高潮迭起的2021年,，將在中國(guó)科技史上格外閃亮,。

　　這一年,，恰逢中國(guó)共產(chǎn)黨百年華誕。為實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想,，無(wú)數(shù)攻關(guān)者挑燈夜戰(zhàn),，迎難而上；這一年,，投身于民族復(fù)興的事業(yè),，無(wú)數(shù)勞動(dòng)者殫精竭慮，血脈噴張,。

　　踏著自信的步伐,，我們伸展雙臂，擁抱曙光,。新時(shí)代的挑戰(zhàn),，讓生命迸發(fā)出異常的能量。

　　2021,，奮斗孕育輝煌,。

    異源四倍體野生稻     快速馴化獲突破

　　  一株自生自滅的野生稻成為農(nóng)民手中的糧食，需要7000年到1萬(wàn)年的馴化,。而中國(guó)科學(xué)院種子創(chuàng)新研究院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士團(tuán)隊(duì)在全球首次提出異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化的新策略,，可能將這個(gè)馴化過(guò)程縮短到幾十年，甚至更短,。研究成果2月4日發(fā)表于《細(xì)胞》雜志,。

　　  當(dāng)前，田間的栽培稻由“祖先”二倍體野生稻經(jīng)過(guò)數(shù)千年的人工馴化而來(lái),，馴化過(guò)程在改良其重要農(nóng)藝性狀的同時(shí),，也造成了遺傳多樣性的大量減少、優(yōu)勢(shì)基因資源的缺失,。

　　  除了二倍體栽培稻,，稻屬還有其他25種野生植物，按照基因組特征又可以分成11類,，包括6類二倍體基因組和5類四倍體基因組,。其中，異源四倍體野生稻具有生物量大,、自帶雜種優(yōu)勢(shì),、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但同時(shí)也具有非馴化特征,，無(wú)法進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn),。

　　  為攻克培養(yǎng)多倍體水稻新作物的難題，研究人員首次提出異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化的新策略,。按照這條技術(shù)路線,，他們成功創(chuàng)制落粒性降低,、芒長(zhǎng)變短、株高降低,、粒長(zhǎng)變長(zhǎng),、莖稈變粗、抽穗時(shí)間不同程度縮短的各種基因組編輯異源四倍體野生稻材料,。這項(xiàng)研究開辟了全新的作物育種方向,，是該領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破性進(jìn)展。

     “祖沖之號(hào)”“九章二號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)研制成功

　　  5月8日,，中科大團(tuán)隊(duì)制造的“祖沖之號(hào)”,，打破了量子計(jì)算機(jī)最大量子比特?cái)?shù)的世界紀(jì)錄。它以一個(gè)62比特的超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī),，實(shí)現(xiàn)了可編程的二維量子行走,。10月，它又升級(jí)到了“祖沖之二號(hào)”,，可以操縱66個(gè)比特,。

　　  10月，中國(guó)科大,、中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)所等構(gòu)建了113個(gè)光子的“九章二號(hào)”,，處理“高斯玻色取樣”速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快1024倍，進(jìn)一步提供了量子計(jì)算加速的實(shí)驗(yàn)證據(jù),。這也標(biāo)志著我國(guó)成為目前唯一同時(shí)在兩種物理體系都實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國(guó)家,。

　　  實(shí)現(xiàn)用光量子作為計(jì)算載體，要攻克諸多難關(guān),，包括制造高品質(zhì)光子源、實(shí)現(xiàn)高精度鎖相和規(guī)?；缮娴鹊?。比如說(shuō)，光子源每次只放出1個(gè)光子,，且每個(gè)光子一模一樣,，這是巨大挑戰(zhàn)。同時(shí),，鎖相的精度相當(dāng)于100公里距離的傳輸誤差不能超過(guò)一根頭發(fā)直徑,。高品質(zhì)的光量子比特和邏輯器件，維持不了100毫秒,，就要抓住這一瞬間讓量子計(jì)算機(jī)完成任務(wù),。相關(guān)技術(shù)要達(dá)到操縱光的極致。

　　  近年來(lái),，中國(guó)在量子科技領(lǐng)域取得了諸多世界第一,。中國(guó)科學(xué)家正在進(jìn)一步提高量子計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和糾錯(cuò)能力,，讓量子計(jì)算機(jī)在物理和化學(xué)仿真、分子模擬構(gòu)建,、人工智能等方面大顯身手,。

      我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)著陸火星

　　  歷經(jīng)9個(gè)多月的長(zhǎng)途跋涉，經(jīng)歷了驚心動(dòng)魄的火星著陸“黑色九分鐘”,，5月15日,，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)著陸，在火星上首次留下中國(guó)人的印跡,，邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步,。

　　  6月11日，國(guó)家航天局舉行天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器著陸火星首批科學(xué)影像圖揭幕儀式,，公布了由“祝融號(hào)”火星車拍攝的影像圖,。首批科學(xué)影像圖的發(fā)布，標(biāo)志著我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)取得圓滿成功,。

　　  我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)于2016年立項(xiàng),，計(jì)劃通過(guò)一次任務(wù)實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測(cè),，其科學(xué)目標(biāo)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征,、火星表面土壤特征與水冰分布、火星表面物質(zhì)組成,、火星大氣電離層及表面氣候與環(huán)境特征,、火星物理場(chǎng)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)等研究。

　　  天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器于2020年7月23日在海南文昌由長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射,，2021年2月10日成功實(shí)施火星捕獲,，成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星，2月24日探測(cè)器進(jìn)入火星停泊軌道,，開展了為期約3個(gè)月的環(huán)繞探測(cè),，為順利著陸火星奠定了基礎(chǔ)。

　　  天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功著陸火星,，是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)地外行星著陸,，使我國(guó)成為第二個(gè)成功著陸火星的國(guó)家。

    “拉索”發(fā)現(xiàn)迄今最高能量光子

　　  5月17日,，《自然》發(fā)表的一項(xiàng)最新成果,，改變了人們對(duì)銀河系的傳統(tǒng)認(rèn)知：位于四川稻城的高海拔宇宙線觀測(cè)站“拉索”（LHAASO）在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)2個(gè)能量超過(guò)1拍電子伏特（PeV，1000萬(wàn)億電子伏特）的光子,，這2個(gè)超高能光子分別來(lái)自天鵝座和蟹狀星云,，其中1個(gè)光子能量高達(dá)1.4PeV。

　　  “這是人類迄今觀測(cè)到的最高能量光子,，突破了人類對(duì)銀河系粒子加速的傳統(tǒng)認(rèn)知,，開啟了超高能伽馬天文學(xué)的時(shí)代,。”中科院高能所研究員,、“拉索”首席科學(xué)家曹臻說(shuō),。

　　  此前，銀河系內(nèi)的宇宙線加速源存在能量極限是個(gè)“常識(shí)”,，過(guò)去預(yù)言的極限就在1PeV附近,，導(dǎo)致伽馬射線能譜在0.1PeV以上有“截?cái)唷爆F(xiàn)象?！袄鳌钡陌l(fā)現(xiàn)完全突破了這個(gè)“極限”,，確定了銀河系廣泛存在的天然高能加速器，可以把宇宙線加速超過(guò)PeV,，甚至于10PeV以上,。

　　  7月9日，《科學(xué)》報(bào)道“拉索”精確測(cè)量了高能天文學(xué)標(biāo)準(zhǔn)燭光的亮度,?？茖W(xué)家們確認(rèn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燭光就是由宋朝記錄的“天關(guān)客星”經(jīng)千年演化形成的著名天體——蟹狀星云,?！袄鳌睖y(cè)量了標(biāo)準(zhǔn)燭光在2400倍的能量范圍內(nèi)的亮度，尤其是在能量最高的超高能伽馬波段測(cè)定了新標(biāo)準(zhǔn),。

    神舟兩次成功發(fā)射中國(guó)人長(zhǎng)期駐守太空

　　  仰望冬夜,，常能看到一枚亮星劃過(guò)中天。那是每90分鐘繞地球一圈的“天宮”,，還有三位堅(jiān)守崗位的中華兒女,。

　　  6月17日，神舟十二號(hào)載人航天飛船成功發(fā)射,，并與天和核心艙成功完成對(duì)接,。9月17日三位宇航員回到地球。10月16日,，神舟十三號(hào)將另外三名航天員送上太空，他們要駐留半年,，這也是空間站航天員乘組一般的駐留周期,。這意味著，中國(guó)的載人航天邁過(guò)試驗(yàn)階段,，實(shí)現(xiàn)太空往返常態(tài)化,。中國(guó)的空間站即將成為人類探索宇宙的主力陣地。

　　  還記得幾十年前,，美國(guó)拒絕中國(guó)人參與國(guó)際空間站,；如今,，中國(guó)白手起家，建成了自己的空間站,，三年后還將成為人類唯一的太空前哨,。天宮的存在，讓十幾個(gè)國(guó)家向中國(guó)提出申請(qǐng),，合作探索外太空,。天宮驕傲地宣示地球人的智慧和力量。

　　  最近兩年,，航天事業(yè)捷報(bào)頻傳,，北斗組網(wǎng)、火星探索,、空間站常駐,，緊鑼密鼓，目不暇接,，離不開中國(guó)航天人數(shù)十年如一日的奮斗和登攀,。今年兩艘神舟飛船成功執(zhí)行任務(wù)，更讓許多年輕人熱血沸騰,，拍手叫好,，就像有網(wǎng)友的留言“只想大呼666！”大家期待天宮一號(hào)上誕生更多科學(xué)成果,，更多有趣的探索,，書寫更輝煌的中國(guó)故事。

　    金沙江白鶴灘水電站投產(chǎn)發(fā)電

　　  世界第二大水電站,，開始工作了,！6月28日，白鶴灘水電站首批機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電,。白鶴灘水電站位于云南和四川交界的金沙江干流上,，是當(dāng)今世界在建的規(guī)模最大、難度最高的水電工程,。它的最大壩高289米,，排名世界第三；總裝機(jī)容量達(dá)1600萬(wàn)千瓦,，僅次于三峽水電站,。

　　  白鶴灘水電站擁有16臺(tái)世界最大的100萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)，全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,。12月19日,，最后一臺(tái)機(jī)組發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)輪完成吊裝。轉(zhuǎn)輪被稱為水輪發(fā)電機(jī)組的“心臟”,，過(guò)流能力,、水力效率及運(yùn)行穩(wěn)定度能看出技術(shù)高低,。重達(dá)338.2噸的9號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪創(chuàng)新性采用15個(gè)長(zhǎng)葉片和15個(gè)短葉片相結(jié)合，達(dá)到各方面的最優(yōu),。

　　  白鶴灘大壩的總庫(kù)容和防洪庫(kù)容,，均為金沙江下游4個(gè)梯級(jí)電站中最大，可提高宜賓,、瀘州,、重慶的防洪標(biāo)準(zhǔn)，并支援三峽以下長(zhǎng)江各城市防洪,。它還可以實(shí)現(xiàn)枯水期均勻下泄,，讓下游原本半年不能通航的江段，全年都能通航,。

　　  習(xí)近平總書記為此致賀信指出：“白鶴灘水電站是實(shí)施西電東送的國(guó)家重大工程,，是當(dāng)今世界在建規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的水電工程,。全球單機(jī)容量最大功率百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組,，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)高端裝備制造的重大突破?！?/p>

     “十四五”開局之年科技體制改革舉措密集出臺(tái)

　　  2021年在中國(guó)科技?xì)v史上具有重要意義,。習(xí)近平總書記出席兩院院士大會(huì)中國(guó)科協(xié)第十次全國(guó)代表大會(huì)、國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì),、親臨國(guó)家“十三五”科技創(chuàng)新成就展現(xiàn)場(chǎng)參觀,，對(duì)科技創(chuàng)新取得的重大成就給予充分肯定。過(guò)去一年,，黨中央國(guó)務(wù)院部署系列科技改革任務(wù),，包括科技發(fā)展規(guī)劃、各領(lǐng)域科技行動(dòng)計(jì)劃,、重大改革舉措工作方案,，全面形成了“十四五”的開局部署。

　  　2021年的科技體制改革全面而深刻,。相關(guān)政府部門持續(xù)改革完善科研經(jīng)費(fèi)管理,，為科研人員松綁、減負(fù),、賦能,，為人的創(chuàng)造性服務(wù)，讓科研人員感受到實(shí)實(shí)在在的成就感與獲得感,；在具有戰(zhàn)略性的項(xiàng)目管理上探索新機(jī)制,，實(shí)施“揭榜掛帥”機(jī)制,；支持不同技術(shù)路線并行攻關(guān),，在關(guān)鍵性應(yīng)急性重大任務(wù)中安排“賽馬”攻關(guān)項(xiàng)目,。啟動(dòng)顛覆性技術(shù)專項(xiàng)，積極探索首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制,，大范圍設(shè)立青年科學(xué)家項(xiàng)目,。

　　  國(guó)務(wù)院辦公廳8月接連發(fā)布《關(guān)于完善科技成果評(píng)價(jià)機(jī)制的指導(dǎo)意見》《關(guān)于改革完善中央財(cái)政科研經(jīng)費(fèi)管理的若干意見》等文件，引起科技界的普遍關(guān)注,。

　　  科技改革的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)就是要重點(diǎn)圍繞科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),、科研人員、科研機(jī)構(gòu)做工作,，真正把優(yōu)勢(shì)科技資源配置到最緊迫最急需的地方,，切實(shí)提高科技創(chuàng)新效能，有效激發(fā)全社會(huì)的創(chuàng)新活力,，強(qiáng)化科技對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐引領(lǐng),。

    首次實(shí)現(xiàn)淀粉全人工合成

　　  以二氧化碳為原料，不依賴植物光合作用,，直接人工合成淀粉——看似科幻的一幕,，在實(shí)驗(yàn)室里真實(shí)地發(fā)生了。

　　  中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究人員提出了一種顛覆性的淀粉制備方法,，不依賴植物光合作用,，以二氧化碳、電解產(chǎn)生的氫氣為原料,，成功生產(chǎn)出淀粉,，國(guó)際上首次在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成，使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能,，取得原創(chuàng)性突破,。相關(guān)研究成果9月24日在線發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

　  　“長(zhǎng)期以來(lái),，科研人員一直在努力改進(jìn)光合作用這一生命過(guò)程,，希望提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化速率和光能的利用效率，最終提升淀粉的生產(chǎn)效率,?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒅锌圃禾旖蚬I(yè)生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)馬延和直言,。

　　  為解決這一難題,，天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究人員從頭設(shè)計(jì)了11步主反應(yīng)的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑，在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)了從二氧化碳到淀粉分子的全合成,。

　　  這一合成生物學(xué)領(lǐng)域重大原創(chuàng)突破,，有望對(duì)糧食生產(chǎn)產(chǎn)生革命性影響，對(duì)生物制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有里程碑意義。

    凱勒幾何兩大核心猜想被證明

　　  11月初,，媒體報(bào)道,，《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)雜志》發(fā)表了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)幾何物理中心創(chuàng)始主任陳秀雄教授與合作者程經(jīng)睿在偏微分方程和復(fù)幾何領(lǐng)域取得的“里程碑式結(jié)果”。

　　  他們解出了一個(gè)四階完全非線性橢圓方程,，成功證明了“強(qiáng)制性猜想”和“測(cè)地穩(wěn)定性猜想”這兩個(gè)國(guó)際數(shù)學(xué)界60多年懸而未決的核心猜想,，解決了若干有關(guān)凱勒流形上常標(biāo)量曲率度量和卡拉比極值度量的著名問(wèn)題。

　　  凱勒流形上常標(biāo)量曲率度量的存在性,，是過(guò)去60多年來(lái)幾何中的核心問(wèn)題之一,。關(guān)于其存在性，有三個(gè)著名猜想——穩(wěn)定性猜想,、強(qiáng)制性猜想和測(cè)地穩(wěn)定性猜想,。經(jīng)過(guò)近20年眾多著名數(shù)學(xué)家的工作，強(qiáng)制性猜想和測(cè)地穩(wěn)定性猜想中的必要性已變得完全清晰,，但其充分性的證明在陳-程的工作之前被認(rèn)為遙不可及,。

　　  求出一類四階完全非線性橢圓方程的解，就能證明常標(biāo)量曲率度量的存在性,。陳-程的工作恰恰就是在K—能量強(qiáng)制性或測(cè)地穩(wěn)定性的假設(shè)下,，證明了這類方程解的存在。這類方程的研究極為困難,，此前,，對(duì)此類方程幾乎沒(méi)有合適的處理工具。陳-程最重要的突破是給出了這類方程的先驗(yàn)估計(jì)以及成功實(shí)現(xiàn)了陳秀雄提出的新的連續(xù)參數(shù)的策略,。

     我國(guó)首個(gè)抗新冠病毒特效藥獲批上市

　  　12月8日,，國(guó)家藥品監(jiān)督管理局宣布，應(yīng)急批準(zhǔn)騰盛華創(chuàng)醫(yī)藥技術(shù)公司的新冠病毒中和抗體聯(lián)合治療藥物安巴韋單抗注射液及羅米司韋單抗注射液注冊(cè)申請(qǐng),。這是我國(guó)首個(gè)獲批的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)新冠病毒中和抗體聯(lián)合治療藥物,。

　  　此獲批標(biāo)志著中國(guó)擁有了首個(gè)全自主研發(fā)并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格隨機(jī)、雙盲,、安慰劑對(duì)照研究證明有效的抗新冠病毒特效藥,。

　  　這款藥物的用途包括：接種了疫苗也產(chǎn)生不了中和抗體的人，比如一些老年人和免疫低下群體,；感染了繞過(guò)疫苗的新突變毒株的病人,；需要預(yù)防的密接人群。

　　  安巴韋單抗和羅米司韋單抗聯(lián)合療法在實(shí)驗(yàn)中有非常好的表現(xiàn),。與安慰劑相比,，國(guó)產(chǎn)新藥治療能將中輕度新冠患者轉(zhuǎn)為重癥和死亡的風(fēng)險(xiǎn)降低80%。國(guó)產(chǎn)新藥設(shè)計(jì)之初就考慮到了應(yīng)對(duì)新冠變異株的有效性問(wèn)題,，這一對(duì)抗體最大可能地避免了變異株對(duì)中和抗體的逃逸,。

　　  今年，科技抗疫支撐保障了中國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行。全國(guó)科研精銳力量聚焦疫苗,、藥物,、檢測(cè)試劑等5大方向持續(xù)開展應(yīng)急攻關(guān)，為常態(tài)化疫情防控,、保障經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行提供了“硬核科技力量”?？萍急ｑ{護(hù)航,，戰(zhàn)疫更有底氣！