◎ 本刊记者 杨伊静
“两弹一星” 指核弹、导弹、人造卫星。1960 年11 月5 日,中国仿制的第一枚导弹发射成功,1964 年10 月16 日15 时中国第一颗原子弹爆炸成功,使中国成为第五个有原子弹的国家;1967 年6 月17 日上午8 时中国第一颗氢弹空爆试验成功;1970 年4 月24 日21 时中国第一颗人造卫星发射成功,使中国成为第五个发射人造卫星的国家。20 世纪50 年代、60 年代是极不寻常的时期,当时面对严峻国际形势,为抵制帝国主义武力威胁和核讹诈,以毛泽东同志为核心的第一代党中央领导集体。根据当时的国际形势,为了保卫国家安全、维护世界和平,高瞻远瞩,果断地作出独立自主研制“两弹一星” 的战略决策。大批优秀的科技工作者,包括许多在国外已经有杰出成就的科学家,以身许国,怀着对新中国的满腔热爱,响应党和国家的召唤,义无反顾地投身到这一神圣而伟大的事业中来。他们和参与“两弹一星” 研制工作的广大干部、工人、解放军指战员一起,自力更生,发愤图强,用较少的投入和较短的时间,突破了核弹、导弹和人造卫星等尖端技术,取得举世瞩目的辉煌成就。
20 世纪70 年代初,中国第一颗人造地球卫星东方红一号上天之后,中国开始启动载人航天项目。1975 年,中国成功地发射并回收了第一颗返回式卫星,成为世界上继美国和前苏联之后第三个掌握了卫星回收技术的国家。2003 年,我国自行研制的神舟五号载人飞船在酒泉发射升空,中国首次进行载人航天飞行;2008 年,神舟七号载人飞船成功发射,中国人第一次实现太空行走;2013 年,神舟十号载人飞船成功发射并与天宫一号空间站进行成功对接。2004 年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测” “载人登月” “建立月球基地” 三阶段。2007 年10 月,“嫦娥一号” 成功发射升空,圆满完成各项使命后,于2009 年按预定计划受控撞月;2010 年10 月,“嫦娥二号” 顺利发射并圆满超额完成各项既定任务;2012 年9 月,探月工程完成嫦娥三号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务。嫦娥四号是嫦娥三号备份星。嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析,以及月球样品返回地球以后的分析与研究。
袁隆平于1971 年2 月调到湖南省农业科学院专门从事杂交水稻研究工作。1973 年,以他为首的科技攻关组完成了三系配套并成功培育杂交水稻,实现了杂交水稻的历史性突破。1984 年6 月,我国成立了全国性的杂交水稻专门研究机构——湖南杂交水稻研究中心,后又成立国家杂交水稻工程技术研究中心,均由袁隆平任中心主任。1986 年,袁隆平提出“两系法亚种间杂种优势利用” 的发展观点,经6 年艰难攻关,与研究人员成功地突破了两系杂交稻关键技术并推广应用,取得了良好的增产效果。1997 年,袁隆平提出“杂交水稻超高产育种” 的技术路线,在国际上引起高度重视。在袁隆平率领下,我国杂交水稻科研团队先后于2000 年、2004 年和2011 年实现了超级稻亩产700 公斤、800 公斤和900 公斤的三期目标,亩产1000 公斤的第四期目标也于2014 年实现历史性突破,为进一步大面积大幅度提高水稻产量奠定基础。袁隆平发明的杂交水稻,在国内外大面积生产上应用,并取得显著的增产效果。
1958 年12 月,中科院生物化学研究所(简称生化所)邀请北京大学等单位,举行胰岛素文献报告会,详细分析了人工合成胰岛素的重要性、现实性,并探讨了研究方案。1959 年,生化所就成功拆合了天然胰岛素,并确定了全合成胰岛素的研究策略。1962 年,生化所组织近20 人的精干专业队伍,继续胰岛素的B 肽链合成和提高胰岛素拆合水平。同时,有机化学家、中科院有机化学研究所汪猷和北京大学邢其毅等带领专业队伍,也在坚持胰岛素的肽链合成工作。经过数年攻关,1965 年9 月17 日,科学家终于观察到人工全合成牛胰岛素的结晶,世界上第一次人工全合成了与天然胰岛素分子相同化学结构并具有完整生物活性的蛋白质。胰岛素合成有力地推动了中国整个生化产业的发展,直到现在一些多肽公司或制药公司基于合成胰岛素生产的肽类药物还在临床使用。
1981 年11 月20 日,中国科学院上海生物化学研究所王德宝教授等科学家首次人工合成了76 个核苷酸的整分子酵母丙氨酸tRNA,在世界上首次成功地人工合成化学结构与天然分子完全相同,并具有生物活性的核酸大分子——tRNA,标志着中国在该领域进入了世界先进行列。由于tRNA 在蛋白质合成中有着重要作用,而用合成方法改变tRNA 的结构以观察对其功能的影响,又是研究tRNA 结构与功能的最直接手段,因此酵母丙氨酸tRNA人工合成的成功,对于揭示核酸在生物体内的作用,进一步了解遗传和其他生命现象具有重要的理论意义,并带动了核酸类试剂和工具酶的研究和多种核酸类药物(包括抗肿瘤药物、抗病毒药物)的研制和应用。这项成果获得1984 年中科院重大科技成果奖一等奖,1987 年国家自然科学奖一等奖和陈嘉庚生命科学奖。
在世界化石能源即将枯竭而新型能源进展缓慢的情况下,人们的眼睛都投向了浩淼的海洋——那里有几乎无穷尽的可以用来进行核聚变的原料。惯性约束聚变的研究,就是为了实现可控核聚变,使人类可以安全高效地利用海洋中这一理想的能源。而高功率大功率激光装置,是这一计划的关键之一。为了达到这一目标,中国科学院、中国工程物理研究院、国家“863” 计划支持了神光高功率激光装置的大科学工程项目。1987 年6 月,上海光学精密机械研究所研制的“神光Ⅰ” 高功率激光装置通过国家鉴定,标志着我国已成为国际高功率激光领域中具有综合研制能力的少数几个国家之一,项目获得1990 年国家科技进步奖一等奖;2001 年,“神光Ⅱ高功率激光装置” 建成,成为迄今国内规模最大的高功率激光聚变实验装置,项目获得2005 年国家科技进步奖二等奖。2016 年,由中国工程物理研究院研制的神光系列激光聚变装置建成了神光3 号并投入使用,该装置目前世界排名是亚洲第一、世界第三。
1988 年10 月16 日,我国第一座高能加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功。这是我国继原子弹、氢弹爆炸成功、人造卫星上天之后,在高科技领域又一重大突破性成就。正负电子对撞机又称为同步辐射装置,它产生的同步辐射光作为特殊光源,可在生物、医学、化学、材料等领域开展广泛的应用研究工作。北京正负电子对撞机是党中央、国务院决策建设的高科技工程,包括电子注入器、贮存环、探测器及数据处理中心、同步辐射区等4个主要组成部分,是由数百种、上万台件高精尖专用设备组成的复杂的系统工程。它的建成和对撞成功,为我国粒子物理和同步辐射应用研究开辟了广阔的前景,揭开了我国高能物理研究的新篇章。这项被认为是中国科学技术史上最大的科研工程,汇聚了中国科学院高能物理研究所同中央10 多个部委及所属的几百个工厂、研究所、高等院校近万名科技人员、工人、干部、解放军官兵等不同人员力量,充分吸取世界先进技术,创造了建设速度快、投资省、质量好、水平高的奇迹。
1991 年12 月15 日,中国大陆第一座核电站——秦山核电站并网发电。这是中国第一座自行设计和建造的30 万千瓦商用核电站,标志着中国已掌握了核电技术,成为世界上继美国、英国、法国、前苏联、加拿大、瑞典之后第七个能够独立设计制造核电站的国家。2015 年1 月12 日17 时,秦山核电厂扩建项目方家山核电工程2 号机组成功并网发电。至此,秦山核电基地现有的9 台机组全部投产发电,总装机容量达到656.4 万千瓦,年发电量约500 亿千瓦时,成为当时国内核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地。秦山核电站的建成结束了中国大陆无核电的历史,实现了零的突破,标志着“中国核电从这里起步”,被誉为“国之光荣”。核电站投产以来,机组运行一直处于良好状态,成为中国自力更生和平利用核能的典范。
2000 年,北斗导航定位系统两颗卫星成功发射,标志着我国拥有了自己的第一代卫星导航定位系统,具有重大的经济和社会意义。北斗导航定位系统由北斗导航定位卫星、地面控制中心为主的地面部分、北斗用户终端三部分组成。“北斗系统” 的第三颗和第四颗卫星分别于2003 年5 月25 日和2007 年2 月3 日发射成功。中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,是继GPS、GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统,由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,已初步具备区域导航、定位和授时能力。
歼-20 是中国第五代重型战斗机,于1997 年美国第五代战斗机F-22 猛禽首飞的同年正式立项,首架技术工程验证机于2009 年制造成功,2011 年1 月11 日在成都黄田坝军用机场实现首飞。2016 年11 月1 日,歼-20 参加珠海航展并首次对外进行双机飞行展示。2018 年2 月9 日,歼-20A 型开始列装空军作战部队。同时也意味着中国是继美国之后世界上第二个走完第五代战斗机论证评价、设计、研发、原型机测试、定型生产、最终服役全部阶段的国家。歼-20 融合了全球多种已经在使用的优秀战斗机的特点,具备很强的隐形性能、机动性能。
001A 型航空母舰是中国首艘自主建造的国产航母,基于对前苏联库兹涅佐夫级航空母舰、中国辽宁号航空母舰的研究,由中国自行改进研发而成,是中国真正意义上的第一艘国产航空母舰。2017 年4 月26 日,中国首艘国产航母在大连正式下水。2018 年5 月13 日清晨,001A 型航空母舰离开码头,开始海试;2018 年5 月18 日,完成首次海上试验任务。2018 年12 月27 日,001A型航空母舰赴相关海域进行了第四次海试。
深海中隐藏着关于地球起源、生命起源、地质演化等许多重要信息,同时埋藏着许多的资源。近年来,我国接连在深海探测关键技术方面实现创新突破:海斗号水下机器人在 2017 年“探索一号” 科考船的深渊科考任务中,最大下潜深度达到了10888 米,创造当时我国水下机器人最大下潜及作业深度记录,并填补了我国万米海底实时传输视频数据的空白;“潜龙一号” 是我国自主研制的首台实用化 6000 米自主水下机器人,主要用来对我国的大洋多金属硫化物矿区进行资源探查;“潜龙二号” 是 4500 米级的自主水下机器人, 主要用来对深海热液活动区硫化物进行探测;“蛟龙号” 载人潜水器作为863 计划中的一个重大研究专项,2012 年6 月在马里亚纳海沟创造下潜7062 米的中国载人深潜纪录,也是世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。
截至2019 年5 月底,中国共建成或在建7 座超算中心:国家超级计算天津中心、国家超级计算长沙中心、国家超级计算济南中心、国家超级计算广州中心、国家超级计算深圳中心、国家超级计算无锡中心、国家超级计算郑州中心。目前中国超算成果主要包括银河系列、天河系列、曙光系列、神威系列、深腾系列。“天河一号” 和“天河二号” 投用时均为当时世界最快超级计算机。2016 年6 月研制成功的“神威·太湖之光”,荣登当时世界超级计算机500 强榜首。2018年7 月,“天河三号E 级原型机系统”完成研制部署,有望于2020 年研制成功。“天河三号” 运算速度预计可达“天河二号” 十倍以上。依托“天河三号” 超级计算机能力,国家超级计算天津中心今后将构建超级计算与云计算和大数据深度融合的高性能计算服务平台,推动我国人工智能发展和网络强国建设。
C919 大型客机全称COMACC919,是中国首款按照最新国际适航标准、具有自主知识产权的干线民用飞机,由中国商用飞机有限责任公司于2008 年开始研制的,航程4075-5555 公里,于2017 年5 月5 日成功首飞,截至2018 年2月26 日累计获28 家客户815 架订单。C919 的研制凝聚着中国数十万科研人员的心血。据统计,国内有22 个省份、200 多家企业、36 所高校、数十万产业人员参与了C919 大型客机研制。
天眼望远镜,即500 米口径球面射电望远镜(Fiveh u n d r e d-m e t e r Aperture Spherical Telescope, 简 称FAST),边框 1.5 千米,接收面积和反射面积达25 万平方米(相当于30 个足球场),位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中,由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。FAST 被誉为“中国天眼”,是按照我国天文学家南仁东1994 年提出的构想,历时22 年建成,于2016 年9 月25 日落成启用,是由中国科学院国家天文台主导建设、具有我国自主知识产权、世界最大单口径最灵敏的射电望远镜。截至2018 年9 月12 日,FAST 已发现59 颗优质的脉冲星候选体,其中44 颗为新发现。
2018 年11 月12 日,中科院等离子体所发布消息,我国大科学装置东方超环(EAST)取得重大突破,实现加热功率超过10 兆瓦,等离子体储能增加到300 千焦,等离子体中心电子温度首次达到1 亿度,获得的多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出关键一步。东方超环(EAST)是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克,也是我国第四代核聚变实验装置,它的科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,所以也被称为“人造太阳”。