近日，中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2023年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞正式揭曉。過去一年，世界科技創新十分活躍。從能源領域的新突破到單原子水平的探索，從人類對自身的了解到人工智能的新應用……從一系列新進展當中，人們可以透視世界科技創新大潮的新動向。

　　能源科技新突破

　　實現核聚變發電是人類追逐清潔、高效能源的重要途徑之一。2023年12月，歐洲聚變能組織發布消息稱，歐洲和日本共同建造和運營的核聚變反應堆JT-60SA正式投入運行。該裝置目前在日本量子科學技術研究開發機構那珂研究所，其啟動運行是核聚變歷史上的一個里程碑。

　　JT-60SA計劃是國際熱核聚變實驗反應堆計劃(ITER，又稱“人造太陽”計劃)的先行項目，其目標是研究聚變作為一種安全、大規模和無碳的凈能源的可行性，使它所產生的能量比消耗的能量更多。

　　ITER由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國七方共同參與建造，是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程之一。該計劃旨在模擬太陽發光發熱的核聚變過程，探索受控核聚變技術商業化可行性。加入ITER十余年來，中國持續貢獻著“中國智慧”和“中國力量”。

　　太空中的太陽能非常充裕，通過空間向地面進行能量的定點傳輸，可為人類提供用之不竭的清潔能源。因此，空間太陽能電站(SSPS)被視為解決能源危機、實現可持續發展的終極答案之一。

　　2023年，西安電子科技大學段寶巖院士團隊完成逐日工程——世界首個全鏈路、全系統SSPS地面驗證系統。逐日工程突破的遠距離高功率微波無線傳能技術，應用前景廣闊。在太空，可助力構建空間能源網、空間充電樁，破解空間算力、星上信息處理、空間攻防及超遠程探測的供電難題。在陸海空，可為空中飛艇、無人機群、海上移動平臺、災害及邊遠區域無線供電。

　　如何在太空中收集太陽能并傳回地球？2023年6月1日，美國加州理工學院宣布，1月發射的一顆衛星已將微波束的能量導向太空中的目標，甚至還將一部分能量發送到地球的探測器上。

　　該任務旨在進一步開發輕便、廉價和靈活的部件。微波發射器是一個由32個平面天線組成的陣列，排列在比餐盤稍大的表面上。通過改變發送到不同天線的信號的時間，研究人員可以控制陣列的波束。他們把它對準一對微波接收器，然后隨意將光束從一個接收器切換到另一個接收器，并點亮每個接收器上的LED。

　　基礎研究活力足

　　從“人造太陽”到超導量子計算機，人類在能源、信息等相關前沿研究領域的重大科技突破背后，都離不開超導材料與超導技術的發展。

　　超導是人類發現的第一種宏觀量子現象，具有豐富科學內涵和廣闊應用前景。超導材料已被廣泛地應用于能源、信息、醫療、國防、交通等領域，在許多方面發揮著重要的作用。

　　2023年7月12日，《自然》雜志刊登了中山大學王猛教授團隊與清華大學、華南理工大學等單位合作的成果：首次發現在14GPa壓力下達到液氮溫區的鎳氧化物超導體。這是由中國科學家率先獨立發現的全新高溫超導體系，是人類目前發現的第二種液氮溫區非常規超導材料，是基礎研究領域的重要突破。這一研究成果將有望推動破解高溫超導機理，使設計和預測高溫超導材料成為可能，使超導在信息技術、工業加工、電力、生物醫學和交通運輸等領域實現更廣泛的應用。

　　X射線廣泛應用于醫療、環境、安全等領域的檢測，隨著技術進步，檢測所需材料樣本數量目前已經減少到1萬個原子的級別。但單個原子產生的X射線信號非常微弱，傳統手段難以探測。

　　2023年，來自美國俄亥俄大學、阿貢國家實驗室、伊利諾伊大學芝加哥分校等機構的科學家，首次探測到單個原子在X射線作用下產生的信號，據此分析出元素種類和原子的化學狀態，這個成果有望為材料檢測技術帶來革新。

　　為檢測單個原子發出的X射線信號，科學家在X射線探測器內加入了一個由位于樣品附近的尖銳金屬尖端制成的專用探測器，來收集X射線激發的電子。當X射線照射到原子上時，核心能級的電子被激發，并通過重疊的原子/分子軌道隧穿到探測器尖端，獲得的光譜能揭示原子的相關信息。

　　過去一年，人工智能為諸多行業發展帶來顛覆性成果。其中，美國多家科研機構發表了一項研究成果，創建了一個能夠從頭開始生成人造酶的人工智能系統。在實驗室測試中，盡管人工生成的氨基酸序列與任何已知的天然蛋白質存在顯著差異，但其中一些酶與自然界中發現的酶一樣有效。

　　科學家表示，這些新蛋白質幾乎可以用于從疾病治療到降解塑料的諸多領域。這項新技術將加速新蛋白質的開發，為已有50年歷史的蛋白質工程領域注入活力。

　　認知生命更深入

　　通過新技術，人類對自己的認知正在不斷深化。

　　2023年10月，刊發在美國《科學》《科學進展》和《科學—轉化醫學》雜志上的21篇論文公布并闡釋了迄今最全的人類大腦細胞圖譜。多國科學家參與的這一系列研究揭示了3000多種腦細胞類型的特征，有助于深入理解人類大腦的獨特之處并推進腦部疾病和認知能力等研究。

　　此次發表的論文是數百名科學家利用最先進的分子生物學技術進行的一系列合作研究的成果，為未來的神經科學研究開辟了新方向。

　　去年5月10日，《自然》雜志發表了人類泛基因組參考的“初稿”。在3篇論文的合集中，人類泛基因組參考聯盟發布了首張人類泛基因組參考草圖以及兩項以這一參考圖為基礎的新遺傳學研究發現。

　　“泛基因組”草圖是非洲、亞洲、美洲和歐洲等全球多地47人的脫氧核糖核酸(DNA)合集，地域和種族構成更多元化。研究人員指出，與使用原始的線性參考基因組相比，“泛基因組”使他們能夠識別出更多的基因結構變異，比如基因復制或缺失等較大的基因組變動。

　　嗅覺作為最古老的基本感覺之一，是動物與外界的化學物質世界交流與互動的重要基礎。山東大學教授孫金鵬團隊和上海交通大學醫學院研究員李乾團隊合作，系統揭示了嗅覺感知的分子機制，為靶向嗅覺受體的藥物開發提供理論及結構基礎。

　　2023年11月，美國紐約大學蘭貢醫療中心的外科團隊宣布，該團隊成功完成了世界上首次眼球移植手術，為遭受嚴重眼部損傷的患者恢復了部分視力。手術過程中，外科團隊從眼球供者的骨髓中提取成體干細胞，并在移植過程中將其注射到受者的視神經中，以期能取代受損的細胞并保護視神經。手術后的6個月里，移植的眼球顯示出明顯的健康跡象。