前沿領(lǐng)域更多突破
大至天體運行、星系演化、宇宙起源的宏觀(guān)世界，小至粒子結構、量子調控的微觀(guān)世界，都是當今世界科技發(fā)展的前沿。
過(guò)去一年，我國科學(xué)家在這些領(lǐng)域取得諸多突破。
宇宙線(xiàn)是來(lái)自宇宙空間的高能粒子，攜帶著(zhù)宇宙起源、天體演化等方面的重要科學(xué)信息。探究宇宙線(xiàn)起源之謎，是當代天體物理學(xué)的重大前沿科學(xué)問(wèn)題之一。
2024年2月26日，我國高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站“拉索”(LHAASO)的新發(fā)現，讓我們離解開(kāi)這一謎題更近了一步。利用“拉索”的觀(guān)測數據，我國科學(xué)家在天鵝座恒星形成區發(fā)現了一個(gè)巨型超高能伽馬射線(xiàn)泡狀結構，并從中找到了能量高于1億億電子伏宇宙線(xiàn)起源的候選天體。這是迄今人類(lèi)能夠確認的第一個(gè)超級宇宙線(xiàn)源。
2024年，我國科學(xué)家通過(guò)對嫦娥六號月壤樣品的分析研究，填補了人類(lèi)多項認知空白——首次揭示月球背面約28億年前仍存在年輕的巖漿活動(dòng)，獲得人類(lèi)首個(gè)月背古磁場(chǎng)信息等。
科學(xué)研究向極宏觀(guān)拓展的同時(shí)，也在向極微觀(guān)深入。
隨著(zhù)量子技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類(lèi)擁有了在微觀(guān)層面改造世界的能力。2024年5月6日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團隊在國際上首次實(shí)現了光子體系的分數量子反?；魻枒B(tài)，為高效開(kāi)展更多、更新奇的量子物態(tài)研究提供了新路徑。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者弗蘭克·維爾切克評價(jià)，這項研究向基于任意子的量子信息處理邁出重要一步。
破解植物葉綠體“基因轉錄機器”的構造，是科學(xué)界公認的世界性難題。2024年，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng )新中心張余團隊和華中農業(yè)大學(xué)周菲團隊聯(lián)手破解了這一難題。他們成功解析葉綠體“基因轉錄機器”的冷凍電鏡結構，揭示植物葉綠體基因轉錄機制，為提高植物光合作用效率提供了新思路。
探索未知，永不停歇。新的一年，一系列激動(dòng)人心的突破和進(jìn)展更加值得期待。
空間天氣科學(xué)任務(wù)蓄勢待發(fā)。中國科學(xué)院與歐洲空間局合作研制的“微笑衛星”將深入探究太陽(yáng)風(fēng)及其與地球磁場(chǎng)之間的復雜互動(dòng)，為理解太陽(yáng)活動(dòng)對地球環(huán)境的影響提供關(guān)鍵數據，為和平利用外空、促進(jìn)全人類(lèi)福祉提供科學(xué)認知。
粒子物理學(xué)方面，建于地下700米的大科學(xué)裝置——江門(mén)中微子實(shí)驗(JUNO)項目完成主體工程建設，預計2025年8月完成全部灌注任務(wù)，開(kāi)始正式運行取數，將助力科學(xué)家揭開(kāi)微觀(guān)世界的更多秘密。
2024年，我國首個(gè)空間科學(xué)中長(cháng)期發(fā)展規劃提出，至本世紀中葉，我國空間科學(xué)將聚焦“極端宇宙”“時(shí)空漣漪”“日地全景”“宜居行星”“太空格物”五大科學(xué)主題，有望在宇宙起源演化，太陽(yáng)系和生命起源等重大科學(xué)問(wèn)題方面取得突破性進(jìn)展。
廣袤無(wú)垠的未知領(lǐng)域隱藏著(zhù)無(wú)數的奧秘，等待著(zhù)我們去探索和揭開(kāi)。
商業(yè)航天加速發(fā)展
過(guò)去一年，航天探索持續突破，亮點(diǎn)紛呈。
2024年6月25日，嫦娥六號返回器回到地面。歷經(jīng)53天的太空旅行，突破月球逆行軌道設計與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等三大技術(shù)，嫦娥六號完成了世界首次月球背面采樣返回的壯舉，成功帶回1935.3克月背樣品。
2024年10月30日凌晨，神舟十九號載人飛船成功發(fā)射，太空迎來(lái)中國90后訪(fǎng)客。過(guò)去一年，中國載人航天工程完成2次載人飛船發(fā)射任務(wù)，2次天舟貨運飛船發(fā)射任務(wù)。在軌期間，3名航天員乘組完成多次出艙任務(wù)，并由神舟十七號航天員乘組完成了我國首次艙外維修任務(wù)。
2024年，我國商業(yè)航天邁出重要步伐，進(jìn)入快速發(fā)展期：“千帆星座”首批18星成功入軌，我國向組建全球衛星互聯(lián)網(wǎng)邁出了重要一步。作為未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分，衛星互聯(lián)網(wǎng)具有低延時(shí)、高速率、高可靠性的優(yōu)勢，應用前景廣闊。
低成本、大運力、高頻率的火箭發(fā)射能力是星座組網(wǎng)的迫切需求。2024年1月，朱雀三號可重復使用垂直起降回收驗證火箭完成首次大型垂直起降飛行試驗，我國可重復使用運載火箭技術(shù)取得突破。過(guò)去一年，多家火箭企業(yè)進(jìn)行垂直起降回收驗證試驗，這類(lèi)試驗被比喻為“蚱蜢跳”，是火箭實(shí)現可重復使用技術(shù)突破的關(guān)鍵步驟。
如果將商業(yè)火箭比作“飛機”，商業(yè)衛星比作“乘客”，商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)就是供“乘客”登機、“飛機”起飛的“機場(chǎng)”。
2024年11月30日，長(cháng)征十二號運載火箭發(fā)射成功，海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)首次發(fā)射告捷。此次發(fā)射完成了星箭制造、商業(yè)發(fā)射場(chǎng)測試發(fā)射、衛星數據應用服務(wù)的商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈“閉環(huán)”。中國商業(yè)航天“三大件”齊了。
星空浩瀚無(wú)比，探索永無(wú)止境。作為探月工程四期任務(wù)的組成部分，嫦娥七號、嫦娥八號研制正在抓緊推進(jìn)。未來(lái)，嫦娥七號要對月球南極環(huán)境和資源進(jìn)行探測，嫦娥八號將開(kāi)展月球資源就位利用的技術(shù)驗證，兩者將構成正在論證的月球科研站基本型;行星探測方面，天問(wèn)二號、天問(wèn)三號、天問(wèn)四號也將接連出征，帶去我們對火星、木星等行星的“問(wèn)候”。
今年，載人航天工程將按期完成3次發(fā)射任務(wù)，按計劃執行出艙、空間實(shí)(試)驗等工作。未來(lái)，中國空間站將圍繞重大科技問(wèn)題和國家重大需求，充分發(fā)揮平臺優(yōu)勢，持續產(chǎn)出重大科技成果并加速轉化應用。
北斗系統將實(shí)現“升級”。根據規劃，我國將建設技術(shù)更先進(jìn)、功能更強大、服務(wù)更優(yōu)質(zhì)的下一代北斗系統，計劃2029年左右開(kāi)始發(fā)射組網(wǎng)衛星，2035年完成系統建設。2025年是下一代北斗系統關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的重要年份。
隨著(zhù)政策紅利持續釋放、技術(shù)創(chuàng )新不斷突破，我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)有望進(jìn)入發(fā)展的“快車(chē)道”?？蒲腥藛T持續研究可重復使用火箭技術(shù)，降低火箭發(fā)射成本;同時(shí)積極探索航天技術(shù)與人工智能深度融合，無(wú)人化、智能化測運控系統或會(huì )成為商業(yè)航天發(fā)展的重要方向。
深海奧秘持續揭開(kāi)
過(guò)去一年，我國海洋科技不斷取得新突破，持續推進(jìn)深海事業(yè)邁上新臺階，交出海洋高質(zhì)量發(fā)展的新答卷。
破冰踏雪，極地科考隊員鐫刻奮斗足跡。
“南十字星”造型的中國南極秦嶺站，屹立在南極羅斯海恩克斯堡島。這座2024年新建的南極考察站，將填補太平洋扇區長(cháng)期觀(guān)測的空白，更好回答氣候變化、冰雪和生態(tài)環(huán)境變化機理等前沿科學(xué)問(wèn)題。第四十次和第四十一次南極考察隊繼續從南極邊緣深入南極內陸，活動(dòng)范圍、考察領(lǐng)域持續拓展。
乘風(fēng)破浪，探海利器揭開(kāi)更多奧秘。
“蛟龍”號躍入海面，在潛航員熟練操控下平穩下潛。2024年，“數字化深海典型生境”大科學(xué)計劃西太平洋國際航次科考中，我國首次面向全球開(kāi)放“蛟龍”號載人潛水器，中外科學(xué)家一同下潛采樣。目前，“蛟龍”號已完成317次下潛，累計搭載900余人次下潛，為深海探測提供有力支撐。
過(guò)去一年，我國自主設計建造的首艘大洋鉆探船夢(mèng)想號在廣州正式入列，在深海進(jìn)入、深海探測、深海開(kāi)發(fā)方面再增“國之重器”;首艘設計擁有完全自主知識產(chǎn)權的深遠海多功能科學(xué)考察及文物考古船“探索三號”，也將進(jìn)一步推進(jìn)我國在深遠海深潛及綜合作業(yè)的能力。
向海而興，“藍色引擎”動(dòng)力澎湃。
2024年，我國海洋開(kāi)發(fā)利用取得積極進(jìn)展：海上風(fēng)電造福千家萬(wàn)戶(hù)，“藍色糧倉”豐富百姓餐桌，海水淡化為水資源開(kāi)源增量……隨著(zhù)“舟山潮流能示范工程建設”“南海兆瓦級波浪能示范工程”等重大示范項目順利驗收，我國建成首個(gè)具有公共測試泊位的潮流能示范工程，波浪能規?；玫募夹g(shù)和裝備基礎進(jìn)一步夯實(shí);兆瓦級潮流能發(fā)電機組持續并網(wǎng)運行超過(guò)32個(gè)月，累計發(fā)電超450萬(wàn)千瓦時(shí);天津南港工業(yè)區海水淡化及綜合利用一體化項目一期工程建成投產(chǎn)，為國產(chǎn)海水淡化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展提供了應用場(chǎng)景。
展望新的一年，海洋科技創(chuàng )新步伐將進(jìn)一步加快，有力支撐海洋強國建設。
2025年，我國將加快推進(jìn)南極考察，南極秦嶺站主體建筑結構安裝收尾即將完成，首次秦嶺站越冬考察也將開(kāi)展;第四十一次、第四十二次南極考察和第十五次北冰洋考察，將持續開(kāi)展前沿科學(xué)問(wèn)題觀(guān)測和研究;繼續組織實(shí)施南極“環(huán)”行動(dòng)計劃，與多國合作開(kāi)展恩德比地區域航空調查任務(wù)，共同加強對南極重點(diǎn)區域的環(huán)境綜合考察。
2025年，“蛟龍”號完成作業(yè)能力升級改造后，將執行南海綜合海試航次，進(jìn)一步驗證升級改造后作業(yè)能力，隨后將執行2025年國家自然科學(xué)基金共享航次和西太平洋綜合調查航次等;“探索三號”計劃于2025年上半年搭載“深海勇士”號載人潛水器在南海開(kāi)展常規科考作業(yè)、深海裝備海試以及深?？脊诺裙ぷ?，下半年將進(jìn)入深海大洋開(kāi)展載人深潛作業(yè);依托“奮斗者”號，深淵科學(xué)研究計劃展開(kāi)多國聯(lián)合、多學(xué)科交叉的深潛研究，引領(lǐng)國際深淵科學(xué)發(fā)展。
2025年，我國將優(yōu)化新增養殖用?？臻g布局，努力實(shí)現水產(chǎn)種源自主可控;繼續完善海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈條，實(shí)現海水淡化工程規模進(jìn)一步快速增長(cháng);構建并完善推動(dòng)海洋能規?；玫恼唧w系，堅持科技創(chuàng )新，加速催生產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動(dòng)能。
人工智能深入應用
在西湖大學(xué)非編碼核酸生物學(xué)實(shí)驗室，研究員申恩志借助人工智能，開(kāi)展非編碼RNA(核糖核酸)的作用機制和生物學(xué)功能研究。
“人類(lèi)基因組堿基對約有30億個(gè)，高通量測序和空間轉錄組測序技術(shù)會(huì )產(chǎn)生大量的數據，對其進(jìn)行分析，在方法和計算量上都十分復雜，現在依靠人工智能，我們可以更快地找到答案。”申恩志介紹。
浪潮信息為西湖大學(xué)打造的人工智能計算平臺，可有效滿(mǎn)足多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域大規模數據處理和大規?？茖W(xué)計算的需求。“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”不僅大幅提升科研效率和準確性，還革新了科研范式，讓科學(xué)家們能夠挑戰更復雜的難題。
2024年，人工智能繼續快速發(fā)展：文生視頻大模型能夠“模擬并重建”物理世界的復雜影像，多癌早篩技術(shù)可在上萬(wàn)病例中排查漏診病例，高階自動(dòng)駕駛技術(shù)廣泛落地，諾貝爾物理學(xué)獎和化學(xué)獎均被授予人工智能領(lǐng)域學(xué)者……隨著(zhù)基礎大模型加速迭代、人工智能創(chuàng )新型應用向實(shí)際場(chǎng)景擴展、安全治理從原則走向實(shí)踐，人工智能前所未有地影響生產(chǎn)生活，給各行各業(yè)帶來(lái)改變。
當申恩志嘗試用人工智能解碼“生命”，思謀科技正將大模型引入工業(yè)制造領(lǐng)域——在質(zhì)檢環(huán)節，通過(guò)大模型來(lái)理解和學(xué)習少量實(shí)際缺陷圖片，就能描述生成真實(shí)的缺陷圖像，提升質(zhì)檢效果。
在國網(wǎng)山東電力調控中心，由阿里巴巴達摩院決策智能實(shí)驗室開(kāi)發(fā)、覆蓋262座風(fēng)電場(chǎng)和331座光伏電站的“八觀(guān)”氣象大模型正改變“看天吃飯”給綠電帶來(lái)的“波動(dòng)”。以大模型為底座，融合氣象實(shí)況、雷達圖像、衛星圖像、開(kāi)源地形等多源多模態(tài)數據，“八觀(guān)”氣象大模型對區域輻照度、風(fēng)速、云量、2米溫度等關(guān)鍵指標進(jìn)行預測，精度明顯提升。
應用不斷發(fā)展的同時(shí)，我國人工智能產(chǎn)業(yè)基礎也不斷夯實(shí)：基于華為昇思人工智能框架原創(chuàng )論文發(fā)表量超1700篇;全球開(kāi)發(fā)者基于阿里“通義”開(kāi)源模型二次開(kāi)發(fā)衍生模型突破8萬(wàn)個(gè);金山辦公自研算力平臺實(shí)現訓練推理一體化，支撐高效彈性資源利用與模型開(kāi)發(fā);360集團研發(fā)的人工智能搜索產(chǎn)品憑借多模態(tài)、多模型、強交互技術(shù)特色，提高了信息獲取和內容創(chuàng )造能力……
展望2025年人工智能發(fā)展趨勢，360集團創(chuàng )始人周鴻祎認為，大模型正向場(chǎng)景化、應用化、專(zhuān)業(yè)化、垂直化方向發(fā)展，模型的學(xué)習效果和泛化能力越來(lái)越好，將進(jìn)一步促進(jìn)應用生態(tài)繁榮。在浪潮信息董事長(cháng)彭震看來(lái)，面向未來(lái)，要以應用為導向，積極推動(dòng)硬件開(kāi)放與軟件開(kāi)源，有效推動(dòng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同，打造算得快、算效高、綠色節能、簡(jiǎn)單易用的領(lǐng)先智算系統。
同時(shí)要看到，人工智能發(fā)展面臨著(zhù)加劇數字?zhù)櫆?、泄露個(gè)人隱私、帶來(lái)安全風(fēng)險等挑戰。能源消耗、可用訓練數據的“緊缺”等難題，也引起更多關(guān)注。
中國電子技術(shù)標準化研究院副院長(cháng)范科峰表示，要通過(guò)更加廣泛、更加緊密的協(xié)作與配合，推動(dòng)人工智能治理走向深入，推動(dòng)形成安全、可靠、可控、可用的人工智能健康生態(tài)。
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