大加洛普舞曲:2011中国、世界十大科技进展

 　由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院院士工作局、中国工程院学部工作局、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士评选的瀚霖杯2011年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻，2012年1月17日揭晓。

　　2011年中国十大科技进展新闻

　　1 天宫一号与神舟八号成功实现交会对接

　　11月3日1时36分，神舟八号与天宫一号在太空成功实现首次交会对接。从接触到最后锁紧，它们用了8分钟。对接机构完成锁紧后，天宫一号姿态启控，建立起组合体飞行模式，开始组合体运行，进行一系列相关科学试验。11月14日20时，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，天宫一号与神舟八号成功进行了第二次交会对接。这次对接进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能，获取了相关数据，达到了预期目的。11月17日19时32分，神舟八号飞船降落于内蒙古四子王旗主着陆场。天宫一号与神舟八号交会对接任务取得圆满成功。继美俄之后，中国成为世界上第三个掌握完整的太空对接技术的国家。

　　天宫一号与神舟八号成功实现交会对接，标志着我国空间交会对接技术取得重大突破，实现了我国空间技术发展的重大跨越。这是我国载人航天事业发展史上的重要里程碑。

　　2 “蛟龙”号载人潜水器成功突破5000米

　　7月26日上午， “蛟龙”号在第二次下潜试验中成功突破5000米水深大关。共有来自13家单位的96名科研人员参加了本次海试任务。海试期间，共完成5次下潜作业，共有8人完成15人次下潜，下潜深度分别为4027、5057、5188、5184和5180米。潜水器在海底完成多次坐底试验，并在中国大洋协会多金属结核勘探合同区开展海底照相、摄像、海底地形地貌测量、海洋环境参数测量、海底定点取样等作业试验与应用，完成了各项试验任务。

　　本次海试是国家“863”计划海洋技术领域的重点任务，由科技部委托、国家海洋局组织、中国大洋协会具体实施，旨在检验和考核“蛟龙”号在5000米级深度的安全性能和作业能力，为开展更大深度海试和未来实际应用奠定基础。

　　这次海试成功，是我国海洋科技发展的一个里程碑，标志着我国具备了到达全球70%以上海洋深处进行作业的能力。

　　3 百亩超级杂交稻试验田亩产突破900公斤

　　杂交水稻之父袁隆平院士指导的超级稻第三期目标亩产900公斤高产攻关获得成功。百亩试验田位于湖南省邵阳市隆回县羊古坳乡雷峰村，18块试验田共107．9亩。9月18日，这片由袁隆平研制的“Y两优2号”百亩超级杂交稻试验田正式进行收割、验收。农业部委派的专家组，中国水稻所所长程式华、江西农业大学党委书记石庆华、农业部科教司推广处徐志宇等国内杂交稻专家一行现场组织指导对袁隆平院士研制的“Y两优2号”超级杂交稻进行收割验收作业，测得隆回县羊古坳乡雷峰村百亩片亩产达到926．6公斤。杂交水稻大面积亩产900公斤，这是世界杂交水稻史上迄今尚无人登临的一个高峰，也是袁隆平带领中国专家迎战世界粮食问题的新课题。此前，由袁隆平院士领衔的科研团队，先后在1999年、2005年，成功攻克超级杂交稻大面积亩产700公斤、800公斤两大世界难关，使中国杂交水稻超高产研究保持世界领先地位。

　4 首座超导变电站建成

　　4月19日，由中国科学院电工研究所承担研制的中国首座超导变电站在甘肃白银市正式投入电网运行。这也是世界首座超导变电站，标志着我国在国际上率先实现完整超导变电站系统的运行。这座变电站的运行电压等级为10．5千伏，集成了超导储能系统、超导限流器、超导变压器和三相交流高温超导电缆等多种新型超导电力装置，可大幅改善电网安全性和供电质量，有效降低系统损耗，减少占地面积，在核心、关键技术上获得了近70项完全自主知识产权。

　　这座超导变电站采用的四项超导技术中，超导储能系统是目前世界上并网运行的第一套高温超导储能系统；超导限流器是中国第一台、世界第四台并网运行的高温超导限流器；超导变压器是中国第一台、世界第二台并网运行的高温超导变压器，也是目前世界上最大的非晶合金变压器；三相交流高温超导电缆是研制时世界上并网示范的最长的三相交流高温超导电缆。

　　5 发现大脑神经网络形成新机制

　　复旦大学脑科学研究院马兰教授研究团队经3年多研究，发现一种在体内广泛存在的蛋白激酶GRK5，在神经发育和可塑性中有关键作用。这一发现揭示了GRK5在神经系统中的功能，以及调节神经元形态和可塑性的新机制，也给神经元发育异常引起的孤独症和唐氏综合征等疾病的治疗和药物研发提供了新的思路。这一发现刊登在美国《细胞生物学杂志》上，被选为研究亮点和封面论文，并被国际医学和生物论文评价系统“Faculty of 1000”选为“必读”论文，《科学》杂志子刊《科学—信号传导》撰文予以重点介绍。

　　很多影响认知的疾病，比如孤独症、精神发育迟缓、脆性综合征、唐氏综合征等都伴有神经元形态发育的异常。这一研究发现GRK5具有促进神经元形态发育的新功能，证明GRK5是一个促进神经网络形成、调节脑学习记忆等功能的重要蛋白质，为神经元发育异常引起的精神障碍的治疗和药物研发提供了新靶点。

　　6 世界最大激光快速制造装备问世

　　华中科技大学史玉升科研团队研制成功工业级的1.2米×1.2米、基于粉末床的激光烧结快速制造装备，这是世界上最大成形空间的此类装备，超过德国和美国的同类产品。这一装备与工艺的开发表明，我国在先进制造领域取得新突破，使我国在快速制造领域达到世界领先水平。

　　快速制造技术的最大优势是可以扩大人类的创意空间，加速工业产品设计与开发的步伐。已有200多家国内外用户购买和使用这项技术及装备，为我国关键行业核心产品的快速自主开发提供了有力手段。我国一些铸造企业应用该技术后，将复杂铸件的交货期由传统的3个月左右缩短到10天左右，我国发动机制造商将大型六缸柴油发动机的缸盖砂芯研制周期由传统方法的5个月左右缩短至一周左右。该技术被欧洲空客公司等单位选中，用于辅助航空航天大型钛合金整体结构件的快速制造。
　7 发现人肝癌预后判断和治疗新靶标

　　美国《癌细胞》（Cancer Cell）杂志发表了中国工程院院士、医学免疫学国家重点实验室主任曹雪涛课题组及其合作者的研究论文，报道了其通过深度测序技术进行人正常肝脏、病毒性肝炎肝脏、肝硬化肝脏和人肝癌microRNA组学分析，发现了microRNA-199表达高低与肝癌患者预后密切相关，证明microRNA-199能靶向抑制促肝癌激酶分子PAK4而显著抑制肝癌生长，从而为肝癌的预防判断与生物治疗提供了新的潜在靶标。该工作面向我国重大疾病防治需求和医学界目前普遍重视的转化医学研究，是集基础研究、生物技术与临床标本和病人资料分析等多家单位和学科交叉合作的成果。有关专家认为，该工作揭示的正常与疾病肝脏microRNA组数据为后期进一步研究microRNA在肝脏生理和肝脏疾病中的作用奠定了基础。

　　8 首座快堆成功实现并网发电

　　由中国核工业集团公司组织，中国原子能科学研究院具体实施，我国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快堆7月21日10时成功实现并网发电，标志着我国在占领核能技术制高点，建立可持续发展的先进核能系统上跨出了重要的一步。

　　该堆采用先进的池式结构，核热功率65兆瓦，实验发电功率20兆瓦，是目前世界上为数不多的大功率、具备发电功能的实验快堆，其主要系统设置和参数选择与大型快堆电站相同。以快堆为牵引的先进核燃料循环系统具有两大优势：一是能够大幅度提高铀资源的利用率，可将天然铀资源的利用率从目前在核电站中广泛应用的压水堆的约1%提高到60%以上；二是可以嬗变压水堆产生的长寿命放射性废物，实现放射性废物的最小化。快堆技术的发展和推广，对核能的可持续发展具有重要意义。

　　9 首座超深水钻井平台在上海交付

　　中国船舶工业集团公司上海外高桥造船有限公司为中国海洋石油总公司建造的“海洋石油981”3000米超深水半潜式钻井平台，5月23日在上海命名交付。

　　这座钻井平台是当今世界最先进的第六代超深水半潜式钻井装备，是中国实施南海深水海洋石油开发战略的重点配套项目。该钻井平台投资额60亿元人民币，将用于南海深水油田的勘探钻井、生产钻井、完井和修井作业，最大作业水深3000米，最大钻井深度12000米，总长约114米，宽90米，高137．8米，面积比一个标准足球场还大，高度相当于43层高楼。平台配置了目前世界上最先进的DP3动力定位系统和卫星导航系统。可谓海洋工程中的“航空母舰”。

　　“海洋石油981”深水钻井平台成功设计建造，填补了中国在深水钻井特大型装备项目上的空白，对于增强中国深水作业能力，实现国家能源战略规划，维护国家海洋权益等具有重要战略意义。

　　10 深部探测专项开启地学新时代

　　深部探测技术与实验研究专项，集中了国内118个机构、1000多位科学家和技术专家联合攻关，取得了一系列重大发现，为下一步地壳探测工程的实施奠定了基础。该专项计划实现覆盖大陆的大地电磁探测阵列网，目前中国大陆电磁标准网已完成全国4°×4°（经度×纬度）控制格架，华北实验区1°×1°观测网格。同时，初步建立起适应中国大陆地质地貌条件的深部精细结构探测技术体系，并首次按照国际标准建立了一个覆盖全国的地球化学基准网，在国际上首次建立了一套81个指标（含78种元素）的地壳全元素精确分析系统。此外，针对地壳活动性规律研究的应力测量技术也得到完善，有助于了解现今地震、地质灾害等发生的成因。
　我国首台自主研发和生产的1万米超深科学钻探装备于12月20日在成都竣工出厂。这标志着国家深部探测技术与实验研究专项取得了又一个里程碑式的进展。

　　获得提名的其他候选条目

　　（按报道时间先后为序）

　　我国进入国际计量界玻尔兹曼常数“第一梯队”

　　中国计量科学研究院科研人员新获得的玻尔兹曼常数kB =1.3806515×10-23 J·K-1，相对标准不确定度达到4.1×10-6，与国际科技基本常数委员会公布值的相对偏差小于1×10-6，成为目前国际计量界已获得的4个（美、英、法和中国）最高准确度的测量结果之一。对于我国参与温度单位开尔文的重新定义与国际温标赋值、紧跟国际温度计量的发展趋势具有里程碑意义。

　　基于“三道防线”理论的交通事故防治技术获重大突破

　　安徽三联事故预防研究所金会庆博士及其团队，首次将交通事故作为“疾病”，以事故多发驾驶人为“研究对象”，提出驾驶人的选拔，心理、生理监测及途中预警的“三道防线”系统工程理论，并研发出成套技术装备。在中国400多个城市应用取得良好效果，被联合国采纳，在中国济南创建全球首个“交通安全示范城市”。该成果在国内外引起广泛反响。5月6日，美国《科学》杂志“新闻聚焦”栏目对此作了专题报道。

　　光纤激光相干合成获重大成果

　　国防科技大学光电科学与工程学院研制的“千瓦级光纤激光相干合成试验系统”，在国际上首次实现光纤激光千瓦级相干合成输出，系统输出功率达到1.5千瓦。该系统在光纤激光相干合成理论和技术上有重大创新，是高功率激光相干合成领域的重大突破。系统综合水平达到国际先进，相干合成输出功率、宽谱和多波长激光相干合成等技术处于国际领先。这标志着我国科学家在光纤激光相干合成理论和技术领域获得了重大的自主创新成果。

　　高性能聚酰亚胺薄膜关键技术实现产业化

　　中国科学院化学研究所与深圳瑞华泰薄膜科技有限公司合作，通过8年的努力，掌握了具有我国自主知识产权的高性能聚酰亚胺薄膜制造技术，建成我国规模最大的高性能聚酰亚胺薄膜生产基地，目前达到年生产能力350吨。高性能聚酰亚胺薄膜，过去只有美国、日本等少数国家掌握其制造技术。该生产基地的建成投产，打破了国外厂家的垄断，加快了我国航空航天、太阳能等高端材料应用的国产化进程，为电子、电气等应用市场降低成本、提高竞争力起到积极作用，标志着我国在高性能聚酰亚胺薄膜材料的制造技术方面跻身于国际先进水平行列。

　　反应动力学研究获突破

　　中科院大连化物所分子反应重点实验室研究员张东辉、杨学明等人计算得到的微分截面是四原子反应体系的第一个全维精确的微分截面，并首次与高精确度交叉分子束实验结果在定量水平上得到了高度吻合，说明四原子量子动力学计算已经达到了非常高的精度，实现从三原子到四原子体系精确量子动力学的跨越，是分子反应动力学研究的一个重要突破。该成果发表在美国《科学》杂志上，审稿人称之为反应动力学发展的一个里程碑。
　提出冰期—间冰期印度夏季风动力学

　　印度夏季风以强烈的半球间水汽和热能传输为特征，但其在冰期—间冰期尺度上的变化机制却是一个悬而未决的科学难题。中科院院士安芷生等科学家，运用中国大陆环境科学钻探工程在云南鹤庆盆地获取的666米沉积岩心，通过10年的多学科交叉研究，从新的视角提出了“冰期—间冰期印度夏季风动力学”理论，揭示了南北半球冰量和气温通过控制越赤道气压梯度变化，驱动冰期—间冰期印度夏季风的变迁。研究成果8月5日以Research Article形式发表在《科学》上，同期专题评论认为“鹤庆古湖沉积物的分析对印度季风动力学机制的传统观点提出了挑战”。

　　大亚湾反应堆中微子实验开始获取数据

　　位于广东大亚湾核电站内的实验装置经过4年的建造，在地下100米深、距反应堆仅360米的近点实验大厅内，安装就位的两个中微子探测器已经探测到来自核电站反应堆群的中微子。该项实验有望揭开“反物质消失之谜”。有科学家评价，这一实验项目最终将中微子振荡幅度测量至1%的精度以内，这远比正在进行中的其他实验精确得多。这标志着对中微子第三种振荡模式的测量迈出了第一步。由我国科学家提出的大亚湾实验方案，并成立大亚湾合作组，目前已发展为由来自6个国家和地区的39个研究机构、250名研究人员组成。

　　数字中国地理空间框架建成

　　国家1：5万基础地理信息数据库更新工程已竣工验收，标志着数字中国地理空间框架初步建成。工程累计投入6000多人次，行程约1600万公里，完成了20多万张航空照片和8000多景卫星遥感影像的信息处理，录入了近600万条地名，描绘了1．4亿个地理要素，使信息要素由原来的101类增加到437类，数据内容详尽程度翻了一番多。 这个项目的成功实施将我国1：5万基础地理信息的现势性提高了20至30年，达到了5年之内，处于国际领先水平。

　　重离子治疗深层肿瘤技术和临床试验研究取得重要突破

　　中科院近代物理研究所承担的“重离子治癌关键科学技术问题研究”项目的实施，使我国成为世界上第4个开展重离子治癌研究的国家。项目组在兰州重离子加速器冷却环主环的实验区Ⅰ建立了重离子束流治癌配送系统，建立了一个满足临床研究的深层肿瘤治疗终端，并实现了重离子束深层肿瘤治疗过程中束流特性的实时监控，并与兰州军区总医院、甘肃省肿瘤医院等合作，完成了103例浅层肿瘤患者和45例深层肿瘤患者的临床治疗试验，疗效显著，无明显不良反应。该所已经具备了自主研发建造重离子治癌专用装置并使之产业化的技术实力。

　　刷新多光子纠缠制备与操控数目世界纪录

　　中国科学技术大学量子信息重点实验室李传锋、黄运锋研究组历时3年多，成功制备出八光子纠缠态，刷新了多光子纠缠制备与操控数目的世界纪录。他们通过改进纠缠光源制备方法，以特殊切割的非线性晶体制备出高亮度的双光子纠缠源，以一系列创新方法克服了八光子纠缠态的探测分析难题，最终验证了八光子的纠缠特性，并进一步利用产生出的纠缠态完成了八端口量子通信复杂性实验。该成果于11月22日发表在《自然—通信》上，标志着人类对多光子纠缠的制备与操控达到一个新的高度，将对加快量子通信网络、量子计算的应用起到有力推动作用。
2011年世界十大科技进展新闻

　　1 英国发明超薄“纳米片”制备方法

　　英国研究人员最近发明出通用快捷的纳米片制备方法，能够将多种材料制成只有一层原子的超薄纳米片。

　　英国牛津大学等机构的研究人员在美国《科学》杂志上报告说，只要将具有层状结构的原材料置于某些溶剂中，然后利用超声波对之进行振荡，就可以使这些材料分解成只有一层原子的纳米片。实验显示，氮化硼、二硫化钼、二硫化钨等物质都可以通过这种方法制成纳米片。

　　研究人员瓦莱里娅·尼科洛西说，本次研究所发明的方法简单快捷、成本低廉且产量高，有望在工业中大规模制备纳米片材料。

　　据介绍，纳米片可以制成各种薄膜，根据原材料性质的不同而用于诸多领域，如用于生产半导体和下一代电子器件等。本次研究将可能为这些工业领域带来革命性进步。

　　2 最大太阳能飞机首次跨国飞行成功

　　世界最大的太阳能飞机——瑞士制造的“太阳驱动”号5月13日在飞行12小时59分后，于瑞士时间同日21时39分在比利时首都布鲁塞尔降落，飞行距离630公里，成功完成首次跨国飞行。

　　“太阳驱动”项目发布的公报说，“太阳驱动”号由瑞士探险家安德烈·勃希伯格驾驶，于当地时间13日8时40分从瑞士帕耶那机场起飞，途经法国和卢森堡，平均时速50公里，最高时速达70公里，平均飞行高度1828米，最高达到3600米。

　　“太阳驱动”号翼展长度为63．4米，机翼上覆盖着太阳能电池板，为飞机上总重达400公斤的4个蓄电池充电。“太阳驱动”号自身重量约1600公斤，仅相当于一辆小货车。这次飞行平均时速50公里，最高时速达70公里，平均飞行高度1828米，最高达到3600米。太阳能飞机可充当空中观测和通信平台，其独特之处在于当气象条件允许时，这种飞机可源源不断地获取太阳能，长时间在某一空域盘旋工作。

　　3 科学家成功“抓住”反物质原子长达一千秒

　　欧洲核子研究中心的科研人员6月5日在英国《自然—物理》杂志上报告说，他们成功地将反氢原子“抓住”长达一千秒的时间，也就是超过16分钟，这有利于对反物质性质进行精确研究。

　　科学家在论文中说，他们在这一轮研究中，先后用磁场陷阱抓住了112个反氢原子，时间从1/5秒到一千秒不等。分析还显示，这次抓住的反氢原子大多数处于基态，也就是能量最低、最稳定的状态。这有可能是人类迄今首次制造出的基态反物质原子。如果能让反物质原子在基态存在10分钟到30分钟，就可以满足大多数实验的需要。在这一轮研究中，科学家最多一次抓住了3个反氢原子。他们希望能将更多的反氢原子束缚较长时间，使测量数据在统计上更加精确。

　　反物质至今是物理学领域的一大谜团。研究反物质原子的特性、比较它们与普通原子在物理规律上是否对等，可能有助于解开上述疑点。
　4 美国研制出世界上第一束生物激光

　　美国哈佛医学院的物理学家Malte Gather和Seok-Hyun Yun研制出世界上第一束生物激光。这种生物激光的关键是绿色荧光蛋白（GFP）。研究人员将一些产生了GFP的细胞置于两面镜子之间——它们的距离仅仅相当于一个细胞的宽度，即只有约20微米。为了发出激光，细胞中的GFP需要被另一束激光——约1毫微焦耳的低能蓝光脉冲所激发。虽然这种激光很微弱，但能被清晰地探测到，而用于生成激光的这个细胞仍然存活。科学家推测，这种生物激光能够在新型传感器或光基治疗中找到应用，例如，这种激光的使用通过使已有药物产生反应从而杀死癌细胞。

　　美国约翰·霍普金斯大学的材料科学家Qingdong Zheng推测，这种生物激光能够在新型传感器或光基治疗中找到应用，例如，这种激光的使用通过使已有药物产生反应从而杀死癌细胞。他说：“这是一项很棒的工作。”

　　5 美国研制成功反激光器

　　美国耶鲁大学的科研人员2月17日报告说，他们研制成功一种反激光器，进入这一装置的激光光束将彼此干涉进而互相抵消。该装置在未来的量子计算机等领域具有潜在用途。

　　研究者介绍说，传统激光器吸收电能，并在非常窄的频率范围内释放光。反激光器则吸收激光光束，最终释放热能，这些热能很容易转化为电能。此外，传统激光器利用“增益介质”，比如半导体物质来产生聚焦光束，而反激光器则利用硅作为“损耗介质”来捕获激光光束。

　　负责这项研究的耶鲁大学应用物理学教授道格拉斯·斯通表示，这一装置无法用于制造激光防护罩，其最明显的应用领域是高能计算机领域，还可以用作可随意开关的光学开关，相关技术也会在放射学领域派上用场。

　　这项研究成果发表在美国《科学》杂志上。

　　6 美国“好奇”号火星探测器发射升空

　　11月26日从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，这个探测器主要用于探索火星过去或现在是否存在适宜生命生存的环境。“好奇”号个头与小汽车相当，重约900公斤，是2004年登陆火星的“机遇”号和“勇气”号火星车的5倍多，长度约为它们的两倍。以核燃料钚提供动力的“好奇”号携带的探测设备更多、更先进，在火星表面的连续行驶能力也更强。经过约5.6亿英里（约合9亿公里）的旅程后，它预计于2012年8月6日在火星着陆，展开为期一个火星年（约687个地球日）的探测。

　　“好奇”号的着陆点预定在火星盖尔陨坑中心山丘的一处山脚下。盖尔陨坑位于火星赤道以南，得名于澳大利亚已故天文学家沃尔特·盖尔，形成于大约3.5亿至3.8亿年前，直径约为154公里，面积相当于美国康涅狄格州和罗得岛州之和。盖尔陨坑中心山丘的层状物含黏土和硫酸，着陆点周围存在沉积物形成的冲积扇，这些物质和地貌的形成都与水有关。
7 晶体中量子纠缠态信息存储成功

　　加拿大卡尔加里大学科学家和德国科学家合作首次成功在一种特殊晶体中存入光量子纠缠态的编码信息，该项研究成果是量子网络发展的一个里程碑，有望在不久的将来让量子网络成为现实。量子网络的一大优势是可以保护信息在传输过程中不被第三方截取。

　　参与研究工作的卡尔加里大学物理系教授沃夫冈·泰特尔介绍，他们在研究工作中将数据信息编码成光量子的纠缠态。在这种状态里，光量子之间形成“纠缠”关系，即便是它们游离开来相距甚远，也会保持这种“纠缠”关系。在某种程度上讲，这种“纠缠”关系意味着量子之间尽管相距甚远还将存在着通信联系。但困难在于，如何能够使它们固定不动而不破坏这种脆弱的量子链接。

　　研究人员使用了一种掺入稀土离子的晶体，并将其冷冻到零下270摄氏度。在此温度下，晶体材料性质发生变化，使得研究人员可以存储和提取这些量子，而不产生明显的退化。

　　8 中外科学家完成马铃薯基因组测序

　　14个国家的29个机构联合成立“国际马铃薯基因组测序协作组”，其中包括中国农业科学院蔬菜花卉研究所、深圳华大基因研究院等。

　　经过6年艰苦努力，该协作组发现，马铃薯基因组包含约3．9万个基因，几乎是人类基因数量的两倍。这项研究成果刊登在英国《自然》杂志上，并成为最重要的封面论文。论文通信作者之一、中国农业科学院蔬菜花卉所黄三文博士说，有了全基因组序列图，将加速马铃薯新品种的培育，原本需要10年至12年的育种过程将有望缩短至5年左右。此外，它还将有助于培育抗病、高营养、高产等优良特性的马铃薯新品种。黄三文透露，中国在这项耗资6000万美元的国际合作项目中发挥了主导作用。他说：“中方使用整个协作组5%的经费（约300万美元），完成了（论文中成果）70%的工作量。”

　　9 日本研制出世界最快计算机

　　日本IT业巨头富士通公司和日本理化研究所共同宣布已经在神户合作开发出一款运算速度可以达到每秒1.051万万亿次的超级计算机。这款新型超级计算机名为“京”，这是全球首款运算速度越过1万万亿次大关的“超级运算机器”。

　　超级计算机“京”是在日本文部科学省的监督下研制的，该计划原先的设想是由日本本土IT巨头富士通、日立和NEC公司共同承担这项耗资12亿美元的项目，但是在2009年的全球金融危机中，日立和NEC公司先后宣布退出。剩下的富士通公司独力支撑，决心用该公司自己生产的，专为高性能计算机设计的SPARC64 VIIIfx芯片进行研制。“京”采用864座机柜，连接超过8.8万块CPU，这些处理器经过设计能够进行联合运算。富士通此次并未给出“京”的耗电量水平数据，但是根据它在6月份达到每秒1000万亿次运算水平的时候，其实测功率约为9.89兆瓦，也就是大约每年989万美元的用电费用。
　10 荷兰制造出世界最小分子“电动车”

　　一辆堪称世界最小的“电动车”出现在英国《自然》杂志的封面上，这是一个结构特殊的分子，它也有四个“轮子”，当接收到电流时就向前“行驶”，不过，它“行驶”的距离要以纳米来计算。

　　荷兰格罗宁根大学等机构的研究人员合成的这个分子在中间有一根“主轴”，前后两端各有两个类似轮子的结构。如果用特别小的探针碰一下这个分子，为之提供电流，四个“轮子”就会开始旋转，驱动整个分子前行。在铜板表面对这辆“电动车”进行的测试显示，如果施加10次电流，它可以前进6纳米（1纳米为百万分之一毫米）。

　　这种分子“电动车”将来可用于许多微观领域，比如把微量药物送达人体所需要的地点。不过研究人员表示，这还有很长路要走，因为本次实验是在零下200多摄氏度的低温和高度真空环境中完成的，如何在常规环境下也能让分子“电动车”工作是首先要解决的问题。

　　获得提名的其他候选条目

　　（按报道时间先后为序）

　　在南非发现最古老的水和微生物

　　由德国、加拿大等国科学家组成的研究小组在南非地下约3000米的岩缝中发现了被测定已存在了约20亿年的地下水，他们根据地下水中多种化学元素特征来鉴定水的年龄，其中起决定作用的是水中惰性元素氖同位素的鉴定。鉴定结果表明，水中氖同位素的化学特征在其他地方从未被发现过。这很可能是地球上目前已发现的最古老的水。此外，研究人员还在南非岩缝水中发现了在完全与世隔绝的生态环境中仅靠吸收岩石解析到水中的无机矿物能量为生的微生物。德国科学家称它们很可能是地球上最古老的生命形式之一。科学家称这是一个重大地质发现。

　　日本首次在动物体外培育出精子

　　由日本横滨城市大学的生殖生物学家Takehiko Ogawa领导的研究人员摘除了出生两三天的幼鼠的睾丸，这是为了确保这些啮齿动物不会携带成熟的精子。他们将这些睾丸置于一个含有专用培养基的培养皿中。随后，研究人员便任由这些睾丸生长。大约1个月后，研究人员注意到这些睾丸看起来相当正常并且正在产生精子。随后，研究人员提取了精子并对雌鼠进行了人工授精，目前，受孕的雌鼠已产下12只健康的小鼠。利用相同的方法，研究人员甚至能够让已经冷冻了1个月的年轻睾丸产生精子。专家认为，这项技术对于治疗雄性不育具有重要意义。

　　发现已知最古老星系

　　一个国际天文学研究小组最近发现了一个距今135．5亿年的星系，是已知最古老的星系。由法国里昂大学里昂天文台约翰·理查德领导的研究小组利用美国哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜发现了这一星系，然后利用美国夏威夷凯克天文台的仪器测定了它距地球的距离为128亿光年。对该星系光谱的进一步研究显示，该星系中最早的恒星已有7.5亿年历史，研究人员因此断定该星系诞生于135.5亿年前。这一发现有助于揭开宇宙“黑暗时代”之谜。
　欧洲大型强子对撞机粒子束流亮度创新纪录

　　大型强子对撞4月22日凌晨创下新的世界纪录，其粒子束流亮度达到每秒每平方厘米4．67乘以10的32次方，打破美国费米国家实验室粒子加速器2010年保持的每秒每平方厘米4．024乘以10的32次方的粒子束流亮度。欧洲核子研究中心公报称，这一新纪录是大型强子对撞机运行的重要阶段，这也意味着获得新发现的可能更多。欧洲核子研究中心说，大型强子对撞机目前运行阶段将持续到2012年年底，其主要目标是收集到足够的实验数据，判定是否存在希格斯玻色子。希格斯玻色子被称为“上帝粒子”，是物理学“标准模型”理论中最后一种未被发现的基本粒子。

　　德国制造出迄今最强人工磁场

　　6月22日，德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心的研究人员制造出了强度为91.4特斯拉的磁场，打破数年前由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室所创造的89特斯拉的纪录，成为目前世界上最强的人造磁场。

　　这一磁场强度大约是地球磁场强度（0.00005特斯拉）的183万倍，医用核磁共振成像仪磁场强度（0.5~3特斯拉）的近百倍。科学家说，该装置虽然在强度上创造了世界纪录，但他们真正在意的是其在材料学领域的应用前景，更强大的磁场意味着科学家在对如新型电子元件或超导体进行测试时可以获得更高的精度。

　　石墨烯研究又获新进展

　　英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆与康斯坦丁·诺沃肖洛夫因制备石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖。现在，他们又从电子层面上研究了这种被认为是硅终结者的“神奇材料”，并声称这是石墨烯迈向实际应用的“巨大跃进”。海姆和诺沃肖洛夫在英国《自然—物理》杂志上发表论文说，研究结果发现，电子在石墨烯中的表现与在其他金属中大为不同。在石墨烯中，电子能像光子那样高速运动，其速度是在硅中的数十倍。这是一项令人激动的物理学发现，它可能直接应用于制造电子设备等方面。

　　英国培育出单倍体胚胎干细胞

　　包括人在内的哺乳动物都是双倍体，也就是细胞中有两套染色体，一套来自父方，一套来自母方。然而，双倍体对于基因研究来说，是个巨大困难，因为科学家很难确定动物的某一性状是哪一套染色体决定的。英国剑桥大学科学家利用实验鼠的卵细胞，在世界上首次培育出了哺乳动物的单倍体胚胎干细胞，这项成果将会极大推动基因研究。参与这一研究的科学家安东·伍兹说，胚胎干细胞能够分化成各种组织和器官，因此这项成果意味着，科学家有可能可以准确跟踪某一基因对动物性状的长期作用，这将有力提高基因研究的准确性。

　　科学家进一步确定人类老祖先出处

　　一个国际科学家团队在有“人类摇篮”之称的南非斯泰克方丹化石遗址地区出土了两具化石，一个少年男性和一个成年女性，科学家将它们划入一个新的物种——南猿源泉种。澳大利亚墨尔本大学科学家利用铀－铅测年技术和古地磁定年法，判定南猿源泉种生活在197.7万年前，这一时间比目前确定的人类祖先出现的时间要早。南猿源泉种脑部和身体有大量先进特征，而且其存在年代更早，这些使其成为人属的最佳候选祖先。研究人员在美国《科学》杂志发表5篇相关论文，认为南猿源泉种是衔接南方古猿和最早的人属物种——能人的关键一环。
　美科学家绘制出全球温室气体分析图

　　美国国家海洋和大气管理局、哈佛大学等机构的研究人员历时3年，首先利用“湾流V”远程探测飞机，飞跃南北两极，在全球范围内采集不同季节、不同高度的空气样本。同时借助先进测量工具，他们对大气层中80余种气体和颗粒进行了分析，最后根据样本数据和电脑模型计算，绘制出全球各季温室气体分析图，描绘了大气层中各温室气体的分布、流动状况。

　　研究人员说，他们已初步得出陆地植物和海洋吸收、排放的二氧化碳总量，这有利于分析二氧化碳在大气层中的循环过程，从而估算不断增加的温室气体排放量如何影响气候变化。

　　首次人工合成真核生物部分基因组

　　美国约翰斯·霍普金斯大学医学院等机构的研究人员对酵母的两个染色体片段进行改造，删去了其中重复的部分基因序列，尔后添加一些人工合成的基因序列，经人工改造的基因序列约占整个酵母基因组的1%。酵母在接纳如此“加工”的基因组后，仍能正常存活，未出现明显异常。此前曾有研究人员人工合成过一种细菌的基因组，但细菌属于原核生物，而酵母属于更高级的真核生物。本次研究是世界上首次成功合成真核生物的部分基因组，标志人工合成生物基因组的研究又迈出了重要步伐。