2014年，中國科學(xué)界的第一件大事，是國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)。因?yàn)橛小皣H首創(chuàng)”的硬指標(biāo)，2000年以來的14年中，該獎(jiǎng)項(xiàng)僅僅頒出5次，可謂是中國含金量最高的科技大獎(jiǎng)。這次獲獎(jiǎng)的“鐵基超導(dǎo)”，也不可避免地被人們用放大鏡審視，贊賞者說有諾獎(jiǎng)資格，批評(píng)者則指出，日本科學(xué)家早就提出了思路，中國人并無開創(chuàng)之功。

　　“世界領(lǐng)先”，是中國科學(xué)家?guī)资陙硪回灥淖非?，也是旁觀者始終解不開的心結(jié)。

　　2014年，中國的確在一個(gè)領(lǐng)域成為了“世界領(lǐng)先”。IMF說，按購買力平價(jià)，中國GDP今年已經(jīng)超過美國，2015年將成為中國世紀(jì)的元年。由此引發(fā)的爭(zhēng)論，當(dāng)然更加激烈，只能交由時(shí)間去檢驗(yàn)。不過，假如我們相信中國真的成了GDP第一，這又意味著什么？

　　歷史總能給我們講述一些有趣的故事。1872年，美國GDP總量超越英國。不知道是不是巧合，1870年代的科學(xué)界，也發(fā)生過一場(chǎng)美國人和英國人之間，有關(guān)“首創(chuàng)”的爭(zhēng)論。

　　1859年，12歲的愛迪生找到了一份在火車上售報(bào)的工作，十年后的1869年，他已經(jīng)在紐約成立了自己的科技公司，發(fā)明了“愛迪生普通印刷機(jī)”。1879年，愛迪生設(shè)計(jì)出白熾燈，讓自己青史留名。

　　愛迪生的故事如今人盡皆知，英國人約瑟夫·斯萬卻沒有這樣的運(yùn)氣。比愛迪生年長(zhǎng)不少的斯萬，早在1860年就發(fā)明了白熾燈的原型，1875年，他改進(jìn)了當(dāng)年的技術(shù)，先于愛迪生造出實(shí)用的白熾燈，并于1878年拿到專利。斯萬和愛迪生的專利之爭(zhēng)一度被人上綱上線到國家層面，但今天，兩位科技先驅(qū)同樣受人尊重。

　　維多利亞時(shí)代的英國人是否曾想到，一百多年后的人們回想起那個(gè)年代，總是先想到小學(xué)課本里的愛迪生，而不是偉大的“日不落帝國”？

　　今天的我們，又該如何認(rèn)識(shí)自己的時(shí)代？對(duì)于80后來說，小學(xué)課本里的現(xiàn)代科技是日本新干線、美國銥星。如果2014年的我們要給下一代人編寫課本 ，又會(huì)寫些什么？是中國高鐵開始在全球布局，還是第一顆量子通信衛(wèi)星已經(jīng)完成攻關(guān)？

　　對(duì)未來的想象總是充滿魅力。當(dāng)愛迪生在美國建立起龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，他一定已經(jīng)料到，100余年后的今天，電力已經(jīng)成為人類的基本需求。但他恐怕想不到，100余年后的今天，美國老舊的電網(wǎng)在每一次颶風(fēng)面前變得脆弱不堪，而飽受環(huán)保主義者批評(píng)的中國特高壓建設(shè)正在艱難前行。

　　那么再過100年，中國人將會(huì)如何改變世界？轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠在全球消滅饑餓嗎？意念控制將治愈癱瘓嗎？核電將提供用之不竭的清潔能源嗎？

　　回顧2014，觀察者網(wǎng)挑選出中國科技工作者的十大進(jìn)展，標(biāo)準(zhǔn)不是“世界領(lǐng)先”，不是行業(yè)重要性，只希望與讀者們一起展望一種未來。

　　鐵基超導(dǎo)摘得國家大獎(jiǎng)

　　2014年初的國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，趙忠賢院士等人的“40K以上鐵基高溫超導(dǎo)體”研究獲頒2013年度國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

　　超導(dǎo)被認(rèn)為是21世紀(jì)材料領(lǐng)域最重要的課題，在這個(gè)領(lǐng)域已有10人獲得5次諾貝爾獎(jiǎng)。基于超導(dǎo)原理的磁懸浮鐵路已經(jīng)為中國人所熟悉，醫(yī)院使用的磁共振成像儀器（MRI）中的磁體也基本上都是由超導(dǎo)材料制成的。超導(dǎo)現(xiàn)象一般要在接近絕對(duì)零度時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，找到轉(zhuǎn)變溫度在40K以上的材料已經(jīng)十分難得?！犊茖W(xué)》雜志對(duì)此評(píng)論稱，“中國如洪流般不斷涌現(xiàn)的研究結(jié)果標(biāo)志著在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域，中國已經(jīng)成為一個(gè)強(qiáng)國?！?

　　沒想到的是，這一獎(jiǎng)項(xiàng)隨后在科學(xué)界引發(fā)質(zhì)疑。有科學(xué)家稱，日本科學(xué)家Hosono在2008年就在高壓狀態(tài)獲得43K的臨界溫度，中國科學(xué)家常壓下的稀土元素替換做法和加高壓起到的是類似效果，因此算不得原創(chuàng)。

　　2014年底，這一爭(zhēng)論已經(jīng)逐漸平息，而獲獎(jiǎng)成員之一的陳仙輝教授又發(fā)現(xiàn)了一種新的鐵基超導(dǎo)材料OHFeSe。

　　首顆“量子衛(wèi)星”關(guān)鍵部件研制完成

　　有了量子通信，CIA再也別想監(jiān)聽你啦。光量子電話網(wǎng)的“一次一密”提供了絕對(duì)安全：兩人通話期間，密碼機(jī)每分每秒都在產(chǎn)生密碼，一旦通話結(jié)束，這串密碼就會(huì)立即失效，下一次通話絕對(duì)不會(huì)重復(fù)使用。中國已經(jīng)建成了試驗(yàn)性的量子通信城域網(wǎng)，可用于金融機(jī)構(gòu)的隱匿通信等工程，也可用于對(duì)電網(wǎng)、煤氣管網(wǎng)、自來水網(wǎng)等重要能源供給和民生網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)視和通信保障。

　　今年末，由中國科學(xué)家完全自主研發(fā)的世界首顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”完成關(guān)鍵部件的研制與交付，衛(wèi)星有望先于歐美在2016年左右發(fā)射，在軌設(shè)計(jì)壽命為2年。到2030年，中國有望建立首個(gè)全球量子通信網(wǎng)絡(luò)。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》曾評(píng)論：“在量子通信領(lǐng)域，中國用了不到十年的時(shí)間，由一個(gè)不起眼的國家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅?！?

量子通信首席科學(xué)家，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授　　意念控制癱瘓肢體

　　因中風(fēng)導(dǎo)致偏癱的董阿姨只通過“想”，就能“指揮”自己原本無法動(dòng)作的肢體“聽話”地完成相應(yīng)動(dòng)作，以后甚至能站起來行走、拿東西，直至慢慢康復(fù)。身隨意動(dòng)、思行合一，這不是科幻電影中的場(chǎng)景，而是借助了天津大學(xué)研制的人工神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)?！拔覀兘o機(jī)器人系統(tǒng)起名為"神工一號(hào)"，取義"鬼斧神工"，6月14日，這項(xiàng)讓不少中風(fēng)、癱瘓人士燃起獨(dú)立生活希望的成果公布，標(biāo)志著我國在康復(fù)醫(yī)學(xué)上的重大突破。

　　一名癱瘓少年在腦控機(jī)械外骨骼的幫助下，為今年的巴西世界杯開球。與在世界杯上亮相的腦控機(jī)械外骨骼相比，“神工一號(hào)”更能夠體現(xiàn)出“純意念”。體驗(yàn)者把裝有電極的腦電探測(cè)器戴在頭部，并在患病肢體的肌肉上安裝電極，借助“神工一號(hào)”的連接，就可以用“意念”來“控制”自己本來無法行動(dòng)的肢體。將來的“神工二號(hào)”、“神工三號(hào)”體積會(huì)更小，便攜可穿戴。它可以輔助病人完成更多復(fù)合精細(xì)的肢體動(dòng)作，推廣至包括脊髓損傷在內(nèi)的更多患者，甚至實(shí)現(xiàn)重癥癱瘓的意念交流。它對(duì)大腦狀態(tài)的探測(cè)與分析、肌骨運(yùn)動(dòng)健康的維持和訓(xùn)練等一系列技術(shù)新思路將應(yīng)用于一些特殊人群，比如長(zhǎng)期在軌的航天員，在我國載人航天計(jì)劃中大有用武之地。

技術(shù)人員在指導(dǎo)因中風(fēng)偏癱的董姓患者使用“神工一號(hào)”　　超級(jí)稻畝產(chǎn)過1噸

　　2014年9月，湖南雜交水稻研究中心的最新成果—“Y兩優(yōu)900”湖南隆回百畝高產(chǎn)示范片，平均畝產(chǎn)達(dá)到1006.1公斤，首次實(shí)現(xiàn)了超級(jí)稻百畝片過千公斤的目標(biāo)，標(biāo)志著第四期超級(jí)稻研究的重大突破。袁隆平實(shí)現(xiàn)了畝產(chǎn)過1噸的承諾。

　　如今，水稻也不再僅僅是南方的專利。10月，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的146畝“水稻機(jī)械精量旱穴播技術(shù)與機(jī)具”示范田畝產(chǎn)也達(dá)到1042.97公斤，打破了袁隆平的紀(jì)錄。新疆兵團(tuán)采用的這一技術(shù)是靠水稻直播機(jī)在旱地直接整地、播種，不需要育秧、栽秧，可大大節(jié)省勞動(dòng)力，適合在干旱地區(qū)推廣。

　　旱地能種水稻，海里也行。2014年10月，廣東湛江種植專業(yè)合作社主任陳日勝堅(jiān)持種植了28年的海水稻獲得農(nóng)業(yè)部認(rèn)可。中國的鹽堿地有6.3億畝之多，基本撂荒，如果都能長(zhǎng)出水稻，以目前產(chǎn)量(畝產(chǎn)300斤)計(jì)，每年能多打1890億斤糧食，相當(dāng)于現(xiàn)有全國糧產(chǎn)的五分之一。

　　溫飽是最大的人權(quán)，中國的科技工作者一直在踐行這一觀念。

袁隆平院士在隆回田間察看超級(jí)稻

　　中國批準(zhǔn)一種轉(zhuǎn)基因玉米進(jìn)口

　　美國農(nóng)業(yè)部部長(zhǎng)湯姆·維爾薩克年底透露，中國農(nóng)業(yè)部已經(jīng)批準(zhǔn)進(jìn)口先正達(dá)集團(tuán)所開發(fā)的、含有MIR162成分的抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米。

　　MIR162轉(zhuǎn)基因玉米2014年屢屢成為關(guān)鍵詞，并且早已超出了科學(xué)范疇。僅僅2014年上半年，中國退運(yùn)至少125萬噸MIR162玉米，造成美國公司和農(nóng)民損失近29億美元，成為兩國經(jīng)貿(mào)關(guān)系的重要議題。美國農(nóng)民為什么熱衷于種植轉(zhuǎn)基因作物？顯然是因?yàn)榱畠r(jià)高產(chǎn)。最近十年，來自巴西和美國的轉(zhuǎn)基因大豆已經(jīng)嚴(yán)重沖擊了中國東北的農(nóng)業(yè)，而在民間抗議聲不斷的背景下，中國的轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展近乎停滯。有消息稱，中國轉(zhuǎn)基因水稻的合法牌照已經(jīng)到期，但官方遲遲沒有續(xù)發(fā)。

　　說白了，轉(zhuǎn)基因在中國已經(jīng)不是一個(gè)科學(xué)問題，而是民眾對(duì)政府的信任問題。轉(zhuǎn)基因自然有其風(fēng)險(xiǎn)，但也節(jié)省了大量化肥農(nóng)藥，如何權(quán)衡利弊，顯然不能“隔壁王大媽說了算”。袁隆平說，他愿意帶頭試吃轉(zhuǎn)基因。科學(xué)家的人格能夠換來理性的交流嗎？

轉(zhuǎn)基因玉米會(huì)成為新的爭(zhēng)議焦點(diǎn)嗎？

　　揭示老年癡呆癥致病蛋白結(jié)構(gòu)

　　施一公第一次被普通人知道，恐怕還是因?yàn)?年前沸沸揚(yáng)揚(yáng)的院士風(fēng)波。不過施一公本人并沒有把精力全部放在批評(píng)體制上。如今，他順利增選為院士，在科研上也有新的成果。

　　他領(lǐng)導(dǎo)的研究組在世界上首次揭示與阿爾茨海默癥（即老年癡呆）發(fā)病直接相關(guān)的人源分泌酶復(fù)合物的精細(xì)三維結(jié)構(gòu)，為理解分泌酶復(fù)合物的工作機(jī)制以及阿爾茨海默癥的發(fā)病機(jī)理提供了重要線索，在人類對(duì)該病的研究歷史上邁出了關(guān)鍵一步，填補(bǔ)了空白。該成果以長(zhǎng)文的形式由英國《自然》雜志于6月29日在線發(fā)表，并且罕見地同時(shí)收到《細(xì)胞》、《科學(xué)》等期刊的投稿邀請(qǐng)。施一公自己也表示：“這是我職業(yè)生涯上最重要的突破?！?

　　施一公：這是我最重要的突破

　　探月再入飛行器試驗(yàn)成功

　　2014年，印度航天放了一顆“迷你衛(wèi)星”，用美國拍一部科幻電影的錢發(fā)射了自己的第一個(gè)火星探測(cè)器。相比之下，中國的目光“短淺”得多，繼續(xù)專注于月球。

　　中國探月“三步走”終于走到了最后一步。2014年10月，我國自行研制的探月工程三期再入返回飛行試驗(yàn)器，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射升空，一周后完成繞月并成功返回地球。這次試驗(yàn)的“打水漂”式著陸技術(shù)并不是什么新創(chuàng)造，但從月球軌道以極高的速度返航，仍然充滿著風(fēng)險(xiǎn)。

　　每走一小步，都進(jìn)行謹(jǐn)慎的試驗(yàn)，這或許正是中國航天低事故率的原因。2014年，中國僅僅進(jìn)行了16次衛(wèi)星發(fā)射，少于2013年，且上半年只有1次發(fā)射。外界猜測(cè)，這段時(shí)間中國是在改進(jìn)火箭的安全性。2014年，美國的新一代“天鵝座”飛船發(fā)射后爆炸，國際空間站不得不繼續(xù)依賴?yán)吓f的聯(lián)盟號(hào)維持給養(yǎng)。未來人類的空間站將只能依賴中國嗎？美國電影《地心引力》的預(yù)言并不是天馬行空。

“打水漂”式著陸

　　高鐵實(shí)現(xiàn)100%中國制造

　　李克強(qiáng)滿世界推銷中國高鐵的背后，是高鐵人終于有了取代西方的底氣。11月25日，裝載“中國創(chuàng)造”牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的中國北車(601299,股吧)CRH5A型動(dòng)車組進(jìn)入“5000公里正線試驗(yàn)”的最后階段。牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)就是“高鐵之心”，猶如人的心臟，是列車的動(dòng)力之源，決定高鐵列車能否高性能高舒適地運(yùn)行；網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)則是“高鐵之腦”，決定和指揮著列車的一舉一動(dòng)。歷時(shí)七年研發(fā)探索，100%自主化的中國高鐵已不再是夢(mèng)。

　　2014年，中國有著世界最長(zhǎng)的高鐵運(yùn)營里程，高鐵車次也首次超過鐵路客運(yùn)的一半。在這個(gè)航空悲劇不斷的時(shí)代，我們可以設(shè)想一種更安全的交通方式。

高鐵人終于有了取代西方的底氣　　人造金剛石硬度首次超越天然鉆石

　　人類超越自然的努力從未停止。作為“世界工廠”的中國，在人造金剛石領(lǐng)域已經(jīng)走在世界前列，2010年人造金剛石產(chǎn)量已占據(jù)世界總產(chǎn)量的70%以上。今年中國極硬材料合成再獲突破，6月12日出版的《自然》（Nature）雜志介紹，中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)合成出硬度兩倍于天然金剛石的人造金剛石塊材。

　　金剛石在現(xiàn)代工業(yè)中用途廣泛，是機(jī)械與電子業(yè)切割打磨、礦山和地質(zhì)鉆探、以及建筑建材工業(yè)必不可少的工具和材料。由于天然金剛石罕見而價(jià)值不菲（高純度的金剛石就是鉆石），人造金剛石行業(yè)就成為制造業(yè)的最基本部門之一。1963年，中國科學(xué)家成功合成了我國第一顆人造金剛石，前后用了兩年多時(shí)間，圓了國內(nèi)外多少人的百年夢(mèng)想，走完了工業(yè)發(fā)達(dá)國家用了10多年才走完的路程。如今，中國材料科學(xué)家燕山大學(xué)田永君教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，與吉林大學(xué)馬琰銘教授和美國芝加哥大學(xué)王雁賓教授合作，在高溫高壓下成功地合成出硬度兩倍于天然金剛石的納米孿晶結(jié)構(gòu)金剛石塊材。這樣的超硬新材料，更是圓了世界科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的共同夢(mèng)想。

天然鉆石不再是最堅(jiān)硬的材料

　　中國數(shù)學(xué)家宗傳明突破希爾伯特第十八問題

　　證明哥德巴赫猜想的陳景潤(rùn)，并不缺少接班人。

　　古希臘哲學(xué)家亞里士多德相信，如果把正四面體形狀的磚彼此無縫地相接起來，就能裝滿整個(gè)空間，即最大密度達(dá)100%，這在16世紀(jì)被證明是錯(cuò)的。而北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授宗傳明花了23年，終于給出了正四面體的磚堆起來精確的最大密度。

　　幾何體的最大堆積密度，是著名的希爾伯特第18問題，“令許多杰出數(shù)學(xué)家競(jìng)折腰”。2006年，美國普林斯頓大學(xué)與密歇根大學(xué)的兩組科學(xué)家借助計(jì)算機(jī)對(duì)正四面體的堆積密度展開競(jìng)賽式研究。而材料學(xué)家也開始認(rèn)識(shí)到，基本單元為正四面體的納米材料可能具有十分特殊的物理性質(zhì)，其有望在應(yīng)用領(lǐng)域大展拳腳。宗傳明幾乎每天都在思考這一難題，并動(dòng)手做了許多幾何模型幫助思考，尋求創(chuàng)新思路。經(jīng)歷過無數(shù)次的失敗，他終于完成了這項(xiàng)被歐美同行盛贊為輝煌的工作。