纳米超导争奇 环境科技方兴——世界科技一百年（十）20世纪80年代

王渝生

纳米超导争奇 环境科技方兴
——世界科技一百年（十）20世纪80年代

王渝生

20世纪80年代，纳米、超导等新材料层出不穷，先进制造技术丰富多彩，生物工程应用广泛，人类也步入了航天的新时代。但是，日趋严重的环境污染向我们敲响了警钟：地球只有一个，人类在发展高新科技的同时，要爱护自己的家园。

80年代中期开始，为应对世界高技术革命的新挑战，党中央、国务院于1986年和1988年先后批准了《高技术研究发展计划纲要》（简称“863”计划）和《高新技术产业发展计划》（即“火炬”计划）。这两个计划旨在跟踪世界高技术发展前沿，迎头赶上并促进高新技术成果向商品化、产业化和国际化方向发展，推动我国传统产业的技术改造和产业结构调整。

1980年

中国杨乐、张广厚对整函数和亚纯函数值分布理论研究获得重要结果

杨乐（1939.11.10-）与张广厚（1937.1.22-1987.1.26）合作，在解析函数的研究中取得了许多创造性的成果。1980年，他们发现的函数值分布理论方面的“亏值”与“奇异方向”之间的联系，彻底解决了这个古老的数学分支中长期未决的“奇异方向”分布问题。他们对函数“亏值”的估计也被认为是普遍而准确的结果。国际数学界把他们的这些成果称之为“杨-张定理”和“杨-张不等式”。

张广厚（左）杨乐（右）

洪加威（右）

中国洪加威推广图灵论 提出相似性原理

洪加威（1936.11-）是世界著名数学、计算机专家。1980年，他提出的“相似性原理”，扩充和加强了计算机科学和数学的著名论题——图灵论题。国际人工智能界的热门话题“连结模型”(一种大脑的数学模型)，被认为是十几年来人工智能界最重要的成果之一。洪加威严格证明了这种模型和其他计算模型是等价的，从理论上深刻地揭示了这一模型的本质，为进一步研究奠定了理论基础。

欧洲核子研究中心观测到带正电粒子的最大偏转角

欧洲核子研究中心总部位于瑞士日内瓦近郊的梅汉地区，是规模最大的一个国际性的实验组织。其宗旨是：供欧洲国家在纯科学性和基础性的亚核研究及相关研究领域进行合作，有关实验及理论研究成果将公开发表以供更广泛的利用。1980年中心观测到带正电粒子的最大偏转角为54毫弧度。

中国周培源、黄家念提出流体力学新理论

中国著名流体力学家、理论物理学家，中国近代力学和理论物理奠基人之一周培源（1902.8.28-1993.11.24）和黄家念于1980年提出了关于Navier-Stores方程的解和均匀各向同性湍流理论。

周培源

德国冯克利青等发现量子化霍尔效应

1980年，德国冯克利青（Klaus von Klitzing，1943.6.28-）等人首先观测到了量子化霍尔效应。其定义是，二维电子气系统在强磁和低温条件下的霍尔效应表现出明显的量子化性质。他们测量了SIMOSFET反型层中二维电子气系统中的电子，在15T强磁场和低于液HE温度下的霍尔电压VH，沿电流方向的电势差VP与栅压VG的关系。当磁场垂直于反型层，磁感应强度B与沿反型层流动的电流强度I保持不变时，改变栅压VG，可改变反型层中载流子密度NS。

美国鲁宾天文新发现

美国天文学家，研究星系自转速度的先驱鲁宾（Vera Cooper Rubin，1928.7.23-），1980年发现11个旋涡星系外围的恒星运行速度反而比离中心不太远的恒星要快。

美国国家射电天文台建成甚大天线阵

美国国家射电天文台（National Radio Astronomy Observatory，缩写为NRAO）是美国国家科学基金会资助的从事射电天文研究的机构，总部位于弗吉尼亚大学。在位于西弗吉尼亚州绿岸的国家无线电宁静区内，建有世界最大的全可动射电望远镜——100米口径的绿岸望远镜。在新墨西哥州的圣阿古斯丁平原，国家射电天文台于1980年建成甚大天线阵（VLA），由27台25米口径的天线组成，是当时世界上最大的综合孔径射电望远镜。

中国第一株人体胃腺癌细胞SGC-7901建成

上海市第六人民医院等从一位女性患者胃癌旁转移淋巴结部位，取组织培养成功SGC-7901胃腺癌细胞株。它能每隔7天传代一次，至1980年10月已传代90代，细胞生长恒定、迅速。通过对细胞形态、特征、细胞增殖率、分裂指数、染色体数和染色体畸变、异种动物接种的生长和转移情况的研究，均证明该细胞是恶性肿瘤细胞。根据体外细胞培养，电镜观察见多处有两个细胞之间的连接结构，涂片见有PAS阳性颗粒，结合电镜形态所见，证明有分泌颗粒存在，直接涂片和电镜检查见有腺样排列，并有腺样结构，如紧密连接、桥粒、缝隙连接等。

美国格里科等人工合成“苦木素”

1980年，美国格里科等人工合成能够治疗白血病的天然化学药物“苦木素”。苦木素类(Quassinoids)化合物具有明显的抗肿瘤活性。根据对化学结构与生理活性关系的研究，以及根据这类化合物基本骨架中A环与D环的类似性，设计了全合成B、C、D、E环型化合物的路线，以环乙酮甲酸乙酯为原始原料，经35步反应，合成了中间体2-羟基内酯。

电子算盘在中国问世

算盘是中国古代的重要发明，1980年中国研制成功一种新型计算工具——电子算盘。电子算盘是把算盘电子化，使其成为一种与计算器（机）接口的新型数字输入器，整机由带有电子传感电路的算珠所构成的算盘，数字传输及程控电路，通用袖珍电子计算器三部分构成。数字由算珠输入，经传输程控电路传输给计算器运算并显示，整机兼有算盘的快速计数和计算器的快速准确的运算功能，特别适用于需要大量数字计算的部门，用以提高工作效率。

1981年

中国建成第一座高通量反应堆

1981年2月9日，中国建成第一座高通量反应堆。它用中子轰击放入堆中的试验品（靶），来研究核反应。目前国内最大的是1015中子通量的研究堆，全世界排名前5，快中子增殖堆通量也很大，因为它不需要慢化剂，中子损失很小，除了维持链式反应，多余的中子都用来生产Pu239。

美国“哥伦比亚”号航天飞机首航成功

1981年4月12日，历时9年，饱经磨难，耗资近100亿美元的美国“哥伦比亚”号航天飞机首航成功。航天飞机是把火箭、宇宙飞船和飞机的技术结合起来的一种新型空间运载工具。它的主要特点是能够像客货运班机一样，在宇宙航行中往返使用多次。航天飞机的出现是空间技术的一大飞跃，是航天事业的一场革命。航天飞机和大型空间站是航天新时代的标志。

美国赫勒研制出液体结太阳能电池

美国赫勒研制出液体结太阳能电池。太阳能电池是一种在两种材料的结上将光能转变成电能的器件。在最有效的电池中，结是由两种单晶半导体形成的，效能稍差些，但比较便宜的电池可由多晶材料来做。这类器件，将液体和固体材料结合起来，称为液体结电池。它们价格较低，容易制造，而且寿命可能较长。

中国管维炎发现合金材料在低温下的超导转变点

中国管维炎（1928.8.18-）发现铅硅锗合金材料在低温条件下，在电阻-温度相互关系的曲线上和电阻-磁场相互关系的曲线上都有两个超导转变点。

法国郎之万研究所首次观察到中子旋光性

以法国物理学家郎之万（Paul Lanngevin，1872.1.23-1946.12.19）命名的郎之万研究所首次观察到中子旋光性。旋光性是物质的不对称结构引起的。旋光方向及旋光度的大小主要依据实验数据。随着对旋光性的深入研究，根据结构上的特征，研究所在推断旋光方向上，取得了一些成功经验。

英国埃姆斯利等发现超强氢键

英国埃姆斯利等发现氟离子溶解在含有NH2基的液态酰胺中会形成比普通氢键强50%的氢键。

美国温伯格等提出暴胀宇宙模型

为解释大爆炸宇宙模型最初一刹那所存在的问题，温伯格(Steven Weinberg,1933.5.3-）等根据粒子物理大统一理论，于1981年首先提出了一种仍属半经典理论的暴胀宇宙模型。他认为宇宙早期“真空”中有超光速物质存在，宇宙在最初10-32秒按指数攀胀，其间温度急剧下降后回升，视界距离急增，物质向现有粒子形式转化。其余演化过程和大爆炸模型一致，有奇点，但可观测范围总小于视界距离。

日本发射“火鸟”太阳观测卫星

1981年，日本发射一颗名为“火鸟”的太阳观测卫星，并于1982年观测到一次特大的太阳X射线爆发。

张文佑等编辑完成中国第一张综合性图件

中国著名大地构造学家，断裂体系与断块大地构造学说的奠基者和创始人张文佑（1909.8-1985.2.11）等于1981年编辑完成中国第一张把大陆构造与海洋构造研究相结合的综合性图件《中国及邻区海陆大地构造图》、《中国及邻区海陆大地构造概论》。

美国宇航局和欧洲空间技术研究人员提出研究新计划

美国宇航局和欧洲空间技术研究人员共同于1981年提出研究地球板块构造运动、地壳形变和地球自转动力学的新计划。

中国陈振光等首次成功培育出柑橘花粉的完整植株

中国陈振光等于1981年首次成功培育出柑橘花粉的完整植株。柑桔类珠心胚现象对研究其进化和种质保存方面有着重要意义，但是给其有性杂交育种工作造成相当大的麻烦。它不仅使杂交后代难于区分合子苗和珠心苗，而且会使合子胚发育中途夭折。解决的途径是适时分离合子胚进行单独培养。

戈特利布小组发现艾滋病

1981年戈特利布医生发现，一名年轻同性恋男病人的免疫系统出现异常，他认定这是一种人类前所未见的新型病毒——艾滋病，即获得性免疫缺陷综合症AIDS（Acquired Immune Deficiency Syndrome）。分为两型：HIV-1型和HIV-2型，是人体注射感染了“人类免疫缺陷病毒”（HIV-human immunodeficiency virus）（又称艾滋病病毒）所导致的传染病。艾滋病被称为“史后世纪的瘟疫”，也被称为“超级癌症”和“世纪杀手”。

1982年

基因工程胰岛素上市

1982年，基因工程胰岛素上市，成为第一个上市的基因工程药物。胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，100kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%。

“超级鼠”培育成功

1982年，美国科学家将大白鼠的生长激素基因注入小白鼠的受精卵中，培育出了“超级鼠”，证明用基因工程方法可以改变动物的生长特性，这是研究转基因动物的一个重要突破。

细胞工程应用广泛

细胞工程以大规模地培养生物组织和细胞，或改变细胞的遗传组成以产生新种为获得产品的方式，80年代以来，已在上百种植物上使用这种技术，以工业化生产的方式进行植物繁殖。细胞工程是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。

酶工程发展迅猛

酶是具有催化剂活性的蛋白质。酶工程就是对酶有目的的生产和利用的技术，就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。80年代主要应用于食品业、轻工业、医药业和环境保护的酶工程发展很快，加酶洗衣粉和嫩肉粉等都是酶工程的产品。

发酵工程广泛应用

现代发酵工业始于青霉素的生产。发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育，培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种，发酵过程和产品的分离提纯等方面。80年代前后，发酵工程除大规模用于生产抗生素外，还广泛应用于食品、能源、采矿、冶金、化工、环保等领域。

中国吴成礼和美籍华人冯达旋提出复合粒子表象理论

1982年，由吴成礼（1934-）和美籍华人冯达旋（1945.10.28-）提出的复合粒子表象理论（简称CPRT）是一种广义的表象变换理论。它是由通常的量子力学表象到复合粒子表象的变换，以描述在原子核结构中出现的各种成团现象。

冯达旋

中国徐光宪提出分子的四维分类法

1982年，在中美日三国金属有机化学讨论会上，徐光宪（1920.11.7-）提出了分子的四维分类法及有关的7条结构规则。在新的分类法中，他提出了分子片的概念。分子片是出于原子核分子之间的一个中间层次的概念。徐光宪1980年当选为中国科学院学部委员（院士），荣膺2008年度国家最高科学技术进步奖。

徐光宪（中）

德国达姆斯塔特重离子研究所发现第109号元素

1982年，联邦德国达姆斯塔特（Darmstadt）重离子研究所的明岑贝格等用加速器加速的铁离子轰击铋靶，合成了质量数为266的109号元素的同位素。在长达一星期的轰击合成实验中，只获得了一个新元素原子，在268合成后千分之5秒时射出了具有11.10兆电子伏能量的α粒子。他们就是利用这唯一的事件，成功的用4种不同方式进行了鉴定，尤其是用测量266的衰变链子体的方法确证109号元素的合成。109号元素，是一种人工放射性元素，化学符号109或Une，属周期系Ⅷ族。

荷兰克鲁岑和美国伯克提出核冬天概念

荷兰克鲁岑(Paul Crutzen，1933-)和美国伯克提出核冬天(nuclear winter)概念。核冬天：假设热核战争后烟尘阻挡太阳辐射到达地面，使地面气温降至-15℃——-25℃而形成类似冬天的严寒气候。当核爆炸时，巨大的能量将大量的烟尘注入大气，有的还高达12公里以上进入平流层。由于核爆炸所产生的烟尘微粒有相当大部分直径小于1微米，它们能在高空停留数天乃至一年以上，因为它们的平均直径小于红外波长（约10微米），它们对从太阳来的可见光辐射有较强吸收力，而对地面向外的红外光辐射的吸收力较弱，导致高层大气升温，地表温度下降，产生了与温室效应相反的作用，使地表呈现出如严寒冬天般的景观，称为核冬天。

克鲁岑

黄汲清

中国黄汲清提出多旋回构造运动学说

黄汲清(1904.3.30-1995.3.22)，中科院院士、地质学家。首次系统划分中国主要构造单元和大地构造旋回，主编第一张《1：300万中国地质图》和14幅《1：100万国际分幅地质图》，进一步开拓了中国地质图制图事业。他于1982年创建多旋回构造运动说，进而将多旋回说与板块构造相结合，建立板块多旋回开合手风琴式运动模式，开拓大地构造研究新途径。

美国实现在人体内植入永久性人工心脏

1982年，美国犹他大学医学中心的威廉·德夫里斯博士领导一个手术小组，给一名叫克拉克的病人植入一颗名叫贾维克的人类第一个人造心脏，开创了人造心脏移植的先河，震惊了世界。这颗人造心脏通过两条2米长的软管连到体外的一部机器上，压缩空气维持着这颗人造心脏的跳动。克拉克在手术后不久就能够站起来走几步路，自己吃东西。这颗塑料心脏在他的胸腔里跳动了将近1300万次，维持了112天的生命。

美国研制成数字式电视机

数字电视是电子计算机的一种应用成果。1982年，数字式电视机由美国的数字电视公司研制成功。这种电视机的结构主要由5块超大规模集成电路组成，元部件比模拟式电视机减少一半以上，生产成本降低。这种电视机可以直接接收卫星电视信号，并带有立体声、程序预控、遥控、自动闭放等设备或部件，大大提高图像的清晰度和稳定性，并可使任何广播图像有选择地放大和固定。1983年，该类型电视机开始正式生产并投放市场。

中国潘际銮等人发明新型MIG焊接电弧控制法

中科院院士潘际銮（1927.12.24-），80年代研究成功新型MIG焊接电弧控制法“QH—ARC法”，首次提出用电源的多折线外特性，陡升外特性及扫描外特性控制电弧的概念，为焊接电弧的控制开辟了新的途径。

1983年

转基因烟草和马铃薯培育成功

转基因烟草

1983年，人类首次获得转基因烟草和马铃薯。通过努力，迄今已获得上百种转基因植物，这对农业发展具有重要意义。至于转基因药物的研制和生产则为人类的健康带来了新的福音。

蛋白质工程作为独立分支学科出现

蛋白质工程是根据需要对天然蛋白质的基因进行改造，产生出新的、自然界本不存在的优质蛋白质。1983年，蛋白质工程作为一个独立分支学科出现后，日益受到重视，被誉为第二代基因工程。

英国唐纳森发现四维实数空间新结构

英国唐纳森宣布证明了四维实数空间，除通常的微分结构外，还存在着不寻常的微分结构。

德国法尔廷斯证明莫德尔猜想

1983年，德国法尔廷斯（Gerd Faltings，1954.7.25-）证明莫德尔猜想。莫德尔猜想是1922年英国数学家莫德尔提出的。

中国蔡文提出物元分析的理论

蔡文(1942-)自1976年开始研究处理不相容问题的规律、理论和方法。1983年发表了论文“可拓集合和不相容问题”，标志着新学科“可拓学”(原称“物元分析”)的诞生。

美国首次获得所有92个电子全部被剥离的铀离子

美国劳伦斯伯克利实验室1983年首次获得所有92个电子全部被剥离的铀离子。该实验室是诺贝尔物理学奖得主欧内斯特·奥兰多·劳伦斯(Ernest Orlando Lawrence，1901.8.8-1958.8.27)于1931年建立的，最初主要用于物理学中的粒子回旋加速研究。实验室位于加州大学伯克利分校西北侧的伯克利山顶。

日本东京研究小组化学新发现

日本东京研究小组1983年发现，在较重的第五主族元素的原子中存在双键，并分别制得含有磷-磷双键的分子。

西德GSI重离子研究中心在重离子加速器上的新发现

西德GSI重离子研究中心在UNILAC重离子加速器上，观察到一个由蒸发残核经级联α衰变之后再自发裂变的事例。

美国霍金等提出宇宙创生模型

史蒂芬·霍金（Stephen William Hawking，1942.1.8-）是英国理论物理学家，1959年，17岁的霍金就读于牛津，并在剑桥跟随导师邓尼斯·西阿玛做博士论文。然而就在这时，霍金被诊断患上一种叫做“肌肉萎缩性侧面硬化症”的疾病，他却完成了一系列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论，对量子物理作出了巨大的贡献，将宇宙伟大而神秘的背景展现给世人。霍金对物理学的毕生贡献证明了，在经典物理的框架中，大爆炸和黑洞是不可避免的，黑洞将越变越大；而在量子物理的框架中，黑洞却因为辐射越变越小。大爆炸和黑洞奇点不仅被量子效应所抹平，而且宇宙正是起始于此。

苏联林德等提出混沌暴胀宇宙模型

苏联林德等1983年提出混沌暴胀宇宙模型。暴胀宇宙论认为：在宇宙演化的极早期，当宇宙发生大爆炸以前，经历了一个按指数规律急剧膨胀阶段（暴胀阶段），以致它在极短的时间内膨胀了1050倍，完成了从对称的假真空自发破缺转化为大量的如夸克、轻子以及传递相互作用的玻色子等基本粒子。暴胀宇宙论还认为在我们所在的宇宙之外还存在有许许多多与我们所在宇宙不同的宇宙。

美国发现中性氢云

1983年，美国康乃尔大学研究小组在宇宙空间发现一个巨大的暗气体云——中性氢云。

美国科学家发现“海卫一”上的液氮海

1983年，美国科学家发现“海卫一”上的液氮海，这是人类首次在地球以外天体上发现存在海洋的证据。“海卫一”是环绕海王星运行的一颗卫星。它是海王星的卫星中最大的一颗。它是太阳系中最冷的天体之一，具有复杂的地质历史和一个相对来说比较年轻的表面。1846年10月10日，威廉·拉塞尔（William Lassell，1799.6.18-1880.10.5）发现了“海卫一”，“海卫一”在国际上的名字是崔顿（Triton），它是以希腊海神崔顿命名的。“海卫一”的表面主要由冻结的氮组成，但它也含干冰（二氧化碳）、水冰、一氧化碳冰和甲烷。估计其表面还含有大量氨。“海卫一”的表面非常亮，60%-95%的入射阳光被反射（相比而言月球只反射11%的入射阳光）。

美国“先驱者10号”成为离开太阳系的第一个人造天体

1983年6月13日，“先驱者10号”探测器越过海王星轨道，成为人类历史上第一个飞出太阳系的人造物体。“先驱者10号”是美国的无人行星探测任务“先驱者计划”的第16颗无人探测器，于1972年3月3日（UTC时间01:49:00）发射。它是第一个成功穿越火星和木星之间的小行星带、第一艘近距离观测木星的飞行器，并于1973年12月3日发回了第一组木星的近距离拍摄的图像，发现了木星磁层伸展出的巨大磁尾。

澳大利亚首次发现据信年龄为41亿年至42亿年的岩石

1983年，澳大利亚首次发现据信年龄为41亿年至42亿年的岩石。岩石，是固态矿物或矿物的混合物，其中海面下的岩石称为礁、暗礁及暗沙，由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹（即化石）。岩石有三态：固态、气态（如天然气）、液态（如石油），但主要是固态物质，其是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。

美国霍夫迈斯特提出地壳、地幔成因理论

1983年，美国霍夫迈斯特提出地壳、地幔成因理论。在地理上，地壳是指有岩石组成的固体外壳，地球固体圈层的最外层，岩石圈的重要组成部分，可以用化学方法将它与地幔区别开来。其底界为莫霍洛维奇不连续面（莫霍面引）。地壳下面是地球的中间层，厚度约2865公里，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。

中国研制成功银河计算机

1983年12月22日，中国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河”巨型计算机，由国防科技大学计算机研究所在长沙研制成功。它填补了国内巨型计算机的空白，标志着中国进入了世界研制巨型计算机的行列。（未完待续）

统稿：本刊编辑夏炎