当前位置:首页 > 二级导航 > 科学技术传播 > 正文

2023年国内十大科技新闻,2023年国际十大科技新闻,2023年度十大科技名词揭晓!

时间:2023-12-26 18:22 来源: 编辑:admin

核心提示

2023年国内十大科技新闻揭晓中国管理科学杂志社2023-12-26 08:06 发表于北京 ◎ 科技日报记者 陆成宽25日,由科技日报社主办、部分两院院士和媒体人士共同评选出的2023年国内十大科技...

2023年国内十大科技新闻揭晓
中国管理科学杂志社2023-12-26 08:06 发表于北京 
◎ 科技日报记者 陆成宽
25日,由科技日报社主办、部分两院院士和媒体人士共同评选出的2023年国内十大科技新闻揭晓。

入选的2023年国内十大科技新闻分别是:

  • 中央科技委员会组建

  • 作物主效耐碱基因及其作用机制首次揭示
  • 国产大飞机C919完成商业首飞
  • “中国天眼”发现纳赫兹引力波存在关键证据
  • 51个超导量子比特簇态制备刷新世界纪录
  • 国家太空实验室正式运行
  • 人体免疫系统发育图谱绘制
  • 新款忆阻器存算一体芯片成功研制
  • 国产首艘大型邮轮命名交付
  • 全球首座第四代核电站投产

01

中央科技委员会组建


今年3月,《党和国家机构改革方案》(以下简称《改革方案》)印发,提出加强党中央对科技工作的集中统一领导,组建中央科技委员会,重新组建科学技术部,聚焦科技工作前瞻性谋划、系统性布局、整体性推进,加快实现高水平科技自立自强。

科技创新在我国现代化建设全局中居于核心地位。面对国际科技竞争和外部遏制打压的严峻形势,必须进一步理顺科技领导和管理体制,更好统筹科技力量在关键核心技术上攻坚克难,加快实现高水平科技自立自强。

《改革方案》明确,组建中央科技委员会。加强党中央对科技工作的集中统一领导,统筹推进国家创新体系建设和科技体制改革,研究审议国家科技发展重大战略、重大规划、重大政策,统筹解决科技领域战略性、方向性、全局性重大问题,研究确定国家战略科技任务和重大科研项目,统筹布局国家实验室等战略科技力量。

《改革方案》明确,中央科技委员会办事机构职责由重组后的科学技术部整体承担。

02

作物主效耐碱基因及其作用机制首次揭示

盐碱地变良田,这是人类千百年的梦。如今,我国科学家的最新成果让人类朝这个目标更进一步——他们以耐盐碱作物高粱为材料,首次发现主效耐碱基因AT1及其作用机制。大田实验证明,该基因可显著提升高粱、水稻、小麦、玉米和谷子等作物在盐碱地的产量,有望大幅提升盐碱地综合利用水平。

该研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗、中国农业大学教授于菲菲、华中农业大学教授欧阳亦聃等领衔的科研团队与多家合作单位共同完成。相关成果3月24日在《科学》和《国家科学评论》发表。

“世界范围内存在数亿公顷的盐碱地,优质耐盐碱作物品种的培育与推广,将有效提升盐碱地产能,对保障粮食安全意义重大。”谢旗介绍。目前,全球在作物耐盐研究方面已取得大量成果,但在作物耐碱机制方面,仍知之甚少。

研究团队对高粱遗传资源进行了全基因组大数据关联分析,发现一个主效耐碱基因AT1。该基因与水稻的粒形调控基因GS3同源,研究团队还揭示了作物耐盐碱的分子机制。随后的研究发现,AT1/GS3基因在主要粮食作物水稻、小麦、玉米、谷子中的调控机制也高度类似。

03

国产大飞机C919完成商业首飞   

5月28日,是一个值得载入史册的日子。这一天,国产C919大型客机圆满完成首次商业载客飞行,正式进入民航市场,开启市场化运营、产业化发展新征程。

大型客机被誉为“现代制造业的明珠”,是一个国家科技能力、工业水平和综合实力的集中体现。C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机,于2007年立项,2017年首飞,2022年9月完成全部适航审定工作后,获中国民用航空局颁发型号合格证。

从设计、研发、制造到完成数百个试飞科目、数千个小时飞行的适航取证审定工作,再到首次商业载客飞行,16年来,C919一棒接着一棒跑,闯过了一道道险关难关,让中国的“大飞机梦”一步步照进现实。

通过C919的设计研制,我国掌握了民机产业5大类、20个专业、6000多项民用飞机技术,带动新技术、新材料、新工艺群体性突破。

风雨兼程十余载,逐梦蓝天向未来。C919首次商业载客飞行,标志着C919的“研发、制造、取证、投运”全面贯通,中国民航商业运营国产大飞机正式“起步”,中国大飞机的“空中体验”正式走进广大消费者。未来,C919必将在新征程上高飞远航。

04

“中国天眼”发现纳赫兹引力波存在关键证据
搜寻纳赫兹引力波是国际物理和天文领域备受关注的焦点问题之一。利用被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜,我国脉冲星测时阵列(CPTA)研究团队发现纳赫兹引力波存在的关键证据。这是纳赫兹引力波搜寻的一个重要突破,表明我国纳赫兹引力波研究与国际同步达到领先水平。相关研究成果6月29日在线发表于《天文与天体物理研究》。

作为一种低频引力波,波长可长达几光年的纳赫兹引力波是宇宙里亘古恒久的背景噪音。比起2016年人类最早发现的高频引力波,它们更难被“收听”到,需要基于长达数年的数据采集。

利用大型射电望远镜对一批自转极其规律的毫秒脉冲星进行长期测时观测,是目前已知唯一的纳赫兹引力波探测手段。

“利用‘中国天眼’,我们对57颗毫秒脉冲星开展了长期系统性监测,同时将这些毫秒脉冲星组成了银河系尺度大小的引力波探测器,以搜寻纳赫兹引力波。”论文通讯作者、中国科学院国家天文台/北京大学研究员李柯伽说,功夫不负有心人,在深入分析“中国天眼”收集的3年5个月的数据后,CPTA团队找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。

北京大学讲席教授、美国艺术与科学院院士何子山认为,这一重大科学突破对星系演化和超大质量黑洞研究具有深远影响,也为引力波天体物理学打开了全新的窗口。

05

51个超导量子比特簇态制备刷新世界纪录

继实现10比特、12比特、18比特的真纠缠态制备之后,来自中国科学技术大学等单位的研究人员又取得了重要突破——成功实现51个超导量子比特簇态制备和验证,刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录。相关成果7月12日在线发表于《自然》杂志。

超导量子计算被普遍认为是最有可能率先实现实用化量子计算的方案之一,因而备受关注。作为量子计算的基本单元,量子比特不同于非0即1的经典比特,它可以“同时”处于0和1叠加态,即量子相干叠加态。

当人们把量子叠加拓展到多量子比特体系,自然就导致了量子纠缠的概念。多个量子比特一旦实现了相干叠加,其代表的状态空间将会随着量子比特的数目增多而呈指数增长。这被认为是量子计算加速效应的根源。多年以来,实现大规模的多量子比特纠缠一直是各国科学家奋力追求的目标。

然而,由于更大规模的真纠缠态制备要求高连通性的量子系统、高保真的多比特量子门以及高效准确的量子态保真度表征手段,此前真纠缠比特的规模未能突破24个量子比特。

该研究将量子系统中真纠缠比特数目的纪录由24个大幅突破至51个,充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性,对研究多体量子纠缠、实现大规模量子算法以及基于测量的量子计算等具有重要意义。

06

国家太空实验室正式运行
“天宫课堂”为我们带来了奇妙、有趣的太空实验,而更多关于太空奥秘的探索正在国家太空实验室里有序开展。

在8月18日举行的载人航天工程空间应用与发展情况介绍会上,中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强表示,中国国家太空实验室目前已正式运行,并建立起独具中国特色的近地空间科学与应用体系,空间应用正有序展开、成果频现。

2022年底,中国空间站完成全面建造,进入为期10年以上的应用与发展阶段。在这一阶段,我国将常态化开展载人飞行,航天员将长期在轨飞行,在很多领域开展大规模的空间科学实验和技术实验任务。全面建成的中国空间站,是我国覆盖空间科学相关学科领域最全、在轨支撑能力最强、兼备有人参与和上下行运输等独特优势的国家太空实验室。

6月4日,神舟十五号顺利返回地球。此次“太空出差”,神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。10月29日,一场“太空会师”再次上演,神舟十七号与神舟十六号两个乘组在中国空间站胜利会面。这是在我国首艘载人飞船神舟五号实现中华民族千年飞天梦20周年之际,我国第一批、第二批和第三批航天员首次在中国空间站同框。

07

人体免疫系统发育图谱绘制
作为防止病毒细菌等病原体入侵的“卫士”,免疫细胞是人体免疫系统中不可或缺的组成部分。明确免疫细胞类型、分化及功能状态,对了解免疫力和揭示免疫相关疾病的发生发展机制具有重要意义。

9月12日,《细胞》在线发表一项关于免疫细胞的重要进展。来自中国科学院深圳先进技术研究院等单位的科研人员成功绘制了覆盖组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的人体免疫系统发育图谱,有望推动全球免疫学和发育生物学领域的发展。

在这项研究中,科研人员利用自动化、高通量的合成生物研究大科学装置,自主搭建单细胞转录组测序平台,对发育中的免疫细胞开展“解码”,并以这样的海量数据为基础绘制人体免疫系统发育图谱。

同时,他们还发现了免疫细胞的两个新类型:广泛存在于多个组织脏器、促进血管生成的巨噬细胞,以及存在于中枢神经系统之外的类小胶质细胞。

对于这项研究,中国科学院院士、厦门大学教授韩家淮给予了高度评价。他说:“这项研究拓展了人们对人体免疫发育特别是巨噬细胞多样性、分化和功能的认知,有助于深入理解免疫系统的功能和调控机制,为疾病诊断、免疫治疗和新疗法开发提供重要的基础。”


08

新款忆阻器存算一体芯片成功研制
10月10日,一个消息不胫而走,冲上微博热搜:基于存算一体计算范式,清华大学集成电路学院教授吴华强、副教授高滨团队研制出全球首款全系统集成、支持高效片上学习(机器学习能在硬件端直接完成)的忆阻器存算一体芯片。相关研究成果在线发表于《科学》杂志。

“我们研发的这款存算一体芯片,展示出高适应性、高能效、高通用性、高准确率等特点,能有效强化智能设备在实际应用场景下的学习适应能力。”高滨在接受记者采访时介绍。

据了解,这款芯片包含支持完整片上学习所必需的全部电路模块,成功完成图像分类、语音识别和控制任务等多种片上增量学习功能验证。相关成果可应用于手机等智能终端设备,还可以应用于边缘计算场景,比如汽车、机器人等。

更重要的是,相同任务下,这款芯片实现片上学习的能耗仅为先进工艺下专用集成电路系统的3%,展现出卓越的能效优势,具有满足人工智能时代高算力需求的应用潜力;它揭示了人工智能时代下边缘学习的新范式,为突破冯·诺依曼传统计算架构下的能效、算力瓶颈提供了一种创新发展路径。

09

国产首艘大型邮轮命名交付

建造中国人自己的大型邮轮,是中国几代造船人的夙愿。今年,造船人夙愿得偿。11月4日,我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”正式命名交付。这标志着我国从此实现了国产大型邮轮制造“零的突破”。


据悉,“爱达·魔都号”总吨位13.55万吨,长323.6米,宽37.2米,最大高度72.2米;全船搭载107个系统、5.5万个设备,包含2500万个零部件,完工敷设4750公里电缆;船上有客房2125间,可容纳乘客5246人……这艘庞然大物犹如一座“海上现代化城市”。


大型邮轮与大型液化天然气运输船、航空母舰并称为造船工业“皇冠上的三颗明珠”,设计、建造难度极高,是体现一个国家工业实力和科技水平的标志性工程。此次“爱达·魔都号”的设计建造成功,标志着我国造船业自主实现了大型邮轮重量控制、减震降噪等主要核心技术的突破。


10

全球首座第四代核电站投产
12月6日,山东荣成传来好消息:华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程在稳定电功率水平上正式投产,转入商业运行。这是我国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站,标志着我国在高温气冷堆核电技术领域已处于全球领先地位。

这座核电站由中国华能牵头,联合清华大学、中核集团共同建设,于2012年12月开工,2021年12月首次并网发电。目前,石岛湾高温气冷堆核电站首台(套)设备达2200多台(套),创新型设备有600余台(套),设备国产化率达到93.4%。

据悉,华能山东石岛湾核电站集聚了设计研发、工程建设、设备制造、生产运营等产业链上下游500余家单位,先后攻克多项世界级关键技术。核电站的商运投产,对促进我国核电安全发展、提升我国核电科技创新能力等具有重要意义和积极影响。

依托这一工程,我国系统掌握了高温气冷堆设计、制造、建设、调试、运维技术,中国华能和清华大学共同研发了高温气冷堆特有的调试运行六大关键核心技术,培养了一批具备高温气冷堆建设和运维管理经验的专业人才队伍,形成一套可复制、可推广的标准化管理体系,并建立起以专利、技术标准、软件著作权为核心的自主知识产权体系。



入选的2023年国际十大科技新闻分别是:
  • 活体组织中“长出”电极

  • 雄性小鼠产生功能性卵细胞

  • 双缝实验在时间维度重建

  • 国际团队公布引力波背景辐射划时代发现

  • 单原子X射线信号首次探到

  • 人类Y染色体组装与分析完成

  • 神经网络设计出全新蛋白质

  • 中国国家太空实验室正式运行

  • 迄今最全人脑细胞图谱发布

  • 大型语言模型不断迭代升级


01

活体组织中“长出”电极


生物体和技术之间的物理界限正在变得模糊。

瑞典研究人员通过注入以酶作为“组装分子”的凝胶,再利用人体分子作为触发器,首次成功地在活体组织中培育出电极。今年2月发表在《科学》杂志上的这项成果,为在生物体中形成完全集成的电子电路铺平了道路。

瑞典林雪平大学、隆德大学和哥德堡大学研究团队将神经组织与电子设备连接了起来。通常来说,刚性电子设备和软组织之间的不匹配,可能会损害脆弱的生命系统。但该团队使用可注射凝胶直接在体内制造出软电极。注射到活体组织后,凝胶中的酶分解体内的内源代谢物,从而引发凝胶中有机单体的酶聚合,将其转化为稳定、柔软的导电电极。研究人员通过将凝胶注射到斑马鱼和药用水蛭中,验证了这一过程。凝胶在两种生物体中聚合并在组织内“生长”出了电极。

这种直接在活体组织内创建电子电路的方法,提供了通过神经系统电信号或调节神经回路就能治疗疾病的途径。

02

雄性小鼠产生功能性卵细胞

这是一项能启发或推动未来生育力的研究。

《自然》杂志3月发表的论文报告了一项干细胞研究重磅成果:将雄性小鼠干细胞转化为雌性细胞并产生功能性卵细胞。这些卵细胞在受精后得到的胚胎中,约有1%能产生健康的后代。

雄配子和雌配子——分别为精子和卵母细胞(卵子),由名为原生殖细胞的一类干细胞产生。这些干细胞分化成配子,需要性染色体发挥正常功能。

此前有研究探索过改变原生殖细胞性别的可能性,结果发现配子的产生或是减少,只能产生生育力很低的细胞。但这一次,日本九州大学林克彦团队报告了利用多能干细胞有可能产生更健全的卵细胞。团队使用了成熟雄性小鼠尾巴的皮肤细胞(携带XY染色体),并把这些细胞转化成诱导多能干细胞。他们将这些干细胞进行体外培养,这个过程会产生一部分罕见缺失Y染色体的细胞(约占6%的培养细胞),即XO细胞。

这些XO细胞在培养基中的继续发育能诱导X染色体的复制。使用干扰细胞分裂的逆转素药物处理细胞,能提高X染色体的复制效率。最后得到的双X染色体的细胞被诱导分化为原生殖细胞样细胞,再分化成卵细胞,这些卵细胞经过受精并植入一个小鼠的子宫后,产生了可存活的后代。

尽管仍需更严格地评估将雄性细胞变成雌性细胞对于基因组稳定性的影响,但这一重磅成果对于未来的研究和应用十分重要。

03

双缝实验在时间维度重建   


英国科学家托马斯·杨在19世纪对光波干涉的观察是物理学史上最具标志性的实验之一,对量子物理学产生了深远影响。现在,它有了新进展。

今年4月,英国科学家借助一种能在飞秒(千万亿分之一秒)内改变特性的“超材料”,在时间而非空间维度重现了著名的双缝实验。最新实验揭示了更多光的基本性质,也为创造出能在空间和时间尺度上精细控制光的终极材料奠定了基础。

这一实验原本涉及光通过空间中的一对“狭缝”的衍射,但新研究表明,使用双缝在时间上实现等效效果是可能的。伦敦帝国理工学院研究团队在实验中用到了氧化铟锡薄膜,在飞秒这样超快的时间尺度上,这种材料的反射率会被激光改变,为光创造出“狭缝”。研究人员通过快速连续两次打开和关闭半导体镜的反射率并沿着从镜反射的光的频谱记录干涉条纹,实现了这一目标。他们的实验发现,干扰发生在不同频率的波之间,而不是不同的空间位置之间。

这项成果未来或有多种应用,例如用于信号处理和通信或光计算的光开关。

04

国际团队公布引力波背景辐射划时代发现

如果将引力波背景比喻成古老而神秘的歌声,那么“合唱团”每天都在以不同的频率演出。现在,通过对脉冲星的监测,科学家终于听到了歌声,换句话说,拿到了引力波背景的第一个证据。

经过15年的数据收集,今年6月,科学家们第一次“聆听”到了在宇宙中荡漾着的引力波永恒合唱,声音比预期要大得多。这是针对引力波背景的划时代重大发现。

引力波背景辐射是由许多不同的引力波源叠加而成的,它们的频率和强度都不相同,但都很低,它们应该存在于我们周围,并可能会告诉我们它恒久隐藏着的重要信息。但遗憾的是,关于其存在和组成,一直只是理论化的产物。

6月发表在《天体物理学杂志快报》上的一系列新论文中,科学家报告了他们的成果。此次探测到的引力波背景最可能的来源是陷入“死亡螺旋”的一对超大质量黑洞。这些黑洞庞大到能达到数十亿个太阳质量。由于几乎所有星系,包括银河系中心都盘踞着这样一个黑洞怪物。因此当两个星系合并时,它们的超大质量黑洞会相遇并开始相互绕转。一旦两个黑洞足够接近,就有可能被脉冲星计时阵列观测到。

北美纳赫兹引力波天文台团队表示,目前他们还只能测量整体引力波背景,而不能测量单个“歌手”或“乐器”的辐射。即便如此,也足以令整个天文物理学界惊喜,因为“引力波背景的声音大约是预期的两倍”。美国耶鲁大学助理教授明加雷利称,这是人们能从超大质量黑洞中创建的模型的上限。

05

单原子X射线信号首次探到 

让材料检测方式发生历史性突破,并不是仅仅依靠设备升级就可以,科学家们需要从原子水平进行革新。

6月,来自美国俄亥俄大学、阿贡国家实验室、伊利诺伊大学芝加哥分校等的科学家,首次拍摄到了单原子X射线信号,这一突破性的成就有望彻底改变人们检测材料的方法。


因为单个原子产生的X射线信号极其微弱,传统探测器的灵敏度不足以检测到它。为解决这个问题,该团队在传统的X射线探测器上添加了一个锋利的金属尖端,该探测器放置在待研究样品上方仅1纳米处。当锐利的尖端在样品表面移动时,电子穿过尖端和样品之间的空间产生电流,这本质上检测到每个元素独特的“指纹”,从而使该研究人员将扫描隧道显微镜的超高空间分辨率与强X射线照明提供的化学灵敏度结合了起来。

06

人类Y染色体组装与分析完成

这是第一个真正完整的人类Y染色体序列,也是最后一个被完全测序的人类染色体。

《自然》杂志8月发表的两篇论文公布了人类Y染色体的组装和分析。这项全球100多名科学家参与的研究,填补了当前Y染色体参考的诸多空白,带来了对不同人群演化和变异的见解。


人类Y染色体由于结构复杂一直很难测序和组装。超过一半的Y染色体在当前的人类参考基因组组装中缺失,导致人们对Y染色体的认识很不全面,限制了对其组成、复杂性以及在不同人群间差异的理解。作为“端粒到端粒”联盟的一部分,由美国国家人类基因组研究所领导、包括约翰斯·霍普金斯大学、加州大学圣克鲁斯分校等多家机构的科学家,此次报道了完整的人类Y染色体的62460029个碱基对序列。这次的组装纠正了当前人类参考基因组组装中关于Y染色体的多个错误,同时还向参考基因组中添加了逾3000万个碱基对,揭示了多个基因家族的完整结构,并确认了41个新的蛋白质编码基因。

在另一篇论文中,联合团队组装了代表世界21个不同人群的43名男性的人类Y染色体。这些组装结果更详细阐释了Y染色体在18.3万年的人类演化历史中的遗传差异。研究人员将此次的新见解整合到灵长类动物的研究中,以更深入地挖掘Y染色体的进化,并分析可能影响癌症和其他多种疾病的临床相关基因,进而助力个性化医疗。

07

神经网络设计出全新蛋白质

蛋白质一直难以建模,尤其是人们想要“反向操作”——将所需的功能转化为蛋白质结构,更是一个高难度挑战。

美国麻省理工学院团队8月宣布将注意力神经网络与图神经网络相结合,以更好地理解和设计蛋白质。该方法将几何深度学习与语言模型的两种优势结合起来,不仅可预测现有蛋白质特性,还可设想自然界尚未设计出的新蛋白质。此次新模型通过对基本原理建模,将大自然发明的一切作为基础,重新组合了这些自然构建块。团队在训练模型时,根据不同蛋白质的功能来预测它们的序列、溶解度和氨基酸组成部分。然后,在收到新蛋白质功能的初始参数后,模型发挥出创造力并生成了全新的结构。

无独有偶,“深度思维”公司也在今年公布了新一代“阿尔法折叠”,其不仅准确性显著提高,预测范围还从蛋白质扩展到其他生物分子,包括配体。该模型已可预测蛋白质数据库(PDB)中的几乎所有分子,精度则可达到原子级。

08

中国国家太空实验室正式运行

今年是中国首次载人飞行任务成功20周年。8月18日,中国载人航天工程办公室传来喜讯:中国国家太空实验室正式运行,空间应用正有序展开、成果频现。

中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强说,当前空间站科学实验设施基本完成在轨测试,在轨运行稳定可靠,具备了大规模开展空间科学研究的能力。截至目前,空间站已开展了60余个实验项目、上万次在轨实验,获得了近60TB原始实验数据,下行了300余个科学实验样品。

作为中国航天史上规模最大、长期有人照料的空间实验平台,运行后的国家太空实验室将利用太空中的环境优势展开科研,其中多数在地球上都无法模拟。而问天实验舱、梦天实验舱、天和核心舱部署的多个实验柜将开展上千项科学实验,探索宇宙中的奥秘,并将孵化的科技成果,转化为实实在在的应用,惠及地球上普通人的生活。

09

迄今最全人脑细胞图谱发布

生物医学发展至今,我们要凭借什么才能对人类这一物种身份有新的认识?答案之一就是脑科学。

10月份同时刊发在美国《科学》《科学进展》和《科学·转化医学》杂志上的21篇论文,公布并阐释了迄今最全的人类大脑细胞图谱。多国科学家参与的这一系列研究,揭示了3000多种脑细胞类型的特征,将有助于深入理解人类大脑的独特之处并推进脑部疾病和认知能力等研究。《自然》网站援引澳大利亚弗洛里神经科学与心理健康研究所专家安东尼·汉南的话说,这一系列研究首次在单细胞水平上绘制了人类大脑图谱,显示其复杂的分子相互作用,为更好理解人脑奠定了基础。

其中,荷兰乌得勒支大学医学中心神经科学家金伯莉·西莱蒂团队对覆盖人类大脑106个位置的300多万个细胞进行了RNA(核糖核酸)测序,分析记录了461个脑细胞大类,包含3000多个亚型。研究显示,神经元作为大脑和神经系统发送和接收信号的细胞,在大脑不同部位具有很大差异,尤其连接大脑和脊髓的脑干区域含有特别多神经元类型,这种差异揭示了不同的功能和发育历史。这是从单细胞层面以前所未有的颗粒度解析了人脑的组织结构,包括成年人脑和胚胎期正在发育的人脑,识别和描绘出了人脑细胞类型的惊人多样性,为认识人类精神和神经疾病机制提供了线索。

10

大型语言模型不断迭代升级
2023年是“生成式人工智能之年”。

今年,GPT-4的表现被认为“可与人类相媲美”。在聊天机器人ChatGPT发布约4个月后,ChatGPT背后的OpenAI宣布正式发布为ChatGPT提供支持的更强大的下一代技术GPT-4,其拥有图像识别功能、高级推理技能,以及处理25000个单词的能力,在某些测试中的表现不输于人类。

而在12月6日,谷歌公司则宣布推出一种名为Gemini的新人工智能模型,并声称该模型在一系列智力测试中的表现优于GPT-4模型和“专家级”人类。谷歌声称,Gemini的中档Pro版本击败了其他一些模型,例如OpenAI的GPT3.5,但更强大的Ultra超过了所有现有AI模型的能力。它在行业标准MMLU基准上的得分为90%,而“专家级”的人类预计能达到89.8%。这是人工智能首次在测试中击败人类,也是现有模型中得分最高的。

该测试涉及一系列棘手的问题,包括逻辑谬误、日常场景中的道德问题、医疗问题、经济和地理问题。在同一测试中,GPT-4的得分为87%,LLAMA-2的得分为68%,Claude 2的得分为78.5%。Gemini在其他9项常见基准测试中的8项中击败了所有这些模型。


2023年度十大科技名词揭晓!

中国管理科学杂志社2023-12-26 14:09  

12月26日,“2023年度十大科技名词”在京发布。“大语言模型、生成式人工智能、量子计算、脑机接口、数据要素、智慧城市、碳足迹、柔性制造、再生稻、可控核聚变”入选。十个最具影响力和代表性的科技名词,为公众描绘出一幅科技发展的生动画卷。

“2023年度十大科技名词”由全国科学技术名词审定委员会事务中心联合国家语言资源监测与研究平面媒体中心、蜜度微热点研究院、万方数据、百度百科、百度指数、《中国科技术语》杂志社等多家机构联合发起,并于今年9月启动。经过数据收集与备选词筛选、聚类分析与候选词筛选、专家评审与公众投票、综合评选与公布解读四个阶段,以确保选出的科技名词不仅具有时代意义,还反映广泛的社会共识和科技进步的真实脉络。

十大科技名词的具体解读如下:

大语言模型(large language model,LLM)

大语言模型是基于海量文本数据训练的深度学习模型。它不仅能够生成自然语言文本,还能够深入理解文本含义,处理各种自然语言任务,如文本摘要、问答、翻译等。2023年,大语言模型及其在人工智能领域的应用已成为全球科技研究的热点,其在规模上的增长尤为引人注目,参数量已从最初的十几亿跃升到如今的一万亿。参数量的提升使得模型能够更加精细地捕捉人类语言微妙之处,更加深入地理解人类语言的复杂性。在过去的一年里,大语言模型在吸纳新知识、分解复杂任务以及图文对齐等多方面都有显著提升。随着技术的不断成熟,它将不断拓展其应用范围,为人类提供更加智能化和个性化的服务,进一步改善人们的生活和生产方式。

生成式人工智能(generative artificial Intelligence,generative AI)

生成式人工智能是利用复杂的算法、模型和规则,从大规模数据集中学习,以创造新的原创内容的人工智能技术。这项技术能够创造文本、图片、声音、视频和代码等多种类型的内容,全面超越了传统软件的数据处理和分析能力。2022年末,OpenAI推出的ChatGPT标志着这一技术在文本生成领域取得了显著进展,2023年被称为生成式人工智能的突破之年。这项技术从单一的语言生成逐步向多模态、具身化快速发展。在图像生成方面,生成系统在解释提示和生成逼真输出方面取得了显著的进步。同时,视频和音频的生成技术也在迅速发展,这为虚拟现实和元宇宙的实现提供了新的途径。生成式人工智能技术在各行业、各领域都具有广泛的应用前景。

量子计算(quantum computing)

与经典计算不同,量子计算遵循量子力学规律,它是能突破经典算力瓶颈的新型计算模式。量子计算机,作为执行量子计算任务的设备,以量子比特(qubit)为基本运算单元。在量子计算中,基于量子叠加原理,量子比特的不同状态可被同时存储和处理。量子计算为解决某些经典计算机难以处理的复杂问题提供了新的可能性,有望在密码破译、材料设计以及人工智能等方面得到广泛应用。研制量子计算机是实现量子计算的关键,量子计算机包括离子、中性原子、光子等天然量子比特路线,以及超导约瑟夫森结、量子点等人工量子比特路线。在过去的几年中,这些系统都取了巨大的进展,且已在某些特定的采样问题上实现了量子优越性的展示。我国对量子计算机的所有路线均有布局,2023年,光学系统(“九章号”)和超导系统(“祖冲之号”)均取得了显著的进展。

脑机接口(brain-computer interface, BCI)

脑机接口技术是一种变革性的人机交互技术。其作用机制是绕过外周神经和肌肉,直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道。它通过捕捉大脑信号并将其转换为电信号,实现信息的传输和控制。2023年,科学家们开发了可以将神经信号转化为接近正常对话速度的语句的脑机接口。全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京获得成功,促进了介入式脑机接口从实验室前瞻性研究向临床应用迈进。随着脑科学、人工智能和材料学的发展,脑机接口技术的不断进步,它将在提高患者生活质量、促进个性化和精准化医疗方面发挥重要的作用。

数据要素(data elements)

数据作为新型生产要素,是数字化、网络化、智能化的基础,已快速融入生产、分配、流通、消费和社会服务管理等各环节,深刻改变着生产方式、生活方式和社会治理方式。数据要素是指那些以电子形式存在的、通过计算的方式参与到生产经营活动并发挥重要价值的数据资源。在数字经济中,数据要素的角色可与传统的生产要素(如劳动力、资本和土地)相提并论。数据要素是推动数字经济发展的核心引擎,是赋能行业数字化转型和智能化升级的重要支撑,也是国家基础性战略资源。2023年正式成立的国家数据局,负责协调推进数据基础制度建设,统筹数据资源整合共享和开发利用,统筹推进数字中国、数字经济、数字社会规划和建设等,不仅体现了对数据资源的战略性管理和规范化利用的需求,也体现了国家层面对数字经济发展和数据治理的重视。

智慧城市(smart city)

智慧城市是以发展更科学、管理更高效、生活更美好为目标,以信息技术和通信技术为支撑,通过透明、充分的信息获取,广泛、安全的信息传递和有效、科学的信息处理,提高城市运行效率,改善公共服务水平,形成低碳城市生态圈而构建的新形态城市。随着科技的飞速发展和信息化社会的到来,智慧城市已成为今后城市规划的新方向。2023年,我国智慧城市建设方面的投资持续增加,技术不断革新,主要发展领域包括智慧政务、智慧应急和智慧交通等。智慧城市不仅能够提高城市治理的效率和质量,而且在应对环境变化、提升居民生活质量方面发挥着重要作用。展望未来,以人为本,城市数智化转型、绿色低碳发展和技术创新多元化发展,包括数字孪生、元宇宙等新兴技术的深入应用,将使城市服务更加智能化和人性化。

碳足迹(carbon footprint)

碳足迹是用来衡量个体、组织、产品或国家在一定时间内直接或间接导致的二氧化碳排放量的指标。碳足迹的计算涵盖了产品或服务从生产、运输、最终使用到废弃处理的整个生命周期的排放。这种全面的评估方法使我们能更准确地了解和评价人类活动对环境的影响。碳足迹概念的推出,旨在提醒人们要意识到应对气候变化的紧迫性。通过计算和了解个人或组织的碳足迹,可以帮助人们识别和实施减少温室气体排放的策略,进而对抗全球变暖。2023年,我国陆续出台了一系列政策,加快提升国内重点产品的碳足迹管理水平,促进相关行业的绿色低碳转型,助力实现碳达峰和碳中和目标。随着对气候变化影响的深入理解,以及碳捕集、利用与封存技术的不断进步,人类正在采取更多的减排和碳中和措施。这些措施正深刻地影响我们的生活、工作方式,或将重塑整个社会经济结构。

柔性制造(flexible manufacturing)

柔性制造是指一种应对大规模定制需求而产生的新型生产模式。它能够快速适应市场需求的变化、产品设计的更新以及制造过程中的变动。柔性制造强调在生产过程中的适应性和灵活性,其核心优势包括高度定制化和出色的适应能力,这使得它能够有效应对大规模定制需求。随着工业4.0的兴起,柔性制造正成为制造业发展的一个重要趋势。工业互联网、机器人技术、人工智能改变了传统工业的生产与管理方式,让“个性定制”“一件起订”的柔性化生产模式变为现实。在面临消费者不断变化的需求和全球竞争环境的背景下,柔性制造将在定制化、响应速度和资源效率方面发挥重要作用。

再生稻(ratooning rice)

再生稻是一季水稻收割后,利用稻桩上休眠的腋芽重新萌发成穗,再收一季的水稻。我国种植这种水稻的历史悠久,可以追溯到1700年前的晋代。2023年,我国在中国空间站成功进行了再生稻实验,“太空水稻”获得了再生稻的种子,研究取得了重大进展。我国科学家成功克隆了全球首个水稻再生力基因,揭示了其参与调控水稻再生力的分子机理。再生稻通过提高收获指数来增加粮食产量,对确保粮食安全、促进农民增收具有重要意义。

可控核聚变(controlled nuclear fusion)

可控核聚变是可控的,能够持续进行的核聚变反应。在地球上建造的像太阳那样进行可控核反应的装置,称为“人造太阳”。可控核聚变的目标是实现安全、持续、平稳的能量输出,其潜在优势使其成为最理想的终极能源形式之一。与核裂变相比,可控核聚变释放能量大,原料来源丰富,产生的放射性废物少,且具有更高的安全性。2023年,我国在该领域取得了显著进展:全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)已经在多个实验中取得了重要成果;核聚变大科学装置“中国环流三号”面向全球开放,邀请世界各国科学家来中国集智攻关。目前可控核聚变的商业化应用仍然面临许多技术上和工程上的挑战,而一旦实现突破,它将为人类提供用之不竭的清洁能源。

(光明日报全媒体记者柴如瑾、张蕾)