這些偉大的項目，被BBC稱為“中國的科學(xué)革命”

江海報覽 2016-05-25

展開全文

中國是四大文明古國之一，創(chuàng)造了燦爛的文化與科技成就，在世界科技史舞臺上扮演著重要角色，有木有感覺像小學(xué)生啟蒙課本一樣？現(xiàn)在中業(yè)君要自豪地告訴你，中國古代有舉世聞明的“四大發(fā)明”，現(xiàn)在有五大科技成就，那是讓老外都目眩的科技成就，英國廣播公司（BBC）專門做了特別報道。

小伙伴們，你看過全球最大射電望遠鏡嗎？聽說過豬角膜移植入人眼嗎？想知道深海探測到哪里啦？聽說過分子原子，有木有聽說過奇怪的中微子？知道中國建在外太空的“天宮”號嗎？中國的這些偉大科技成就，彰顯了中國的實力，簡直太贊了。

“天眼”來了

巨大的天然深坑內(nèi)，中國“天眼”即將問世?？赐庥^，太目眩了，感覺身臨外太空一樣。

正在中國西部貴州省平塘縣建設(shè)的世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡（FAST），將于9月建成。這可是中國科學(xué)家花了10年時間審視中國廣大地區(qū)的衛(wèi)星圖像，才找到了能夠容納FAST望遠鏡的天然深坑。望遠鏡的大“鍋”由4450塊三角形面板拼裝組成，每一塊都要小心謹慎地安放入位。

FAST是世界上口徑最大、最具威力的單天線射電望遠鏡，靈敏度將是美國位于波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡（口徑305米）的3倍，而英格蘭北部的洛弗爾望遠鏡口徑只有76米。FAST建成后將在未來20年內(nèi)保持世界一流地位，其主要使命之一是尋找來自外太空文明的無線電信號。

中國科學(xué)院國家天文臺射電天文技術(shù)實驗室主任、FAST項目副經(jīng)理彭勃說：“在天文學(xué)領(lǐng)域，我們遠遠落后于世界。過去我們只能出國，使用外國的望遠鏡。我覺得到時候了，我們要在中國建造自己的東西?！敝锌圃簢姨煳呐_副臺長表示，F(xiàn)AST突破了射電望遠鏡的百米極限，它擁有30個足球場大的接收面積，與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，靈敏度提高約10倍；與排在阿波羅登月之前、被評為人類20世紀十大工程之首的美國Arecibo 300米望遠鏡相比，其綜合性能提高約2.25倍。

利用這個最大射電望遠鏡，人類可以觀測脈沖星、中性氫、黑洞……這些宇宙形成時期的信息，甚至有更大機會捕捉外星生命的信號。對科學(xué)家來說，宇宙中的脈沖星是很迷人的。它們的體積非常小，小的脈沖星直徑一般只有幾十公里，跟宇宙中動則直徑上萬公里的天體相比，身材簡直弱不禁風。但就是這么小個頭的脈沖星，能量卻非常大。

目前全世界觀測到的脈沖星，都在銀河系以內(nèi)。將來，F(xiàn)AST有希望觀測到銀河系以外的脈沖星。說起來，脈沖星的信號頻率，和手機的頻率差不多。如果人類能夠接收到銀河系外脈沖星的信號，就仿佛接了一個10萬光年外的電話。

與FAST相比，美國的哈勃天文望遠鏡，簡直小兒科了，哈勃太空望遠鏡是用光來“遠望”可見宇宙，但射電望遠鏡更像是個“耳朵”，“收聽”太空深處物體發(fā)出的無線電波，哈哈哈……

豬眼看世界

豬角膜移植到人眼，那不成了豬眼睛了？當然不是啦。這款以“豬角膜”為原料的產(chǎn)品是中國科學(xué)家歷經(jīng)十余年自主研發(fā)的，也是全球首個完成臨床試驗的生物工程角膜。

據(jù)統(tǒng)計，中國盲人占世界盲人總數(shù)的五分之一，14億人中盲人總計有800萬。中山眼科醫(yī)院教授袁進說，角膜疾病致盲病例的總數(shù)在350萬到500萬之間。每年僅5000患者可成功獲捐進行角膜移植，移植率僅為千分之一，就是因為角膜捐獻者數(shù)量有限。袁進說，“中國人觀點比較傳統(tǒng)，他們不愿意捐獻角膜。這也是我們一年只能做5000例角膜移植手術(shù)的主要原因?！?/section>

開發(fā)豬角膜移植技術(shù)的“中國再生醫(yī)學(xué)國際有限公司”（CRMI）實驗室就位于深圳。CRMI公司介紹，移植手術(shù)的成功率在90%以上，幾乎與人類角膜移植成功率持平。

生物工程角膜，最開始研發(fā)公司選擇了猴子，但放棄了。因為飼養(yǎng)的成本高、繁殖率低，來源上也傷腦筋。后來，山羊，狗，豬，牛都做了研究和篩選?！白詈蟀l(fā)現(xiàn)豬角膜和人類角膜非常相似，相比其他動物，排異也較小”。

所以，這豬已不是豬圈里的豬，它們是要經(jīng)過專門篩選，并進行特殊處理、加工和嚴格檢測。而且品種特定，只有三四種品系穩(wěn)定的豬作為來源。

為了保證供應(yīng)，深圳還有一家專門供應(yīng)角膜的養(yǎng)豬場。里面的豬可洋氣了，都有“身份證”和編號。一旦發(fā)現(xiàn)問題，馬上就能追查到是哪頭豬在什么時候提供的角膜，“售后服務(wù)”也能迅速跟上。

角膜從豬眼睛里取出后，在這段時間里，會發(fā)生翻天覆體的變化。它要通過脫細胞技術(shù)完全脫除，完全去掉豬的細胞，僅保留其天然角膜三維立體結(jié)構(gòu)。剩下的這部分材質(zhì)，再用鈷60的放射性輻照予以嚴格消毒，確保一些動物源性的疾?。òl(fā)生于豬的疾?。粫驗橐浦捕腥镜饺?。按這種技術(shù)處理，這就不能叫“豬角膜”了，因為上面完全沒有豬的細胞。它也擁有了新的名字——生物工程角膜。

人工生物角膜可否完全替代人體捐獻角膜？專家表示，還不能解決所有角膜疾病。下一步將研發(fā)用于全層角膜移植術(shù)的生物工程角膜，從而完全替代人體捐獻的角膜。如果研發(fā)出來，這將會是一個“劃時代”的產(chǎn)品。

尋找奇怪的粒子

在中國南部大亞灣地下最深處，這里安裝有一系列巨大的粒子探測器，可以監(jiān)測到非常罕見的中微子與其他常規(guī)粒子的對撞。探測器設(shè)在不同地點，有的間隔幾公里，通過觀察中微子碰撞在不同探測器之間的差異，中國科學(xué)家可以勾畫出粒子移動過程中的變化。

粒子探測器為何在大亞灣地下深處？中科院高能物理研究所研究員曹俊教授解釋說：“我們頭頂上有300米厚的花崗巖，屏蔽宇宙射線。”

宇宙中最奇怪的粒子——中微子產(chǎn)生于核反應(yīng)，包括星空中的聚變到地球上核電站的核反應(yīng)過程。中微子是宇宙中數(shù)量最多的粒子。每一秒鐘都有數(shù)以萬億計的中微子從我們身邊飄過，但是我們感覺不到、也看不到，中微子既不帶電荷、質(zhì)量也非常小。有人形容它是最接近于不存在的東西。更為奇怪的是，中微子也在不停地變。穿行在宇宙中，中微子在三種形式中互換，即學(xué)家所說的“味道”。就好像朝空中扔出一只香蕉，眼看著香蕉變成橘子、蘋果，然后再變回香蕉。就目前所知，其他粒子沒有這樣的行為。曹俊教授說：“每天我們都可以探測到數(shù)以千計的中微子，這是黃金時代，研究中微子物理學(xué)振奮人心。”

更加值得注意的是，大亞灣研究團隊可以比以往任何時候更精確地計算出中微子從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式的可能性。他們的研究結(jié)果甚至還暗示，中微子可能存在第四種神秘的“味道”，不過這一點目前還沒有得到證實。

即將建成世界第一的射電望遠鏡之際，中國科學(xué)家也在考慮打破另一項記錄：這一次是在粒子物理學(xué)領(lǐng)域，在中國本土打造更大版本的“大型強子對撞機”，可與歐洲的“大型強子對撞機”媲美哦！

探險幽深的海洋

上海以南幾小時車程的地方，船廠樂聲高昂，雄獅起舞，天空中巨大的氣球隨風搖擺。碼頭人頭攢動，聚在一起觀看中國嶄新的科考船下水儀式。

這艘名叫“彩虹魚”的科考船100米長，配有實驗室和先進的科研工具，它將探索世界的大海大洋，也將幫助中國深入海底：科考船將成為深海潛水器的“發(fā)射臺”。上海海洋大學(xué)教授崔維成說：“人類對深海的了解還不如對月球和火星表面的了解多。這就是我為什么要為海洋科學(xué)家潛入深海創(chuàng)造條件的原因?！?/section>

“彩虹魚”的最終目標是載人深潛，他們計劃將人送入海洋的最底處——太平洋中深度將近11000米的“馬里亞納海溝”！深海研究難度很高、風險很大，希望成為下潛馬里亞納海溝中國第一人的崔維成相信，中國能夠真正打開這塊最后的未知領(lǐng)域。

親自見識過海底最深處的人屈指可數(shù)。1960年，美國海軍中尉唐·沃爾什和瑞士工程師雅克·皮卡德首次下潛至馬里亞納海溝。他們乘坐的潛水器“的里亞斯特號”重壓之下一路嘎吱作響，下潛總計用時5小時。另外僅有的一次載人探測是，2012年好萊塢導(dǎo)演卡梅隆乘坐亮綠色潛水器單人下潛至馬里亞納海溝。

“彩虹魚”希望自己的潛水器成為下一個嘗試者。與此同時，中國政府也在探索深海。中國的載人潛水器“蛟龍?zhí)枴币呀?jīng)下潛100多次，深度達到7062米。

飛向浩瀚的太空

中國是從1970年4月24日步入太空時代，“東方紅一號”發(fā)射升空。隨后幾十年，中國發(fā)射過更多的軌道器、探測器、并把宇航員送入太空，中國迅速建立起太空大國的地位。

中國工程院院士吳偉仁院士是中國探月工程的總設(shè)計師。2013年，中國將探測器送上月球，這是時隔40年后人類月球探索的第一次。中國計劃發(fā)射飛行器前往月球，搜集巖石樣本帶回地球，同時還計劃在2018年探訪月球的背面。吳偉仁說：“蘇聯(lián)和美國曾經(jīng)數(shù)次登月，但那都是在月球?qū)χ厍虻囊幻?，從來不曾在背面。在背面登陸是一個不小的挑戰(zhàn)。”

中國還把目光瞄準了火星。在不久前的一次新聞發(fā)布會上，中國宣布計劃于2020年發(fā)射火星探測器。

對中國來說，載人探索也是一個重點。2003年，楊利偉成為中國第一位太空人。他在太空中度過21小時，返回地球后成為民族英雄。此后，中國又先后出現(xiàn)9名太空人，今年還計劃將另外一組宇航員送入太空。

目前中國宇航員不能去的一個地方是國際空間站。美國表示“不和中國太空部門合作”，擔心共享科技可能會破壞美國的國家安全。吳偉仁表示，中國非常希望合作，并且已經(jīng)與歐洲、俄羅斯在其他項目上合作，但美國仍然是一個癥結(jié)。“我們多次呼吁美國取消限制，允許兩國科學(xué)家合作探索。”

中國目前在打造自己的空間站，中國此前已發(fā)射空間站實驗室“天宮1號”，今年還要發(fā)射“天宮2號”，今后還將加大規(guī)模。

“中國有決心不讓任何東西成為攔路虎?！庇鳥BC總結(jié)說，像射電望遠鏡這類項目是中國科學(xué)復(fù)興的強有力象征。中國在太空探索領(lǐng)域的快速快步和中國在其他許多科學(xué)領(lǐng)域的突飛猛進交相呼應(yīng)。2013年，中國的研發(fā)投入超過歐洲，預(yù)計2020年將超過美國。到2020年，中國政府希望科技投入占到國民生產(chǎn)總值GDP的2.5%。

回望幾十年前，在全球科學(xué)排名榜上，中國幾乎是榜上無名?，F(xiàn)在，根據(jù)科研投資和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文總數(shù)來評估，中國位居世界第二，僅次于美國。

世界拭目以待，中國的科學(xué)革命下一步將走向何方；中國是否能夠完成向世界科學(xué)強國的轉(zhuǎn)型。