團隊聯合國內外專家創建國際大型數據庫，自主研發人工智能算法，利用“天河二號”超算取得突破，獲得了全球第一條高精度的古生代3億多年的海洋生物多樣性演化曲線，時間分辨率較國際同類研究提高400多倍。新曲線精準刻畫出地球生物多樣性演變過程中的多次重大生物滅絕、復蘇和輻射事件，揭示了當時生物多樣性變化與大氣CO2含量以及全球性氣候劇變的協同關系。該研究將推動整個演化古生物學研究的變革。
古生代海洋生物多樣性曲線與重要演化事件
9. 深度解析多器官衰老的標記物和干預靶標
隨著人口老齡化程度的日益加劇，深入研究衰老、科學應對人口老齡化是新時代的國家重大需求。圍繞衰老的機制和干預等核心科學問題，中國科學院動物研究所劉光慧研究組、曲靜研究組，中國科學院北京基因組研究所張維綺研究組，同北京大學湯富酬研究組聯合攻關，利用多學科交叉的方法，在系統水平上揭示了哺乳動物多器官衰老的新型生物學標記物和可調控靶標。這些研究成果加深了人們對器官衰老異質性和復雜性的理解，為建立針對衰老及衰老相關疾病的早期預警和科學應對策略奠定了重要基礎。
卡路里限制延緩多器官衰老的系統生物學研究
10. 實驗觀測到化學反應中的量子干涉現象
化學反應的進程伴隨著復雜的量子力學現象，但其通常難以被直接觀測到，因而化學反應的本質亦難以得到透徹的理解。中國科學院大連化學物理研究所楊學明院士、張東輝院士、孫志剛和肖春雷研究團隊提供了一個研究范例。他們研究發現，在H + HDH2 + D反應中，在碰撞能量為1.9～2.2電子伏的范圍內，產物H2（v"= 2，j"= 3）的后向散射呈現顯著的振蕩（其中v"是振動量子數，j"是轉動量子數）。通過拓撲理論分析，發現該反應存在兩條迥然不同的反應路徑，振蕩是由這兩條路徑之間的量子力學干涉所產生的。該研究揭示了該反應在較低能量處，量子幾何相位效應仍然存在，并可以被觀測到。這非常類似于眾所周知的Aharonov-Bohm效應，清晰地揭示了化學反應的量子性。
H + HD反應的兩條途徑
記者：胡喆
圖片來源：科技部
來源：新華視點
