- 嫦娥六號首度從月球背面採樣返地，發現火山活動持續歷史超過40億年，為未來深空探測任務提供寶貴資料基礎
- 清華團隊研發出全球首款智能光計算晶片「太極」，另有團隊成功以異體CAR-T療法治療自體免疫病，展現跨領域突破
- 引力子模首次實驗驗證、原子級納米雷射與錒系輻射微核電池技術問世，為量子科技、太空探測與能源應用鋪路
中國人民網3月28日公布「中國2024科學10大進展」，訊息中指出2025年中關村論壇年會開幕式上，國家自然科學基金委員會主任竇賢康正式發布2024年度中國科學十大進展，這些進展涵蓋數理天文、化學材料、地球環境與生命醫學等多個學科，展現中國在前沿科技領域的創新突破與戰略佈局。
以下是十大進展的詳細內容：
1.嫦娥六號返回樣品揭示月背28億年前火山活動：嫦娥六號任務首次實現月球背面採樣返回，為研究月球背面火山活動提供獨有的素材。研究表明，嫦娥六號月壤樣品與月球正面樣本存在巨大差異，密度明顯偏低，粒度呈雙峰式分布，鋁和鈣含量高，成分複雜。當地玄武岩屬於低鈦低鋁類型，形成於約28億年前的火山噴發，其同位素年齡填補撞擊坑統計定年曲線在20億~32億年間的數據空白。此外，還發現一期42億年前的玄武質火山活動產物，指示月球背面南極-艾特肯盆地存在長期的火山活動歷史。這項發現不僅刷新人類對月球地質活動的認知，也為後續深空探測任務奠定基礎。
2.實現大規模光計算芯片的智能推理與訓練：針對大規模可重構智能光計算難題，清華大學團隊首創分布式廣度光計算架構，研製出國際首款大規模通用智能光計算芯片「太極」。該芯片實現每焦耳160萬億次運算的系統級能量效率，首次賦能光計算實現自然場景千類對象識別、跨模態內容生成等通用人工智能任務。針對大規模神經網絡的訓練難題，該團隊還首創全前向智能光計算訓練架構，擺脫對GPU離線訓練的依賴，支撐智能系統的高效精準光訓練。「太極」系列芯片相較於國際先進GPU，系統級能效提升2個數量級，且僅需百納米級制程工藝。這項進展有望解決電子芯片的痛點問題，以全新的計算範式破除人工智能算力困局，為AI和大數據處理提供高效硬體支援。
3.闡明單胺類神經遞質轉運機制及相關精神疾病藥物調控機理：中國科學院團隊利用冷凍電鏡技術揭開多種關鍵神經遞質轉運體的神秘面紗，系統闡明它們識別並轉運多巴胺、去甲腎上腺素、甘氨酸和囊泡單胺的過程。此外，該研究揭示神經遞質轉運體與多種精神疾病藥物的精準作用機制，發現新型低成癮性藥物結合位點，為設計副作用小、成癮性低的精神疾病治療藥物提供結構基礎。這為憂鬱症、帕金森氏症等精神疾病的藥物研發提供新靶點。
4.實現原子級特徵尺度與可重構光頻相控陣的納米激光器：北京大學團隊提出奇點色散方程，建立介電體系突破衍射極限的理論框架，並成功研製出模式體積最小的激光器—奇點介電納米激光器，首次將激光器的特徵尺度推進至原子級別。此外，他們還基於納米激光器構建可重構光頻相控陣，使納米激光器陣列可以生成可重構的任意相干激射圖案。納米激光器具有小體積、低能耗等特點，在光通訊與整合光學、資訊技術、傳感探測等領域具有廣闊的應用前景。
5.發現自旋超固態巨磁卡效應與極低溫制冷新機制：中國科學院等單位在三角晶格阻挫量子磁體磷酸鈉鋇鈷中發現自旋超固態，這是首次在固體材料中找到超固態存在的可靠實驗證據。團隊還發現該自旋超固態的巨磁卡效應，利用其強漲落的量子特性，在磁場調控下成功實現94mK的極低溫，開闢了無氦、極低溫固體制冷新途徑。所研發的固態制冷測量器件已實現無氦-3條件下的極低溫電導測量，最低測量溫度達到25mK。這項技術有望為量子科技、太空探測等重大需求提供重要的技術支撐。
6.異體CAR-T細胞療法治療自身免疫病：海軍軍醫大學第二附屬醫院等單位創新性地研製出異體通用型CAR-T細胞，在保障安全的前提下，成功治療2例嚴重難治性硬皮病和1例炎性肌病患者，取得顯著療效。異體CAR-T細胞具有「異體通用性」，可使用標準化的異體細胞產品為不同患者提供治療，無需個性化製備，簡化治療流程並提高可及性。這為治療系統性紅斑狼瘡等自體免疫疾病開闢全新路徑，也有望成為治療多種免疫系統疾病的常規手段。
7.額外X染色體多維度影響男性生殖細胞發育：北京大學團隊研究發現，克氏綜合征患者的生殖細胞早在胎兒期就已出現嚴重的發育阻滯，並從多維度揭示其機制：額外X染色體未失活，導致X染色體基因表達過量，引發與細胞幼稚狀態相關基因表達上調，與生殖細胞分化相關基因表達下調，最終導致發育阻滯。該團隊還發現抑制TGF-β通路可促進克氏綜合征胎兒生殖細胞分化，為其不育症早期治療提供重要理論基礎，也為遺傳疾病診斷與干預提供新思路。
8.凝聚態物質中引力子模的實驗發現：南京大學團隊在分數量子霍爾液體中首次成功觀察到引力子模，並發現其具有手性。這是首次探測到具引力子特徵的準粒子，從兩維空間角度證實度規擾動的量子是自旋2的低能激發。此實驗結果使凝聚態材料成為探索宇宙尺度物理的「人造」實驗室，提供解決量子引力問題的新思路。
9.高能量轉化效率錒系輻射光伏微核電池的創製：蘇州大學等單位提出新型錒系輻射光伏核電池技術方案，通過創新設計將核廢料中錒系核素衰變釋放的能量轉為持久電能。團隊引入「聚結型能量轉換器」概念，在分子級別將放射性核素與能量轉換單元緊密耦合，克服α粒子自吸收效應，大幅提升衰變能轉換效率。在1%的243Am摻雜條件下，材料在內輻照下可產生肉眼可見的自發光，衰變能至光能轉換效率達3.43%。結合鈣鈦礦光伏電池後，總能量轉換效率突破0.889%，並在連續運行200小時測試中展現出優異性能穩定性。此技術為深空探測器與植入式醫療設備提供可持續能源解決方案，也為放射性廢物資源化利用提供新思路。
10.發現超大質量黑洞影響宿主星系形成演化的重要證據：南京大學團隊創新性探索中心黑洞質量與星系冷氣體含量之間的關係，首次揭示中心黑洞質量是調制星系冷氣體含量的關鍵物理量：中心黑洞質量越高，星系冷氣體含量越低。由於冷氣體是恆星形成的原料，這一發現為中心黑洞影響星系演化提供重要觀測證據。該成果確立中心黑洞在調控星系生命週期中的核心地位，有助於解開星系生死轉變的謎團。
這些進展的取得，離不開國家對基礎研究的持續投入與策略部署。這些成果不僅標誌著中國科技創新的高度，更勾勒出中國科技自立自強的清晰脈絡。
圖資來源：中國人民網
資料來源： 鉅亨網