盘点：新冠与中国科学的2020
2020年，没有人猜到开头就是一场大疫，生命以未曾预料的方式消逝，世界陷入前所未有的混乱。
疫情犹如战场，需要科学家们的强力支援。医生们在一线抢救危重病人，病毒学家解析病毒序列，公共卫生学者为疫情防控建言献策，免疫学家们攻坚疫苗研发，探索在保证安全性的前提下加速进度。随着多款新冠疫苗研发成功，摆脱这场疫情，全球交流重启的希望就在前方。
新冠疫情改变了我们的学习、工作和出行。社交活动、工作学习转为线上，佩戴口罩与保持社交距离成为常态。抗疫需求也催生了许多技术应用，健康码、测温仪、智能机器人，已经深入到人们的生活。我们热烈拥抱技术进步带来的便利，也需警惕技术的滥用，谨记技术创新的初衷。
这一年，中国的基础科学依然势头强劲。“嫦娥五号”的月球之旅顺利结束，带回1.731千克月壤；浩瀚太空中，“天问一号”正在按计划飞向火星；天眼FAST的新发现，终结了天文学界持续多年的争论；量子计算机“九章”研制成功，第一次帮助中国实现了“量子计算优势”；随着最后一颗“北斗”导航卫星的升空，中国部署完成自己的全球卫星定位系统。
这一年，小学生写出博士论文、大教授却靠复制粘贴出成果；“双一流”大学首次评估即将落幕，但中国双一流距离“世界一流”还有几公里还是个问题。科学的进程是曲折的，科学精神的培育也是如此。
下面，让我们一起回顾2020年的科学故事。
年度关注：关于新冠，探索的路上我们走了多远
图源：Wall Street International Magazine：https://wsimag.com/economy-and-politics/61971-rebuilding-after-corona
自第一例新冠患者在武汉被报告至今，已经过去一年。这一年中，我们对新冠的科学认知不断更新，但仍有许多疑问悬而未决。
我们知道导致新冠肺炎的病毒是一种类SARS的冠状病毒，中国病毒学家在1月初就测出了它的全基因组序列。但是，新冠病毒的源头具体在哪里，如何进入我们人类社会，仍是科学家无法解答的问题。我们只知道它来源于动物，很可能是蝙蝠。
新冠的感染症状在不同人身上并非完全一样：常见的症状包括发烧或战栗、咳嗽、呼吸不畅、虚弱、肌肉酸痛、头痛、丧失味觉、呕吐、腹泻等等；也有一些人感染后虽然呼吸道等标本新冠病毒病原学检测阳性，但并没有任何发病的症状，他们是无症状感染者。
感染过新冠的人也可能核酸检测再次阳性，尽管他们只是人群中的极少数。在他们身上，我们不能分离出活病毒。科学家们还不清楚复阳的原因。最近一个研究认为，病毒的RNA有可能被逆转录到了被感染细胞的基因组中，但也有人认为证据不足，仍然需要继续探索。[1]
新冠病毒不仅可以感染人，还可以感染动物，包括猫、狗和水貂。美国动物园的老虎和南非动物园的美洲狮也中过招。来自荷兰和丹麦的报告表明，新冠病毒还可能从水貂传播给人类。
在寻找治疗新冠患者有效药物的路上，我们满怀希望，却又忐忑不安。好消息是，大部分人感染新冠病毒都是轻症，甚至没有症状，但老年人和有基础疾病的脆弱群体有更大的可能在感染后发展为重症
目前，只有地塞米松被证明有助于救治重症患者，而大多数被报以期望的药物，比如羟氯喹和洛匹那韦/利托那韦，最后都被证明无效。从新冠康复患者血浆中提取的免疫球蛋白对危重症患者有良好的治疗效果，但这种方法因原料的稀缺性无法大规模推广。
戏剧化的是，被称为“人民的希望”的瑞德西韦，世界卫生组织的团结试验显示没有证据表明瑞德西韦对提高患者生存率有用 [2]，而美国食品药品监督管理局（FDA）则批准用瑞德西韦治疗新冠肺炎，承认其有效性[3]。
疫情肆虐，全球经济活动和交流重启，所有人感染新冠后实现群体免疫的想法太天真，牺牲脆弱群体不是文明。进展迅速的疫苗研发给人们带来些许希望。
世界各地的疫苗研发团队采取的路线虽各不相同，但其中的佼佼者都将疫苗的研发周期从原来的两到三年甚至更久缩短到了一年以内。跨国药企辉瑞（Pfizer）和德国公司BioNTech合作研发的mRNA疫苗三期试验结果显示达95%的有效率，已在美国、英国等六个国家批准使用；美国公司Moderna的mRNA疫苗三期试验有效性达到94.5%；中国国药北京生物制品研究所的灭活疫苗三期有效性86%，已在阿联酋注册；英国阿斯利康公司（AstraZeneca）和牛津大学团队的腺病毒载体疫苗虽然因为一个实验设计中的意外“误打误撞”获得了最高90%的有效率，也将迎来英国监管机构的评估。[4]
上个周六，国务院发布会介绍了新冠疫苗的接种“两步走”策略，第一步针对感染风险较高的重点人群，第二步符合条件的群众可以“应接尽接”。对于普通人而言，明年打上新冠疫苗似乎是一件可以期待的事。不过，疫苗的效果能持续多久，是否能达到一年或两年，甚至更长时间，囿于观察时间限制，我们还无从得知。冬天还未过去，保持社交距离，做好防护依然是正经事。
国内五项重大科学进展
01 中国天眼多次探测到“快速射电暴”
FAST望远镜探测到快速射电暴；摄影：黄琳、杨清亮，王铂钧、张春风、姜金辰；后期：崔起生；图源：北京大学新闻网https://news.pku.edu.cn/jxky/4b63d7ddc32c493b861d4de24821c325.htm
“快速射电暴” 是2007年发现的一种来自银河系外的射电天文现象。它是一种爆发持续时间仅为几个毫秒的无线电脉冲，却可在这极短的时间内显示出极高的亮度。射电天文学家们至今仍未理解引起这一现象的高能天体物理过程。中国的500米口径球面射电望远镜（FAST）今年首次探测到快速射电暴多次重复爆发，其探测成果让科学家们离真相近了一步。
10月29日和11月5日（北京时间10月28日和11月4日），《自然》杂志发表了两篇基于FAST的快速射电暴研究成果，它们由来自北京大学科维理天文与天体物理研究所、中国科学院国家天文台和美国内华达大学的研究人员完成，描述了快速射电暴的新特征。[5]
国际上关于射电暴的主流理论有二，一方认为它是宇宙灾变事件造成的爆发，另一方则认为它是粒子在强磁场中穿行产生的。中科院国家天文台首席研究员韩金林表示，通过对11次射电爆发的高灵敏度偏振信号解析，FAST用直接的观测结果否定了宇宙灾变的理论。[6]
天文学高度依赖观测，而FAST就是一只最好的“天眼”。自今年1月11日开放运行以来，它已发现了240多颗脉冲星，基于FAST数据发表的论文达40余篇。自11月位于波多黎各的阿雷西博天文台（Arecibo Observatory）的305米口径射电望远镜平台在退役前坍塌，FAST成为世界上唯一的巨型射电望远镜。
02 北斗导航系统建成
6月26日，第55颗北斗导航卫星发射成功，随着它的顺利入轨，北斗三号全球卫星导航系统星座部署完成。目前，导航市场主要被美国GPS系统垄断。中国自20世纪80年代形成了国产卫星导航系统“三步走”发展战略，2000年年底建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；2020年，全面建成北斗三号系统，向全球提供服务。
北斗三号卫星总设计师陈忠贵介绍，此后，北斗卫星导航系统的重点工作今后将从工程建设转移至维护稳定运行、提高服务水平。[7]
03 “嫦娥” 月球挖土归来
图源：中国探月与深空探测网
中国探月计划的“绕落回”三部曲迎来终章。11月24日凌晨4点半，“嫦娥五号“探测器随长征五号运载火箭在海南文昌火箭发射基地升空。12月17日凌晨1点59分，“嫦娥五号”返回器携带1.731千克的月球样品 [8]，按预定计划着陆于内蒙古四子王旗航天着陆场。[9]
通过月壤，科学家们可以研究月亮岩石圈的组成和分布和地月演化的历史信息。在此之前，中国曾从美国处获赠过1克月壤，其中0.5克用于研究。[10] 12月17日，国家航天局副局长吴艳华表示，中国政府愿意与各国志同道合的机构和科学家共享月球样品、有关探测数据，以进行科学分析。
04 “天问一号” 奔向火星
天问一号发射 图源：中国航天科工集团有限公司
7月23日，“天问一号”火星探测器在海南文昌发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空。至今，它已累计飞行约3.7亿公里，飞离地球1亿多公里。
国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华12月17日表示，按预定计划，“天问一号”将于明年2月中旬到达火星，开始绕火探测；明年5月中旬计划着陆火星巡视探测。[11] 这是继2011年因发射失败而坠毁的“萤火一号”之后，中国火星探测计划再度启程。
“天问一号”背负五大科学目标，将研究火星形貌与地质构造特征、表面土壤特征与水冰分布、表面物质组成、大气电离层及表面气候与环境特征、物理场与内部结构。[12]
05 中国量子计算实现优越性
九章量子原型机
2020年的最后一个月，中国量子计算团队传出捷报，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队研发的光子量子计算机实现了“量子计算优越性”，这意味着其求解某一特定问题的速度达到目前全球最快的超级计算机的一百万亿倍，远超经典计算机。[13] 北京时间12月4日凌晨，该工作在《科学》杂志在线发表。此前的2019年10月，谷歌曾在全球第一次实现量子计算优越性。
在全球范围内，量子计算机目前还未实现解决实际问题的应用，一些专家也认为从实验到应用仍有很长的路要走，而目前经典算法也仍有突破优越性的可能。陆朝阳对量子计算在未来的迅速发展抱有信心，他认为，量子计算优越性的实现并非一蹴而就，而是不断迭代的经典算法和不断提升的量子计算硬件的竞争，而量子计算终将产生经典计算机无法企及的算力。
-
焦点事件
-
焦点事件
-
焦点事件
-
焦点事件
-
焦点事件
-
焦点事件
-
焦点事件
-
焦点事件
-
焦点事件
-
企业风采
-
焦点事件
