2024年中國/世界十大科技進展新聞，揭曉！

1月22日上午，由中國科學院、中國工程院主辦的「兩院院士評選2024年中國/世界十大科技進展新聞」在江蘇省南京市揭曉。

中國科學院副院長、黨組副書記吳朝暉，中國工程院黨組成員、副院長王辰，南京市委副書記、市長陳之常出席會議並致辭。

吳朝暉、王辰分別揭曉了2024年中國十大科技進展新聞和2024年世界十大科技進展新聞，並與陳之常共同為2024年中國十大科技進展新聞入選團隊頒發紀念證書及紀念牌。

兩院院士評選的2024年中國十大科技進展新聞分別是：嫦娥六號首次在月球背面採樣併發布首批研究成果；我國科學家研製出世界首款基於原語的類腦互補視覺芯片；我國首艘大洋鑽探船「夢想」號正式入列；科學家研發出全球首個Pb級超大容量光盤存儲器；「天關」衞星成功發射並獲系列成果；我國研究人員為無液氦極低温製冷提供新方案；我國學者發表國際首個通用CAR-T治療成果；我國研製超級顯微鏡，首次全景「看到」大規模細胞交互行為；我國科學家在世界上首次觀察到凝聚態物質中的引力子模；第二次青藏科考鑽取全球最長山地冰芯並實現系列突破。

兩院院士評選的2024年世界十大科技進展新聞分別是：科學家首次3D打印出功能性人類腦組織；谷歌新量子芯片跨越精度里程碑；歐幾里得空間望遠鏡公佈首批科學成果，包括首張「宇宙地圖」照片；科學家繪製迄今最大腦基因調控網絡圖譜；超精確癌細胞3D圖譜問世；首個雙語讀腦裝置讓失語者重新「開口」；美「星艦」第五次試飛，「筷子」成功回收助推器；世界首例干細胞治療恢復人類視力；全球首例活體人類移植豬腎臟手術完成；長效HIV預防針劑試驗成功。

此項年度評選活動至今已舉辦31次。評選結果經新聞媒體廣泛報道后，在社會上產生了強烈反響，使公眾進一步瞭解國內外科技發展動態，對普及科學前沿知識起到了積極作用。

出席發佈會的相關院士專家，還將參加當天下午在南京舉行的第十六屆創新發展論壇和院士（專家）科普基層行活動。本屆創新發展論壇主題為「以高水平科技供給智領產業未來」，與會專家學者將圍繞「生物製造錨定新座標」「人工智能前沿探索與行業前瞻」「人才引擎驅動新質生產力變革」三個專題分別進行探討。

2024年中國十大科技進展新聞

01 嫦娥六號首次在月球背面採樣併發布首批研究成果

6月25日，嫦娥六號任務首次完成人類從月球背面採樣的壯舉，帶回1935.3克珍貴樣品，這對豐富人類月球起源和演化認知、更好地瞭解地球具有重要的科學價值。

11月15日，中國科學家利用這些月壤樣品做出的首批兩項獨立研究成果，同時刊登於《自然》和《科學》。兩項研究首次揭示月球背面約28億年前仍存在年輕的岩漿活動，填補了月球玄武岩樣品在該時期的記錄空白。

研究還發現，月球背面42億年前存在來自富集克里普物質源區的火山活動，月海玄武岩的分佈不僅受月殼厚度影響，月幔源區的物質組成也是重要的控制因素，刷新了傳統認知。

02 我國科學家研製出世界首款基於原語的類腦互補視覺芯片

清華大學類腦計算研究中心團隊借鑑人類視覺機制，提出了基於原語表示的多通路互補類腦視覺感知新範式，將視覺信息拆解為基本原語，並有機組合成「認知」和「運動」兩條優勢互補、信息完備的通路，突破了傳統圖像傳感器無法滿足開放環境中視覺感知的複雜需求的制約。

基於此，團隊成功研製出類腦互補視覺芯片「天眸芯」，降低90%帶寬，實現每秒10000幀、10比特、130dB的高速、高精度、高動態範圍視覺感知，並發展了軟件、算法、數據集和系統，在自動駕駛複雜開放道路展示了優異的性能。相關研究成果5月30日作為封面文章發表於《自然》。

03 我國首艘大洋鑽探船「夢想」號正式入列

11月17日，我國自主設計建造的首艘大洋鑽探船「夢想」號在廣州正式入列。該船是國家「十四五」重大科技創新工程，最大鑽深11000米，是全球鑽探能力最強、科學實驗功能最全、智能化水平最高、綜合運維成本最低的鑽探船。

「夢想」號可執行大洋科學鑽探、深海油氣勘探和天然氣水合物勘查試採等國家戰略任務，有望率先實現人類「打穿地殼、進入上地幔」和「開發地球深部資源」的夢想，大幅提升我國「深海進入、深海探測、深海開發」能力，將為中國加快海洋強國建設、提高能源自主保障能力提供強大裝備保障。

「夢想」號由國家發展和改革委員會、自然資源部負責建設，中國地質調查局具體組織實施，中國船舶集團建造、第七〇八研究所研發設計。

04 科學家研發出全球首個Pb級超大容量光盤存儲器

中國科學院上海光學精密機械研究所和上海理工大學等科研單位，在超大容量超分辨三維光存儲研究中取得突破性進展，對我國在信息存儲領域突破關鍵核心技術具有重大意義。

中國工程院外籍院士、上海理工大學教授顧敏，中國科學院上海光學精密機械研究所研究員阮昊團隊，上海理工大學、張江實驗室教授文靜，研發出國際首創的雙光束調控摻雜聚集誘導發光染料的有機樹脂薄膜超分辨光存儲技術；實現了突破光學衍射極限的雙光束寫入和雙光束讀出的Pb量級光存儲；驗證了記錄點尺寸為54納米、100層記錄、材料壽命大於40年的超分辨數據存儲，單盤等效存儲容量相當於8000張商用光盤或約100個普通商用硬盤。相關研究成果2月22日發表於《自然》。

05 「天關」衞星成功發射並獲系列成果

1月9日15時03分，我國在西昌衞星發射中心採用長征二號丙運載火箭，將「天關」衞星（又名愛因斯坦探針衞星）發射升空。4月27日，「天關」衞星任務發佈了首批在軌科學探測圖像，引導國際上多個光學和射電望遠鏡、空間X射線天文臺開展了后隨觀測。10月31日，「天關」衞星正式在軌交付給中國科學院國家天文臺等科學用户使用。

「天關」衞星被視為「宇宙天體爆發的捕手」，能精準捕捉到更加遙遠和闇弱的暫現源與爆發天體，探尋來自引力波源的X射線信號，對研究恆星活動、黑洞和中子星等緻密天體的形成、演化、併合等過程具有重要科學意義。

06 我國研究人員為無液氦極低温製冷提供新方案

中國科學院理論物理所/中國科學院大學研究員蘇剛、李偉，中國科學院物理所研究員孫培傑、博士后項俊森，以及北京航空航天大學副教授金文濤等聯合團隊，在鈷基三角晶格量子磁性材料中，發現了兼具固體和超流體特徵的新奇量子物態—自旋超固態，這是首次在固體物質中給出超固態存在的實驗證據。隨后他們發現自旋超固態可以導致巨磁卡效應，通過磁場調控獲得零下273.056攝氏度的極低温，實現了無液氦極低温固體制冷。

目前團隊基於該效應已設計出新型低温製冷器件，實現了亞開温區無液氦極低温固體制冷。相關研究成果1月11日發表於《自然》。

07 我國學者發表國際首個通用CAR-T治療成果

海軍軍醫大學教授徐滬濟團隊聯合華東師範大學和上海邦耀生物科技有限公司的研究人員，使用一種革命性的嵌合抗原受體T細胞免疫療法（CAR-T）成功治療自身免疫病。這也是在國際上首次使用異體通用型CAR-T治療風濕免疫性疾病，幫助3名風濕免疫性疾病患者達到長期緩解，為難治性風濕免疫病的診治提供了新路徑。相關研究成果7月16日發表於《細胞》。

這一研究展示了異體通用型CAR-T細胞療法在有效性和安全性方面的巨大潛力，標誌着免疫性疾病的治療已進入新階段。隨着未來研究的深入和臨牀試驗的擴展，該療法有望為更多患者帶來福音。

08 我國研製超級顯微鏡，首次全景「看到」大規模細胞交互行為

生物體內不同類型細胞間每時每刻都在發生交互作用，對此進行的研究被視為「介觀」尺度研究。

中國工程院院士、清華大學教授戴瓊海團隊自主研發出的新一代介觀活體顯微儀器RUSH3D，兼具釐米級三維視場與單細胞分辨率，可以每秒20次的高速三維成像速度，實現長達數十小時的全景連續低光毒性觀測。相關研究成果9月13日發表於《細胞》。

據悉，RUSH3D的研製與產業化填補了對複雜生命現象介觀尺度活體觀測的空白，標誌着我國在活體介觀是微成像領域處於國際前沿。目前，該儀器已支持國內多所高校院所在腫瘤學、免疫學、腦科學等領域開展系列創新性研究。

09 我國科學家在世界上首次觀察到凝聚態物質中的引力子模

南京大學教授杜靈傑團隊聯合美國哥倫比亞大學、美國普林斯頓大學、德國明斯特大學研究人員，通過自主設計、組裝的極低温強磁場共振非彈性偏振光散射系統，基於砷化鎵量子阱，在分數量子霍爾效應中首次觀察到引力子模。

該成果標誌着世界範圍內首次在真實系統中觀察到具有引力子特徵的準粒子，同時為分數量子霍爾效應全新的幾何描述提供了實驗證據。儘管引力子模並非作為基本粒子的引力子，但該實驗發現為在凝聚態物質中探索量子引力相關物理問題開闢了全新視野，也開啟了從幾何視角研究強關聯量子體系的新方向。相關研究成果3月28日發表於《自然》。

10 第二次青藏科考鑽取全球最長山地冰芯並實現系列突破

8月18日，我國啟動第二次青藏科考「守護水塔：一原兩湖三江」重大活動。科考聚焦全球中低緯度面積最大的普若崗日冰原，西藏第一大湖色林錯和第二大湖納木錯，以及長江、怒江、雅魯藏布江，由10位國內外院士領銜，首次在普若崗日冰原發現目前青藏高原最厚冰川，並創下長達324米的全球最長山地冰芯鑽探紀錄。

科考還開創了多個首次，填補了我國該區域多項科學研究領域空白：利用繫留浮空艇觀測季風-西風傳輸轉換過程，在冰原區鑑定出2個疑似新種和20多個區域新紀錄種，發現短期高原人羣心功能易損期約為30天，在念青唐古拉山主峰附近發現稀有金屬鈹富集，在倫坡拉盆地開展超千米鑽探。

2024年世界十大科技進展新聞

01 科學家首次3D打印出功能性人類腦組織

美國威斯康星大學麥迪遜分校的科學家首次3D打印出功能性人類腦組織，它可以像傳統腦組織一樣正常生長併發揮作用。相關研究成果2月1日發表於《細胞—干細胞》。

研究人員採用了水平疊層方案，將從誘導多能干細胞中培養出來的腦細胞置於柔軟的「生物墨水」凝膠中，最終培育出神經元。打印的細胞通過介質在每個打印層內部和層之間產生連接，形成與人類大腦相當的網絡。

這種3D打印技術不需要特殊的生物打印設備或培養方法來保持組織健康，並可以使用顯微鏡、標準成像技術和電極進行深入研究。科學家認為，這一突破對研究大腦，治療阿爾茨海默氏症、帕金森氏症等多種神經和神經發育疾病具有重要意義。

02 谷歌新量子芯片跨越精度里程碑

美國谷歌公司開發的一款量子芯片Willow，首次實現了「低於閾值」的量子計算，這是尋求製造足夠精確且實用量子計算機的一個重要里程碑。相關研究成果12月9日發表於《自然》。

過去幾年，包括IBM和亞馬遜的AWS在內的多家公司和學術團體已經證明，糾錯可以略微提高準確性。2023年初，谷歌發佈了一項研究成果，在Sycamore量子處理器中使用了49個量子比特，並在超導電路中對每個物理量子比特進行了編碼。

Willow是該技術的改進版本，其規模更大，擁有105個物理量子比特。谷歌量子計算部門負責人表示，Willow功能強大，可以在約5分鍾內完成全球最大的超級計算機預計需要1025年才能完成的隨機電路採樣任務。

03 歐幾里得空間望遠鏡公佈首批科學成果，包括首張「宇宙地圖」照片

5月23日，歐洲航天局（ESA）公佈了2023年7月發射升空的歐幾里得空間望遠鏡首批科學成果。其中一組科學圖像清晰展現了閃閃發光的星系團、附近的螺旋星系，以及孕育着數十萬顆年輕恆星的彩色星際氣體雲。

此外，太空望遠鏡拍攝的一組拼接圖像捕捉到1400多萬個星系，首次展示了「宇宙地圖」，增進了人們對暗物質和暗能量在宇宙結構中所起作用的理解。這幅巨圖由260幅圖像拼接而成，是歐幾里得太空望遠鏡繪製的迄今最大、最精確的宇宙地圖的第一次展示。

在接下來的6年里，歐幾里得太空望遠鏡將自動掃描大約1/3的夜空。研究人員預計，最終地圖將顯示約80億個星系，每個星系都有數十億顆恆星，跨越100億年的宇宙歷史。

04 科學家繪製迄今最大腦基因調控網絡圖譜

5月24日，研究人員在《科學》《科學進展》《科學報告》雜誌上發表了15篇論文，宣稱繪製出了迄今最大、最先進的大腦基因調控網絡多維圖譜，詳細描述了協調大腦生物通路和細胞功能的許多調節元件。

這些論文按照幾個關鍵主題報告了研究結果，擴展了先前的發現，探索了人類大腦多個皮層和皮層下區域。這些大腦區域在一系列重要功能中起到了關鍵作用，包括決策、記憶、學習、情感、獎勵處理和運動控制。

上述研究由美國國立衞生研究院資助，使用2500多名捐贈者的死亡后腦組織，繪製了大腦發育不同階段和與多種大腦疾病相關的基因調控網絡。

05 超精確癌細胞3D圖譜問世

10月30日，在發表於《自然》的12篇論文中，人類腫瘤圖譜網絡（HTAN）的研究人員通過分析人類和動物組織的數十萬個細胞，繪製了超精確腫瘤細胞3D圖譜，同時創建了能夠追蹤導致癌症的細胞變化的「分子鍾」。

科學家分析了6種癌症的131個樣本中的細胞組織，並使用「分子鍾」追蹤正常細胞如何在腸道中失控並增殖。他們使用單細胞分析和基因編輯工具CRISPR在每個細胞的DNA中生成突變，從而記錄了每個細胞變化和分裂的時間軸。科學家將這種方法應用於418個人類結腸息肉，發現高達30%的息肉起源於幾種細胞類型。這些發現推翻了結腸癌起源於腸道內壁單個流氓細胞的觀點，並可能為早期診斷和干預提供更多機會。

06 首個雙語讀腦裝置讓失語者重新「開口」

5月20日，美國加利福尼亞大學舊金山分校的研究人員在《自然—生物醫學工程》發表的一項研究稱，與大腦植入物耦合的人工智能（AI）系統首次幫助一個無法正常説話的人用兩種語言進行交流。

這項研究只有一名綽號為Pancho的參與者，他的母語是西班牙語，在20歲中風后學會了英語。研究團隊開發了一個包含西班牙語和英語等模塊的AI系統，針對Pancho說出的短語，根據第一個單詞區分英語和西班牙語的準確率為88%，而解碼正確句子的準確率為75%。

此外，研究人員分析大腦皮層直接記錄的信號后發現，有關西班牙語和英語的許多大腦活動實際來自同一區域。這項研究為人們瞭解大腦如何處理語言提供了見解，併爲無法口頭交流的人恢復多語言能力帶來了希望。

07 美「星艦」第五次試飛 「筷子」成功回收助推器

當地時間10月13日，美國太空探索技術公司新一代重型運載火箭「星艦」實施第五次試飛。火箭助推器在降落時由發射塔上被稱作「筷子」的機械臂「夾住」，首次實現在半空中捕獲回收，飛船濺落在印度洋。

「星艦」火箭總長約120米，直徑約9米，由兩部分組成，第一級是長約70米的「超級重型」助推器，第二級是「星艦」飛船，兩級均可重複使用。該火箭的設計目標是將人和貨物送至地球軌道、月球乃至火星。

這是「星艦」的第五次試飛。今年6月第四次試飛時，火箭第一、二級成功分離，分別按計劃落入墨西哥灣和印度洋。本次使用機械臂捕獲助推器的方式，有助更快地回收、重複使用助推器，提高「星艦」發射頻率。

08 世界首例干細胞治療恢復人類視力

日本大阪大學的研究團隊實現世界首例誘導多能干細胞（iPSC）角膜移植手術。在接受手術的4名視力嚴重受損患者中， 3名在接受干細胞移植后，視力得到了持續一年多的顯著改善，另一名患者視力雖有所提高，但並不持續。相關研究成果11月7日發表於《柳葉刀》。

研究人員從健康的供體中提取血細胞，並重新編程為胚胎樣狀態，然后將其轉化為一層薄而透明的鵝卵石狀角膜上皮細胞。作為手術的一部分，該團隊刮掉覆蓋在患者一隻眼睛的受損角膜上的疤痕組織層，然后縫合來自供體的上皮細胞，並在上面放置一個柔軟的保護性隱形眼鏡。研究人員計劃2025年3月啟動臨牀試驗，以進一步評估這種方法的療效。

09 全球第一例人類接受經基因編輯的豬腎移植完成

3月16日，美國馬薩諸塞州總醫院的外科團隊完成了全球首例活體人類移植豬腎臟手術。接受豬腎移植的是一位名叫Richard Slayman的62歲終末期腎衰竭患者。該移植手術獲得了美國食品藥品監督管理局（FDA）的「同情使用」許可。

移植的腎臟取自一隻小型豬，這隻豬經過了eGenesis公司科學家進行的CRISPR-Cas9基因組編輯， 69個動物基因被修改。這些編輯的基因組旨在防止捐贈器官的排斥反應，並降低器官中的病毒感染接受者的風險。

全球首例活體人類移植豬腎臟手術的初步成功，讓研究人員燃起了對豬器官進行更大規模臨牀試驗的希望。這樣的試驗可能會將「異種移植」帶入臨牀。

10 長效HIV預防針劑試驗成功

6月20日，美國生物製藥公司吉利德公佈，其研發的一年注射兩次的HIV-1衣殼抑制劑「Lenacapavir」（來那卡帕韋），在預防艾滋病毒（HIV）方面顯示出了100%的有效性。

《科學》認為，該藥物的成功源於基礎研究的重大突破，即對其所靶向的HIV衣殼蛋白的結構與功能有了全新的深入理解。鑑於許多病毒也擁有各自的衣殼蛋白，來那卡帕韋的成功應用意味着，類似的衣殼抑制劑有望對抗其他病毒性疾病。

預計監管部門最早到2025年中期纔會批准來那卡帕韋，其價格尚未公佈，因此能否加速終結艾滋病的流行尚未可知。美國國家過敏和傳染病研究所所長Jeanne Marrazzo提醒，來那卡帕韋不能替代疫苗。

來源：科學網