今天上午，由中国科学院、中国工程院主办的“两院院士评选2024年中国/世界十大科技进展新闻”在南京揭晓。
6月25日，嫦娥六号任务首次完成人类从月球背面采样的壮举，带回1935.3克珍贵样品。11月15日，中国科学家利用这些月壤样品做出的首批两项独立研究成果，同时刊登于《自然》和《科学》。两项研究首次揭示月球背面约28亿年前仍存在年轻的岩浆活动，填补了月球玄武岩样品在该时期的记录空白。 ![]()
▲嫦娥六号首次在月球背面采样。中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院广州地球化学研究所供图
2.我国科学家研制出世界首款基于原语的类脑互补视觉芯片清华大学类脑计算研究中心团队借鉴人类视觉机制，提出了基于原语表示的多通路互补类脑视觉感知新范式，成功研制出类脑互补视觉芯片“天眸芯”，降低90%带宽，实现每秒10000帧、10比特、130dB的高速、高精度、高动态范围视觉感知，并发展了软件、算法、数据集和系统，在自动驾驶复杂开放道路展示了优异的性能。相关研究成果5月30日作为封面文章发表于《自然》。![]()
▲世界首款基于原语的类脑互补视觉芯片。清华大学类脑计算研究中心供图
11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列。该船是国家“十四五”重大科技创新工程，最大钻深11000米，是全球钻探能力最强、科学实验功能最全、智能化水平最高、综合运维成本最低的钻探船，有望率先实现人类“打穿地壳、进入上地幔”和“开发地球深部资源”的梦想。![]()
▲我国首艘大洋钻探船“梦想”号。广州海洋地质调查局供图
中国科学院上海光学精密机械研究所和上海理工大学等科研单位，在超大容量超分辨三维光存储研究中取得突破性进展，对我国在信息存储领域突破关键核心技术具有重大意义。![]()
▲全球首个Pb级超大容量光盘存储器示意图。上海光机所、上海理工大学供图
1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心采用长征二号丙运载火箭，将“天关”卫星（又名爱因斯坦探针卫星）发射升空。4月27日，“天关”卫星任务发布了首批在轨科学探测图像，引导国际上多个光学和射电望远镜、空间X射线天文台开展了后随观测。10月31日，“天关”卫星正式在轨交付给中国科学院国家天文台等科学用户使用。“天关”卫星被视为“宇宙天体爆发的捕手”，能精准捕捉到更加遥远和暗弱的暂现源与爆发天体，探寻来自引力波源的X射线信号，对研究恒星活动、黑洞和中子星等致密天体的形成、演化、并合等过程具有重要科学意义。![]()
▲“天关”卫星艺术图。中国科学院国家天文台供图
中国科学院理论物理所/中国科学院大学研究员苏刚、李伟，中国科学院物理所研究员孙培杰、博士后项俊森，以及北京航空航天大学副教授金文涛等联合团队，首次在固体物质中给出超固态存在的实验证据，并实现了无液氦极低温固体制冷。目前团队基于该效应已设计出新型低温制冷器件，实现了亚开温区无液氦极低温固体制冷。![]()
▲我国研究人员为无液氦极低温制冷提供新方案。中国科学院理论物理研究所供图
海军军医大学教授徐沪济团队联合华东师范大学和上海邦耀生物科技有限公司的研究人员，使用一种革命性的嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（CAR-T）成功治疗自身免疫病。这也是在国际上首次使用异体通用型CAR-T治疗风湿免疫性疾病，帮助3名风湿免疫性疾病患者达到长期缓解，为难治性风湿免疫病的诊治提供了新路径。![]()
▲我国学者发表国际首个通用CAR-T治疗成果。海军军医大学供图
8.我国研制超级显微镜，首次全景“看到”大规模细胞交互行为生物体内不同类型细胞间每时每刻都在发生交互作用，对此进行的研究被视为“介观”尺度研究。中国工程院院士、清华大学教授戴琼海团队自主研发出的新一代介观活体显微仪器RUSH3D，可以每秒20次的高速三维成像速度，实现长达数十小时的全景连续低光毒性观测，填补了对复杂生命现象介观尺度活体观测的空白，标志着我国在活体介观是微成像领域处于国际前沿。![]()
▲超级显微镜示意图。清华大学供图
9.我国科学家在世界上首次观察到凝聚态物质中的引力子模南京大学教授杜灵杰团队联合美国哥伦比亚大学、美国普林斯顿大学、德国明斯特大学研究人员，通过自主设计、组装的极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统，基于砷化镓量子阱，在分数量子霍尔效应中首次观察到引力子模。该成果标志着世界范围内首次在真实系统中观察到具有引力子特征的准粒子，同时为分数量子霍尔效应全新的几何描述提供了实验证据。![]()
▲圆偏振光探测量子液体中的类引力子。南京大学供图
10.第二次青藏科考钻取全球最长山地冰芯并实现系列突破8月18日，我国启动第二次青藏科考“守护水塔：一原两湖三江”重大活动。科考首次在普若岗日冰原发现目前青藏高原最厚冰川，并创下长达324米的全球最长山地冰芯钻探纪录。科考还开创了多个首次，填补了我国该区域多项科学研究领域空白：利用系留浮空艇观测季风-西风传输转换过程，在冰原区鉴定出2个疑似新种和20多个区域新纪录种，发现短期高原人群心功能易损期约为30天，在念青唐古拉山主峰附近发现稀有金属铍富集，在伦坡拉盆地开展超千米钻探。![]()
▲科研人员在第二次青藏科考现场。中国科学院青藏高原研究所供图
美国威斯康星大学麦迪逊分校的科学家首次3D打印出功能性人类脑组织，它可以像传统脑组织一样正常生长并发挥作用。科学家认为，这一突破对研究大脑，治疗阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等多种神经和神经发育疾病具有重要意义。![]()
▲研究流程示意图。图片来源于《细胞—干细胞》
美国谷歌公司开发的一款量子芯片Willow，首次实现了“低于阈值”的量子计算，这是寻求制造足够精确且实用量子计算机的一个重要里程碑。谷歌量子计算部门负责人表示，Willow功能强大，可以在约5分钟内完成全球最大的超级计算机预计需要1025年才能完成的随机电路采样任务。![]()
▲谷歌新量子芯片。图片来源于谷歌
3.欧几里得空间望远镜公布首批科学成果，包括首张“宇宙地图”照片
5月23日，欧洲航天局（ESA）公布了2023年7月发射升空的欧几里得空间望远镜首批科学成果。其中一组科学图像清晰展现了闪闪发光的星系团、附近的螺旋星系，以及孕育着数十万颗年轻恒星的彩色星际气体云。此外，太空望远镜拍摄的一组拼接图像捕捉到1400多万个星系，首次展示了“宇宙地图”。研究人员预计，最终地图将显示约80亿个星系，每个星系都有数十亿颗恒星，跨越100亿年的宇宙历史。![]()
▲欧几里得空间望远镜公布首批科学成果。图片来源于ESA
5月24日，研究人员在《科学》《科学进展》《科学报告》杂志上发表了15篇论文，宣称绘制出了迄今最大、最先进的大脑基因调控网络多维图谱，详细描述了协调大脑生物通路和细胞功能的许多调节元件。上述研究由美国国立卫生研究院资助，使用2500多名捐赠者的死亡后脑组织，绘制了大脑发育不同阶段和与多种大脑疾病相关的基因调控网络。![]()
▲科学家绘制迄今最大脑基因调控网络图谱。图片来源于pixabay
10月30日，在发表于《自然》的12篇论文中，人类肿瘤图谱网络（HTAN）的研究人员通过分析人类和动物组织的数十万个细胞，绘制了超精确肿瘤细胞3D图谱，同时创建了能够追踪导致癌症的细胞变化的“分子钟”。 这些发现推翻了结肠癌起源于肠道内壁单个流氓细胞的观点，并可能为早期诊断和干预提供更多机会。![]()
▲超精确癌细胞3D 图谱问世。图片来源于Steve Gschmeissner
5月20日，美国加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员在《自然—生物医学工程》发表的一项研究称，与大脑植入物耦合的人工智能（AI）系统首次帮助一个无法正常说话的人用西班牙语和英语两种语言进行交流。这项研究为人们了解大脑如何处理语言提供了见解，并为无法口头交流的人恢复多语言能力带来了希望。![]()
▲双语读脑装置研究示意图。图片来源于研究团队
当地时间10月13日，美国太空探索技术公司新一代重型运载火箭“星舰”实施第五次试飞。火箭助推器在降落时由发射塔上被称作“筷子”的机械臂“夹住”，首次实现在半空中捕获回收，飞船溅落在印度洋。![]()
▲ “筷子”成功回收助推器。图片来源于SpaceX
日本大阪大学的研究团队实现世界首例诱导多能干细胞（iPSC）角膜移植手术。在接受手术的4名视力严重受损患者中，3名在接受干细胞移植后，视力得到了持续一年多的显著改善，另一名患者视力虽有所提高，但并不持续。![]()
▲角膜位于眼睛的最外层。图片来源于Patrick Landmann SPL
3月16日，美国马萨诸塞州总医院的外科团队完成了全球第一例人类接受经基因编辑的猪肾移植手术。接受猪肾移植的是一位名叫Richard Slayman的62岁终末期肾衰竭患者。该移植手术获得了美国食品药品监督管理局（FDA）的“同情使用”许可。移植的肾脏取自一只小型猪，这只猪经过了基因组编辑，69个动物基因被修改。这些编辑的基因组旨在防止捐赠器官的排斥反应，并降低器官中的病毒感染接受者的风险。![]()
▲全球首例活体人类移植猪肾脏手术完成。图片来源于马萨诸塞州总医院
6月20日，美国生物制药公司吉利德公布，其研发的一年注射两次的HIV-1衣壳抑制剂“Lenacapavir”（来那卡帕韦），在预防艾滋病毒（HIV）方面显示出了100%的有效性。《科学》认为，该药物的成功源于基础研究的重大突破，即对其所靶向的HIV衣壳蛋白的结构与功能有了全新的深入理解。鉴于许多病毒也拥有各自的衣壳蛋白，来那卡帕韦的成功应用意味着，类似的衣壳抑制剂有望对抗其他病毒性疾病。![]()
▲长效HIV预防针剂试验成功。图片来源于N. BURGESSSCIENCE
