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編者的話：新年伊始，一場別開生面的跨年晚會(huì)——“2024科學(xué)跨年之夜”吸引了中國百姓目光，十多位頂尖科學(xué)家通過網(wǎng)絡(luò)直播為全國觀眾上了 “2024年第一堂科普課”。近年來，中國科學(xué)家在行星探測、量子計(jì)算、生物科學(xué)等諸多領(lǐng)域攀登高峰，實(shí)現(xiàn)突破?！董h(huán)球時(shí)報(bào)》選取4位“科學(xué)跨年之夜”的代表嘉賓，通過報(bào)道他們的創(chuàng)新歷程，分享科學(xué)進(jìn)步的力量。

劉大響

汪景琇

潘衛(wèi)民

肖龍

北京市科協(xié)副主席陳維成對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，“科學(xué)跨年之夜”將科學(xué)與節(jié)日巧妙融合，講述科技創(chuàng)新故事，展現(xiàn)科技報(bào)國豪情，讓公眾深刻感悟國家科技發(fā)展的輝煌成就，增強(qiáng)民族自豪感和科學(xué)文化自信，對(duì)于弘揚(yáng)民族文化，提高國家軟實(shí)力具有積極意義。

肖龍：火星上的“挖水”人

迄今為止，人類對(duì)神秘火星的探測已近50次。而在2023年，中國科學(xué)家通過“祝融”號(hào)火星車采集的數(shù)據(jù)揭開了火星存在液態(tài)水這一困擾人類多年的奧秘。中國地質(zhì)大學(xué)教授、行星地質(zhì)學(xué)家肖龍是火星的“挖水”人之一，他在接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者專訪時(shí)表示，行星地質(zhì)研究是一件浪漫且刺激的工作，不僅能夠先睹地外天體的風(fēng)采，自己國家的研究成果更會(huì)被全世界關(guān)注，推動(dòng)后續(xù)探索。

2021年5月，我國“天問一號(hào)”火星任務(wù)搭載的“祝融”號(hào)火星車成功著陸于火星的烏托邦平原，這個(gè)位置是其他國家未曾著陸過的地點(diǎn)?！白Ｈ凇碧?hào)在火星上詳細(xì)記錄了106組巖石的表面形態(tài)與構(gòu)造特征的全景圖像。肖龍的任務(wù)便是通過知識(shí)積累和肉眼分析判斷，以尋找火星上存在海洋的證據(jù)?！懊刻於⒅聊簧系幕鹦堑乇硪粡堃粡埧?，甚至做夢都是火星上的海洋，最終我們發(fā)現(xiàn)了有趣的‘羽骨狀交錯(cuò)層理’?！倍@些觀測和研究結(jié)果，是迄今為止首個(gè)支持火星北部平原古海洋存在的直接性原位探測證據(jù)，對(duì)于揭示火星的歷史和氣候環(huán)境演變是個(gè)突破性進(jìn)展。

如何攻克行星研究中的棘手難題？肖龍向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者介紹了“比較行星學(xué)”的研究方法。“根據(jù)遙感數(shù)據(jù)，行星科學(xué)界已公認(rèn)火星上存在過湖泊，但這些湖泊是如何演化成為現(xiàn)今樣子的？在我們難以去追溯火星古湖泊演變證據(jù)的情況下，我們可以通過地球上類似的地質(zhì)地貌區(qū)來開展對(duì)比研究。為此，我們調(diào)研了地球上很多沙漠，發(fā)現(xiàn)它們有一些原來也是湖泊，后來氣候環(huán)境變化，才變成了沙漠。其中我國西北的柴達(dá)木盆地就是一個(gè)典型，地貌和火星非常相似，而且原來就是個(gè)大湖泊。為此我們開展了十多年的柴達(dá)木盆地類火星地貌研究，為正確認(rèn)識(shí)火星上類似地貌的形成提供了重要依據(jù)。”

近年來，我國在火星探測方面取得顯著突破。我國在“天問一號(hào)”首次火星探測任務(wù)中就實(shí)現(xiàn)了環(huán)繞、著陸和巡視探測三大目標(biāo)，這在人類火星探測歷史上是首次，也是全球第二個(gè)完成此類任務(wù)的國家。去年4月，我國首次發(fā)布火星探測火星全球彩色影像圖，空間分辨率為76米，是目前世界已公布的分辨率最高的火星全球彩色影像圖，為開展火星探測工程和火星科學(xué)研究提供了質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。肖龍告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，這說明我國火星探測能力已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。

目前人類對(duì)火星的了解程度有多深？肖龍對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，通過近50次探測，人類對(duì)火星宏觀地形地貌特征的認(rèn)識(shí)已比較清楚，但對(duì)火星早期的大氣和地質(zhì)環(huán)境、磁場演化以及是否具備形成生命的條件等，還在探索中?！拔覀冞h(yuǎn)征深空，研究其他行星的生命演變史，是為了尋找宇宙起源、地球起源、生命起源，揭秘地球和人類的過往，推測宇宙與你我的未來?！?/p>

潘衛(wèi)民：我國首臺(tái)高能同步輻射光源2024年底將被“點(diǎn)亮”

2023年12月，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目高能同步輻射光源（HEPS）加速器儲(chǔ)存環(huán)最后一臺(tái)磁鐵就位，標(biāo)志著HEPS儲(chǔ)存環(huán)主體設(shè)備安裝閉環(huán)，預(yù)計(jì)將于2024年發(fā)射第一束光。高能同步輻射光源工程總指揮潘衛(wèi)民在“2024科學(xué)跨年之夜”通過視頻帶領(lǐng)觀眾探訪了位于懷柔科學(xué)城的HEPS項(xiàng)目，展現(xiàn)我國在高科技領(lǐng)域自立于世界民族之林并占有重要地位的決心和意志。潘衛(wèi)民告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，HEPS建成后將成為世界最亮的第四代同步輻射光源之一，這代表著在基于同步輻射光源平臺(tái)開展的科學(xué)前沿研究領(lǐng)域，我國與國際最先進(jìn)水平站在了同一起跑線上。

HEPS是我國首臺(tái)高能量同步輻射光源，可以發(fā)射比太陽亮1萬億倍的光。從空中俯瞰，HEPS建筑由三棟主體建筑構(gòu)成，整體外形如同一個(gè)放大鏡，寓意“探測微觀世界的利器”。潘衛(wèi)民介紹稱，HEPS具有能量高、分辨率高、重復(fù)頻率高等特點(diǎn)，這意味著我們能夠更清晰地觀察微觀物質(zhì)的深層次內(nèi)部結(jié)構(gòu)?？梢哉f，HEPS是基礎(chǔ)科學(xué)和工程科學(xué)等領(lǐng)域原創(chuàng)性、突破性創(chuàng)新研究的重要支撐平臺(tái)。

潘衛(wèi)民向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者透露，按照項(xiàng)目計(jì)劃，2024年7月將對(duì)儲(chǔ)存環(huán)加速器進(jìn)行調(diào)束，于年底前發(fā)出第一束光，這束光將不斷增強(qiáng)，最終成為“世界最強(qiáng)的光”。不過，潘衛(wèi)民說，這一過程“時(shí)間緊、難度大”，“有些人覺得不大可能完成，但這是我們‘光源人’的目標(biāo)，目標(biāo)定下了，我們就會(huì)努力實(shí)現(xiàn)”。

據(jù)介紹，建成后的HEPS是世界五大高能光源之一，也是少有的第四代光源之一，“這大大提升了我國的科技地位，將會(huì)推動(dòng)生命科學(xué)、能源環(huán)境等民生相關(guān)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新”。同時(shí)，HEPS還將吸引更多外國科學(xué)家與我們開展合作，助力產(chǎn)出先進(jìn)成果。

“最亮光源”，一定需要最具挑戰(zhàn)的技術(shù)。HEPS主體裝置主要由電子加速器和光束線站兩大部分組成，電子加速器又包含直線加速器、增強(qiáng)器、儲(chǔ)存環(huán)。而儲(chǔ)存環(huán)是整個(gè)光源規(guī)模最大、研制精度最高、難度成分最多的部分。潘衛(wèi)民告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，周長約1360米的儲(chǔ)存環(huán)布置了1700多塊高精度且小巧的磁鐵，全部就位誤差要在50微米以內(nèi)，“比頭發(fā)絲還細(xì)”，同時(shí)還要解決磁鐵間相互干擾、真空盒分布式抽真空等問題，所以“攻克了一批技術(shù)難關(guān)，促進(jìn)了我國在加速器領(lǐng)域各個(gè)學(xué)科技術(shù)的發(fā)展”。

潘衛(wèi)民對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，多學(xué)科交叉、多團(tuán)隊(duì)協(xié)作、多領(lǐng)域融合是世界科學(xué)的發(fā)展趨勢，更是我國科學(xué)蓬勃發(fā)展的重要體現(xiàn)。

汪景琇：“逐日雙雄”將中國天文浪漫灑向太空

古今中外，人們對(duì)太陽的探索從未停止。在“2024科學(xué)跨年之夜”，太陽物理學(xué)家、中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員汪景琇說，太陽是人類探索之旅中一個(gè)永恒的挑戰(zhàn)，而目前對(duì)太陽活動(dòng)的觀測研究正處于非常關(guān)鍵的時(shí)段。

人類為什么要研究太陽？《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者在專訪時(shí)，首先拋出了這一問題。汪景琇表示，太陽活動(dòng)影響著人類的生存環(huán)境，研究太陽就是研究人類的家園。另一方面，從文藝復(fù)興時(shí)期的“日心說”，到今天的太陽系外生命宜居帶的探索，自然科學(xué)的進(jìn)步總是伴隨著人類對(duì)太陽的深入研究。太陽是離地球最近的一顆恒星，也是唯一能夠?qū)ζ溥M(jìn)行高時(shí)間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率和高精度偏振探測的天體，我們積累的太陽知識(shí)也引導(dǎo)著人們探索更廣闊宇宙中的天體對(duì)象。

人類對(duì)太陽的了解程度有多深？汪景琇用“挺了不起”來概括。他告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，人類對(duì)太陽總體結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部的產(chǎn)能機(jī)理，已基本把握；對(duì)太陽表面層次（即光學(xué)厚度為1的地方的范圍）基本觀測清楚，包括太陽磁場、流場、太陽活動(dòng)和外層的太陽風(fēng)等，相應(yīng)的天體磁流體力學(xué)和輻射轉(zhuǎn)移理論得以建立。但對(duì)太陽內(nèi)部的探索還主要停留在理論階段，期待更多觀測努力。汪景琇還提到，“帕克太陽探針”2024年將到達(dá)距離太陽表面9倍太陽半徑的地方，“這等于已到太陽大氣內(nèi)部去實(shí)地測量了，所以人類在太陽探測上的進(jìn)步是很了不起的科學(xué)奇跡”。

據(jù)汪景琇介紹，我國的太陽物理研究在國際上處于先進(jìn)與領(lǐng)先地位之間，我國的優(yōu)勢在于對(duì)太陽活動(dòng)和太陽磁場的研究，但在太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究等方面還存在一定差距。上世紀(jì)60年代，我國開始研制世界上最好的太陽磁像儀——懷柔太陽磁場望遠(yuǎn)鏡，這標(biāo)志著中國太陽研究的新開端，在地基太陽磁場、速度場成像觀測，特別是向量磁場觀測研究領(lǐng)域，處于國際領(lǐng)先地位。汪景琇回憶，1999年就是利用這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，當(dāng)時(shí)的研究生、今天已是中國科學(xué)院國家天文臺(tái)懷柔觀測基地主任的鄧元勇和艾國祥院士與他，在世界上首次測量出太陽極區(qū)的向量磁場。

而今天，太陽研究作為天文學(xué)的一個(gè)重要分支，正在中國煥發(fā)著勃勃生機(jī)。2021年10月發(fā)射的中國首顆太陽探測科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星——“羲和”號(hào)，開啟了中國逐日的新時(shí)代，這一空間探測器讓我們得以詳細(xì)研究太陽的自轉(zhuǎn)和太陽爆發(fā)源區(qū)的動(dòng)力學(xué)。由中國太陽物理學(xué)家自主提出的綜合太陽探測衛(wèi)星——“夸父一號(hào)”實(shí)現(xiàn)了中國綜合性太陽空間探測零的突破。汪景琇說，“我們用自己的方式將中國天文的浪漫灑向太空，羲和與夸父攜手，成為中國太陽物理學(xué)家的‘逐日雙雄’?！?/p>

劉大響：C919的知“心”人

“走馬燈居然就是航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的最初雛形！”在“2024科學(xué)跨年之夜”，航空動(dòng)力專家、中國工程院院士、北京航空航天大學(xué)教授劉大響一邊拆解走馬燈，一邊和現(xiàn)場的小朋友生動(dòng)地介紹說，走馬燈的工作原理和近代燃?xì)廨啓C(jī)一樣，都是根據(jù)熱空氣上升產(chǎn)生推力。

劉大響感慨道，航空發(fā)動(dòng)機(jī)是航空工業(yè)的心臟，世界上僅有寥寥幾國具有研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平，而達(dá)到頂尖水平的，更是少之又少。由于受到技術(shù)封鎖和缺乏核心技術(shù)的影響，過去中國在研制自主航空發(fā)動(dòng)機(jī)方面進(jìn)展緩慢。

2023年5月28日，國產(chǎn)大飛機(jī)C919迎來商業(yè)首飛，這是中國民航史上一個(gè)非常值得標(biāo)注的日子。

“我今年就要87歲了，和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)打交道就有60多年。在這60多年中，一半的時(shí)間，我是在山溝里度過的。”劉大響分享說，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的自主研發(fā)離不開高空臺(tái)這一大型裝置，這是在地面模擬飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在空中的飛行狀態(tài)和環(huán)境條件，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)和部件進(jìn)行高空模擬試驗(yàn)的大型試驗(yàn)設(shè)備群?！拔以谏钌街械?0年，就是在建設(shè)中國自己的高空臺(tái)?！?995年底，我國首個(gè)高空臺(tái)交付國家驗(yàn)收，總體試驗(yàn)技術(shù)和測驗(yàn)精度達(dá)到世界同類設(shè)備先進(jìn)水平，被譽(yù)為“亞洲第一臺(tái)”，為我國20多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)完成試驗(yàn)。我國成為美俄英法之后第五個(gè)擁有類似規(guī)模高空臺(tái)的國家。劉大響激動(dòng)地說：“付出不是一朝一夕的奮斗，而是漫長無盡的堅(jiān)守?！?/p>