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2008年中国重大科学进展

0坚持“科学、技术、工程”三大原则

基于科学、技术和技术推动的五年来，该杂志选自“半个月的技术传播指数”、“半个月的科技形势”、“国内外科技形势”、“科学社区恐慌”、“科技事件”、“图像明”等专栏文章，以及国内外重要学术期刊和科技媒体发布的关于中国科技新闻的文章[7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、34和35]。2008年，中国的科学进步、技术进步和重大工程进步继续集中。编辑团队选择了今年中国的10项主要科学成就、技术进步和重大工程进步。

遴选2008年中国重大科学、技术和工程进展时,本刊坚持下述4个基本原则:(1)分门别类的原则:分为“科学”、“技术”和“工程”3大类遴选;(2)宁缺毋滥的原则:遴选出的各项重大科学进展、重大技术进展和重大工程进展尽量能得到科技界比较广泛的认同,不人为地凑数量;(3)以时为序的原则:每项重大进展必须是在2008年1月1日至2008年12月31日期间报道、发表或公布,本文所列排名不分先后,均按报道、发表或公布的时间先后排序;(4)叙述事实的原则:遴选出的每项重大进展必须已经在公开出版的学术期刊、正规媒体上发表或由中国科技管理部门公开发布,并尽量采用叙述事实的方式描述。

12008年中国科学进步

1.1维“伊辛模型”最高对称的确定和求解

“伊辛模型”是一个最简单的描述无限多个相互作用的自旋的物理模型,它具有非常丰富的物理内容,有助于发现物理世界的基本规律,还可被推广用于研究连续的量子相变、基本粒子的超弦理论、动力学临界行为等。精确求解三维“伊辛模型”一直被公认为是物理学领域的一大难题,而得出精确解的困难最后归结为拓扑学的纽结问题。沈阳材料科学国家(联合)实验室张志东博士从低维空间的扭曲和纽结可以被高一维空间的旋转打开出发,引入第四维度和相关的旋转变换作为处理拓扑学问题的边界条件,计算出三维“伊辛模型”的配分函数、比热、自发磁化强度等物理性质以及临界温度、临界指数,发现系统的对称性越高居里温度越高,在三维系统具有最高对称性的简单立方“伊辛模型”具有最高的居里温度黄金解,在二维系统具有最高对称性的正方“伊辛模型”具有最高的居里温度白银解。其获得的结果具有一定的对称性和美学价值,并可返回到二维和一维的结果,被英国《哲学》杂志审稿人评价为,“过去几十年间,三维‘伊辛模型’领域的最重要进展……可作为三维伊辛情况精确描述的一个基准”。

1.2铁基超导体的获得

自从层状铜氧化合物高温超导体发现以来,科学家一直都在致力于寻找更高临界温度的新超导体。然而,长期以来,临界温度高于40K的超导体只有铜氧化合物超导体。中国科技大学微尺度国家实验室陈仙辉教授在国际上首次获得临界温度超过40K的铁基超导体,相关研究发表在6月5日出版的英国《自然》杂志上。研究人员通过电阻率和磁化率测量表明,该体系的超导临界温度已达到43K,是除铜氧化合物高温超导体之外第一个临界温度超过40K的非铜氧化合物超导体,突破了“麦克米兰极限”(即传统超导临界温度最高只能达到39K),说明该体系是一个非传统的高温超导体。有关专家认为,非铜氧化合物铁基超导体的发现,无论在高温超导的应用以及对高温超导机制的理解方面均有重大意义。

1.3有基因对水稻5基因的控制

水稻栽培品种目前分为籼稻和粳稻两个亚种,亚种之间杂种具有很强的优势。长期以来,水稻育种专家一直试图通过亚种间杂种优势来提高水稻的产量,但进展有限,原因是籼、粳稻亚种间杂种育性下降,结实率很低。早在1984年,日本水稻育种家就发现了这个现象,并猜测有基因在控制,但却没有作深入研究;科学家还发现,水稻中存在一类被称之为广亲和品种的特殊种质资源,它与籼稻和粳稻杂交的后代都表现正常的可育性。华中农业大学张启发院士领导的科研团队,经过18年的奋斗,成功分离克隆出一个控制水稻籼稻、粳稻杂交不育和广亲和性状的主效基因,命名为S5。该研究成果8月13日发表在美国《国家科学院院刊》上。研究结果表明,S5基因编码的一个天冬氨酰蛋白酶,通过控制雌配子的育性而影响水稻的结实率;籼粳稻的S5等位基因间仅有两个碱基的差别,引起相应蛋白质两个氨基酸的替换,造成其杂种的不育;广亲和品种的S5基因(广亲和基因)则因其大片段缺失,导致功能丧失,无论与籼稻还是粳稻杂交,都不影响杂种的育性。研究人员通过对16个不同品种(包括籼稻、粳稻和广亲和品种)的测序,进一步证实了以上结果。

1.4利用sdss-iii的大样本晕星数据进行分析

银河系的质量对研究银河系形成具有十分重要的意义,过去的研究表明,银河系质量约为2千亿个太阳质量。这些研究由于所采用的样本数目小(50~500),且多为晕星