2024年国内国际十大科技新闻揭晓 | 科技日报 | 2024年终盘点

中科院之声

2024-12-25 15:15发布于北京中科院之声官方账号

2024年12月24日，由科技日报社主办、部分两院院士和媒体负责人共同评选的2024年国内、国际十大科技新闻揭晓。


入选的2024年国内十大科技新闻分别是：全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会召开；“拉索”确认首个超级宇宙线源；复粒稻遗传奥秘破译；光子的分数量子反常霍尔态首次实现；世界首款类脑互补视觉芯片研制成功；嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回；国家重大工程深中通道建成开通；异体通用型CAR-T治疗自身免疫疾病获突破；首个国产移动操作系统发布；大洋钻探船“梦想”号正式入列。


入选的2024年国际十大科技新闻分别是：全球最大古人类基因库创建；首例脑机接口设备人体移植完成；OpenAI公司文本-视频程序Sora惊艳全球；最大神经形态计算机研制成功；分子玻色-爱因斯坦凝聚态首次形成；嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回；自身免疫性疾病治愈曙光初现；“星舰”上演“筷子夹火箭”场景；第三种磁性材料交变磁体发现；新一代量子芯片纠错能力达到实际应用必要条件。


二〇二四年国内十大科技新闻解读
（节选）

全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会召开


科技兴则民族兴，科技强则国家强。6月24日，全国科技大会、国家科学技术奖励大会和中国科学院第二十一次院士大会、中国工程院第十七次院士大会隆重召开。这次大会是在以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业关键时期召开的一次科技盛会，对加快实现高水平科技自立自强、建设科技强国具有重大意义。

“锚定2035年建成科技强国的战略目标”是这次大会传递的最强音。“现在距离实现建成科技强国目标只有11年时间了。我们要以‘十年磨一剑’的坚定决心和顽强意志，只争朝夕、埋头苦干，一步一个脚印把这一战略目标变为现实。”习近平总书记的重要讲话铿锵有力。

习近平总书记在讲话中充分肯定了近年来我国科技创新发展取得的历史性成就，深刻总结了新时代科技事业发展的重要经验，精辟论述了科技创新在推进中国式现代化、实现第二个百年奋斗目标伟大进程中的重要作用，系统阐明了新形势下加快建设科技强国的基本内涵和主要任务。

“冲锋号”吹响，新征程启航。这次大会为新时代科技工作指明前进方向，进一步统一思想、深化认识，凝聚起建设科技强国的创新伟力。

 “拉索”确认首个超级宇宙线源


高能宇宙线从哪里来？这是一个世纪之谜。我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）的新发现，让我们离解开这一谜题更近了一步。

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▲星空下的高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）（合成照片）。新华社记者 金立旺摄
2月26日，《科学通报》发表了一项关于高能宇宙线起源的重要成果。利用“拉索”的观测数据，我国科学家在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构，并从中找到了能量高于1亿亿电子伏宇宙线起源的候选天体。这是迄今人类能够确认的第一个超级宇宙线源。

宇宙线是从外太空来的带电粒子，主要成分为质子，携带着宇宙起源、天体演化等方面的重要科学信息。探究宇宙线起源之谜，是当代天体物理学的重大前沿科学问题之一。

据介绍，“拉索”此次发现的巨型超高能伽马射线泡状结构，距我们约5000光年，尺度超过1000万个太阳系。泡状结构内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子，最高达到2千万亿电子伏。

“一般来说，产生能量为2千万亿电子伏的伽马光子，需要能量至少高10倍的宇宙线粒子。”论文通讯作者、中国科学技术大学教授杨睿智说，这表明泡状结构内部存在超级宇宙线源，源源不断地产生能量至少达到2亿亿电子伏的高能宇宙线粒子，并注入到星际空间。

研究表明，位于泡状结构中心附近的大质量恒星星团（Cygnus OB2星协），是超级宇宙线源最可能的对应天体。

光子的分数量子反常霍尔态首次实现


5月6日，记者从中国科学院获悉，利用“自底而上”的量子模拟方法，中国科学技术大学潘建伟院士团队在国际上首次实现了光子的分数量子反常霍尔态，为高效开展更多、更新奇的量子物态研究提供了新路径。相关研究成果发表于《科学》杂志。

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▲成果示意图。16个非线性“光子盒”阵列囚禁的微波光子强相互作用形成分数量子反常霍尔态（注：“光子盒”的名字最早来自1930年爱因斯坦和波尔争论中提出的思想实验）。 

霍尔效应是指当电流通过置于磁场中的材料时，电子受到洛伦兹力的作用，在材料内部产生垂直于电流和磁场方向的电压，该效应被广泛应用于电磁感测领域。反常霍尔效应则是指无需外部磁场的情况下观测到相关效应。量子霍尔效应是量子力学版本的霍尔效应，需要在低温强磁场的极端条件下才可被观察到。

“量子霍尔效应根据电子间相互作用方式的不同，分为整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应。”潘建伟说，其中，分数量子霍尔态展现出非平庸的多体纠缠，具有重要的观测研究价值，多年来受到学术界高度关注。

在此项研究中，团队利用“自底而上”的方式，基于自主研发的超导高非简谐性光学谐振器阵列，实现了光子间的非线性相互作用，并进一步在此系统中构建出作用于光子的等效磁场以构造人工规范场，从而实现了光子的分数量子反常霍尔态。

诺贝尔物理学奖获得者弗兰克·维尔切克评价，这项研究向基于任意子的量子信息处理迈出重要一步。

嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回


敢上九天揽月，谈笑凯歌还！

6月25日，内蒙古四子王旗阿木古郎草原，一顶红白相间的巨型降落伞缓缓落下，嫦娥六号返回器回到地面。至此，嫦娥六号完成了世界首次月球背面采样返回的壮举。这是我国迄今为止开展的最复杂的深空探测任务。

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▲2024年6月4日7时38分，在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号取样回放画面。新华社记者 金立旺摄

嫦娥六号任务周期长，工程创新多、风险高、难度大，突破了月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术。

嫦娥六号自发射后历经53天，闯过地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接与样品转移、环月等待、月地转移以及再入回收等多个难关，成功带回1935.3克月背样品。

这些珍贵的月背样品，不仅填补了月球背面研究的历史空白，也为我们研究月球早期演化提供了一手资料，更为理解月球背面与正面地质差异开辟了新的视角。

11月15日，月背样品研究传来好消息：我国科学家利用嫦娥六号月背样品做出的两项独立研究成果，分别登上国际顶级学术期刊《自然》杂志和《科学》杂志。这两项研究首次揭示月球背面约28亿年前仍存在年轻的岩浆活动，这一年龄填补了月球玄武岩样品在该时期的记录空白。

紧接着，12月20日，《自然》又报道我国科学家通过分析嫦娥六号月背样品，获得了人类首份月背古磁场信息。


二〇二四年国际十大科技新闻解读
（节选）

嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回


在科学探索的长河中，总有一些时刻让我们屏息凝神，见证人类科技与宇宙奥秘交织出的辉煌篇章。

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▲嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回。新华社记者 贝赫摄

6月25日，这一天注定将被载入人类探索宇宙的历史长河。我国的嫦娥六号月球探测器成功完成了从月球背面南极-艾特肯盆地采样的壮举，携带重达1935.3克的珍贵样品返回地球。这片区域不仅是月球上最大、最深且最古老的盆地，更是隐藏着关于月球正面与背面物质组成差异的秘密，以及破解月球二分性之谜的关键线索。

经过数月紧张而细致的研究，我国科学家发表文章，基于嫦娥六号带回的样本，首次揭示了月球背面在大约28亿年前仍存在活跃的岩浆活动，填补了这一时期月球玄武岩记录的空白。这些发现不仅为理解月球演化提供了至关重要的科学证据，也为行星科学研究开辟了新的视野。

《自然》和《科学》杂志同期刊登了这两项独立研究成果，标志着中国在深空探测领域取得的重大突破得到了全球科学界的广泛认可。《自然》多位审稿人对这项“令人兴奋”的研究给予了高度评价，称赞研究团队以细致谨慎的态度首次对月球背面玄武岩进行了地质年代学分析，提供了高质量、高水准的数据。一位审稿人特别提到：“这是首个来自嫦娥六号月球样品的地质年代学研究，对月球和行星科学界具有深远意义，必将引发更广泛的关注。”

通过嫦娥六号任务，我们不仅触摸到了月球深处的历史记忆，还开启了探索太阳系乃至整个宇宙奥秘的新篇章。
节选自《二〇二四年国内十大科技新闻解读》《二〇二四年国际十大科技新闻解读》
来源：科技日报（2024-12-25 第01版）
责任编辑：刘映含
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