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

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《環(huán)球時報》記者表示，“科學跨年之夜”將科學與節(jié)日巧妙融合，講述科技創(chuàng)新故事，展現(xiàn)科技報國豪情，讓公眾深刻感悟國家科技發(fā)展的輝煌成就，增強民族自豪感和科學文化自信，對于弘揚民族文化，提高國家軟實力具有積極意義。

肖龍：火星上的“挖水”人

迄今為止，人類對神秘火星的探測已近50次。而在2023年，中國科學家通過“祝融”號火星車采集的數(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)大學教授、行星地質(zhì)學家肖龍是火星的“挖水”人之一，他在接受《環(huán)球時報》記者專訪時表示，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采，自己國家的研究成果更會被全世界關(guān)注，推動后續(xù)探索。

2021年5月，我國“天問一號”火星任務(wù)搭載的“祝融”號火星車成功著陸于火星的烏托邦平原，這個位置是其他國家未曾著陸過的地點?！白Ｈ凇碧栐诨鹦巧显敿氂涗浟?06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矗踔磷鰤舳际腔鹦巧系暮Ｑ?，最終我們發(fā)現(xiàn)了有趣的‘羽骨狀交錯層理’?！倍@些觀測和研究結(jié)果，是迄今為止首個支持火星北部平原古海洋存在的直接性原位探測證據(jù)，對于揭示火星的歷史和氣候環(huán)境演變是個突破性進展。

如何攻克行星研究中的棘手難題？肖龍向《環(huán)球時報》記者介紹了“比較行星學”的研究方法?！案鶕?jù)遙感數(shù)據(jù)，行星科學界已公認火星上存在過湖泊，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木盆地就是一個典型，地貌和火星非常相似，而且原來就是個大湖泊。為此我們開展了十多年的柴達木盆地類火星地貌研究，為正確認識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”首次火星探測任務(wù)中就實現(xiàn)了環(huán)繞、著陸和巡視探測三大目標，這在人類火星探測歷史上是首次，也是全球第二個完成此類任務(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研究提供了質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。肖龍告訴《環(huán)球時報》記者，這說明我國火星探測能力已經(jīng)達到了很高的水平。

目前人類對火星的了解程度有多深？肖龍對《環(huán)球時報》記者表示，通過近50次探測，人類對火星宏觀地形地貌特征的認識已比較清楚，但對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：我國首臺高能同步輻射光源2024年底將被“點亮”

2023年12月，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目高能同步輻射光源（HEPS）加速器儲存環(huán)最后一臺磁鐵就位，標志著HEPS儲存環(huán)主體設(shè)備安裝閉環(huán)，預(yù)計將于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科學跨年之夜”通過視頻帶領(lǐng)觀眾探訪了位于懷柔科學城的HEPS項目，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)球時報》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開展的科學前沿研究領(lǐng)域，我國與國際最先進水平站在了同一起跑線上。

HEPS是我國首臺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，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)科學和工程科學等領(lǐng)域原創(chuàng)性、突破性創(chuàng)新研究的重要支撐平臺。

潘衛(wèi)民向《環(huán)球時報》記者透露，按照項目計劃，2024年7月將對儲存環(huán)加速器進行調(diào)束，于年底前發(fā)出第一束光，這束光將不斷增強，最終成為“世界最強的光”。不過，潘衛(wèi)民說，這一過程“時間緊、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，目標定下了，我們就會努力實現(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，將會推動生命科學、能源環(huán)境等民生相關(guān)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新”。同時，HEPS還將吸引更多外國科學家與我們開展合作，助力產(chǎn)出先進成果。

“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、增強器、儲存環(huán)。而儲存環(huán)是整個光源規(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)球時報》記者，周長約1360米的儲存環(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”，同時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)，促進了我國在加速器領(lǐng)域各個學科技術(shù)的發(fā)展”。

潘衛(wèi)民對《環(huán)球時報》記者表示，多學科交叉、多團隊協(xié)作、多領(lǐng)域融合是世界科學的發(fā)展趨勢，更是我國科學蓬勃發(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，人們對太陽的探索從未停止。在“2024科學跨年之夜”，太陽物理學家、中國科學院院士、中國科學院國家天文臺研究員汪景琇說，太陽是人類探索之旅中一個永恒的挑戰(zhàn)，而目前對太陽活動的觀測研究正處于非常關(guān)鍵的時段。

人類為什么要研究太陽？《環(huán)球時報》記者在專訪時，首先拋出了這一問題。汪景琇表示，太陽活動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，自然科學的進步總是伴隨著人類對太陽的深入研究。太陽是離地球最近的一顆恒星，也是唯一能夠?qū)ζ溥M行高時間分辨率、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也引導著人們探索更廣闊宇宙中的天體對象。

人類對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)球時報》記者，人類對太陽總體結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部的產(chǎn)能機理，已基本把握；對太陽表面層次（即光學厚度為1的地方的范圍）基本觀測清楚，包括太陽磁場、流場、太陽活動和外層的太陽風等，相應(yīng)的天體磁流體力學和輻射轉(zhuǎn)移理論得以建立。但對太陽內(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)部去實地測量了，所以人類在太陽探測上的進步是很了不起的科學奇跡”。

據(jù)汪景琇介紹，我國的太陽物理研究在國際上處于先進與領(lǐng)先地位之間，我國的優(yōu)勢在于對太陽活動和太陽磁場的研究，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——懷柔太陽磁場望遠鏡，這標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年就是利用這臺望遠鏡，當時的研究生、今天已是中國科學院國家天文臺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的一個重要分支，正在中國煥發(fā)著勃勃生機。2021年10月發(fā)射的中國首顆太陽探測科學試驗衛(wèi)星——“羲和”號，開啟了中國逐日的新時代，這一空間探測器讓我們得以詳細研究太陽的自轉(zhuǎn)和太陽爆發(fā)源區(qū)的動力學。由中國太陽物理學家自主提出的綜合太陽探測衛(wèi)星——“夸父一號”實現(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家的‘逐日雙雄’。”

劉大響：C919的知“心”人

“走馬燈居然就是航空噴氣發(fā)動機的最初雛形！”在“2024科學跨年之夜”，航空動力專家、中國工程院院士、北京航空航天大學教授劉大響一邊拆解走馬燈，一邊和現(xiàn)場的小朋友生動地介紹說，走馬燈的工作原理和近代燃氣輪機一樣，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)動機是航空工業(yè)的心臟，世界上僅有寥寥幾國具有研制航空發(fā)動機的技術(shù)水平，而達到頂尖水平的，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)動機方面進展緩慢。

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

“我今年就要87歲了，和飛機發(fā)動機打交道就有60多年。在這60多年中，一半的時間，我是在山溝里度過的?！眲⒋箜懛窒碚f，航空發(fā)動機的自主研發(fā)離不開高空臺這一大型裝置，這是在地面模擬飛機發(fā)動機在空中的飛行狀態(tài)和環(huán)境條件，對發(fā)動機整機和部件進行高空模擬試驗的大型試驗設(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?！?995年底，我國首個高空臺交付國家驗收，總體試驗技術(shù)和測驗精度達到世界同類設(shè)備先進水平，被譽為“亞洲第一臺”，為我國20多個發(fā)動機型號完成試驗。我國成為美俄英法之后第五個擁有類似規(guī)模高空臺的國家。劉大響激動地說：“付出不是一朝一夕的奮斗，而是漫長無盡的堅守。”