拼过2020,一起创新

2021-04-18 12:48本刊综合
发明与创新 2021年15期
关键词:北斗火星

◎本刊综合

不经意间,2020 年偷偷地加了个1。回首过去的2020 年,你有什么样的感触?印象最深刻的科技事件是什么呢?

2020 年是极其不平凡的一年。新冠肺炎疫情肆虐全球,生活节奏或许变慢了,科技发展的脚步或许放缓了,但从来没有停滞,而且取得的成就也不小,涉及发明制作、自然探索、航空航天等方方面面。

接下来,咱们一起“逛逛”2020 年的科技朋友圈,重温那些令人振奋的时刻,看看那些有趣的发明,感受科学研究的魅力……

智能玩意儿

去年,设计者们都没有闲着。他们站在孩子的角度,关心他们所想、所爱,特意发明了一些智能、有趣的物品。看看下面这几个颇具代表性的作品,你们有没有心动,想拥有一两个呢?

儿童机器人Moxie

Emboclied Moxie 是孩子们的一个贴心朋友,富有同情心,能够帮助5 岁至10 岁的小孩提高社交和情感能力。它鼓励他们阅读和绘画,并派他们去执行与成年人、兄弟姐妹和同伴互动的任务,例如为家人寻找笔记或与朋友谈论感情。

模型DS-1

如何在家里感受夜空之美?

克里斯托弗·米勒制作了模型DS-1,它可以通过玻璃镀铬圆盘将410 万颗星星投射到卧室天花板上,而大多数家庭投影设备仅能投射数十万颗星星。

机器人导师ABii

机器人ABii 不仅仅是玩具,更是机器人导师,旨在弥补小学生数学和阅读能力的不足。其课程由经认证的教育工作者创建。

机器人ABii 的体积较小,会与教师以及越来越多的父母合作,最大的优势在于通过摄像头观察学生注意力的变化,并优化辅导方法,以引起学习者的共鸣。

便携式儿童安全座椅

一般的儿童加强型座椅过于笨重,不便携带,而这款类似变形金刚的儿童安全座椅Highback Booster Seat 专为15 千克至45 千克重的儿童设计,具有可调节的头部、椅背和座板,并且可以折叠成背包左右大小,易于搬运。

电动滑板车Hunter Board

电动滑板车Hunter Board 不仅速度快,还能在崎岖不平的道路上转弯。这一切都得益于独立的悬挂系统,这种系统可以帮助吸附你脚前的振动,令电动滑板车在凹凸不平的鹅卵石上也能平稳前行,稳定性非常好。

微软s 系列游戏机

微软发布的游戏机Microsoft Xbox Series S 不用光驱启动,可以安静地运行游戏,而且能以每秒120 帧的速度运行高画质游戏。相比上一代产品Xbox One,它的图像处理能力提高了1 倍多。

“硬核”趣发现

科学家一直都是很厉害的。2020 年,厉害的他们发现了很多有趣的现象,其中不乏“硬核”科学发现,从自然现象到星际事件,从远古发现到身边的弱肉强食。

火山闪电

2020 年1 月,菲律宾首都马尼拉以南大约65 千米处的塔尔火山喷发,向空中喷射了14 千米高的火山灰和烟雾。在火山灰柱内部,粒子相互碰撞,产生足够的静电,使闪电在空中散射开来。

巨型星系碰撞

去年,科学家在使用人工智能研究球状星团的紧密恒星群时,首次获得远古时期星系碰撞的消息。具有相同属性的星团很可能是在这次远古星系碰撞中进入银河系。

迄今科学家已发现银河系5 次大规模星系碰撞的证据,其中第5 次是100 多亿年前被称为“海怪”的巨型星系与银河系正面碰撞。当时,银河系还很年轻,其质量大约是现今的四分之一,这意味着这次星系碰撞合并可能比历史上任何一次星系碰撞事件更有可能重塑银河系。

恐龙嗜食同类

侏罗纪时期,恐龙变得很残忍,一群食肉性异特龙甚至噬食同类尸体。研究人员在美国犹他州迈加特-摩尔采石场研究异特龙骨骼时得出这一结论,他们认真检查了骨骼化石上的咬痕。

研究人员发现,许多骨骼化石上都有兽脚亚目恐龙咬过的痕迹,而且在某些情况下,这些咬痕来自于同类物种恐龙。他们称,这些骨骼化石提供了“极其罕见”的恐龙同类相食的化石证据。

“爆腹鳗鱼”

一条美洲鳗鱼尽管被饥饿的苍鹭吞入腹中,但仍然做出漂亮的反击!瞧,这条鳗鱼从空中飞行的苍鹭胃中破腹而出,像一条绿色大领带悬在半空中。

专家指出,虽然某些鳗鱼物种被其他鱼吞食仍能破腹而出,但这是第一次记录下活鳗鱼咬破鸟腹的事件。值得注意的是,这两种生物都有可能在这次事件中幸存下来。

“地球”流浪

去年10 月,天文学家发现一颗不遵守规则的系外行星,这是一颗与地球体积相仿的流浪行星,它在宇宙中横冲直撞,不受任何恒星的引力束缚。这是天文学家首次在太空探测到“地球”流浪。

科学新纪录

去年,多项科学纪录被刷新,包括多个获得“最长”称号的科学发现、获得“最古老”称号的科学发现。

这些科学新纪录,你知道多少呢?

飞行距离最长的鸟

斑尾鹬是著名的飞行能手。

2020 年9 月16 日,一只雄性斑尾鹬从阿拉斯加南部出发,不间断飞行11 天,最后抵达新西兰,总飞行距离四舍五入后达到12 200 千米。

有史以来最长的动物

在探索西澳大利亚海岸深海峡谷时,研究人员发现了一种超级细长的生物。这种生物名叫长管水母,长约45 米,可能是有史以来人类发现的最长动物。

长管水母由许多被称为“水螅体”的小个体组成。每个水螅体都是独立的个体,但又和其他水螅体紧密连结,形成完整的长管水母。

地球上最古老的物质

在半个世纪前撞上地球的巨大陨石内,科学家们发现了距今70 亿年的星尘,这是已知地球上存在的最古老物质。这种古老的尘埃由比我们的太阳更古老的颗粒组成,通过垂死的恒星进入宇宙,最终借着于1969 年坠落在澳大利亚的默奇森陨石来到地球。

最快的声速

传播的介质不同,声音传播的速度也不一样。比如,声音在较热液体中的传播速度比在较冷液体中传播的速度更快;在固体、液体和空气中的传播速度也不一样。计算显示,声音在最小质量的原子中传播速度最快。

为了弄清楚声音传播的极限速度,一组研究人员计算了声音通过固体氢原子时的速度,其速度值接近理论极限值——127 460 千米/ 小时。

有史以来最古老的肠子

科学家在美国内华达州奈县发现了古老的肠道化石,距今5.5 亿至5.39 亿年,是目前为止发现的最古老的消化道残余物。

这些肠道化石比之前的纪录保持者还早3000 万年,“主人”是一种名为“cloudinomorph”的小型管状生物。

中国大事件

2020 年,人类面临众多前所未有的巨大挑战,在超难模式下,中国科技迎难而上,不断创造奇迹,攀登一个又一个高峰。

中国科技超级2020,所有的高光时刻都值得铭记!

DNA 技术寻根

我国科学家利用古DNA 技术开启了一趟寻根之旅。他们历经8 年艰辛探索,逐步揭开东亚尤其是中国史前人群南北格局、迁徙扩散及遗传混合的历史面纱。

从9500 年前起,沿着黄河流域直到西伯利亚东部草原的人群都携带一种以新石器时代山东为代表的古北方人群成分;而至少从8400 年前起,中国大陆沿海及台湾海峡两岸人群携带一种以新石器时代福建及其毗邻岛屿为代表的古南方人群成分,这两种成分截然不同。8000 多年来,南北差异在逐渐缩小。现在任何一地的汉族都是这两大人群的混血儿,混合比例也没什么南北差异。

现今广泛分布于台湾海峡、东南亚和太平洋岛屿的南岛语系人群起源于中国的福建及毗邻地区,时间可以追溯到8400 年前。根据最新的基因分析,这一人群并不是以前一些学者怀疑的几万年前就来到中国的古人群。

北斗系统全面建成

2020 年7 月31 日,我国向全世界郑重宣告,中国自主建设、独立运行的北斗三号全球卫星导航系统全面建成,中国北斗开启了高质量服务全球、造福人类的崭新篇章。

北斗卫星导航系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能最高、与百姓生活关联最紧密的巨型复杂航天系统,由卫星、火箭、发射场、测控、运控、星间链路、应用验证七大系统组成。

北斗系统建设坚持“一张蓝图绘到底”,一步一个脚印踏出了自己的节奏。2000 年,北斗一号试验系统建成,我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。2012 年,北斗二号区域系统建成,为亚太地区提供服务。2020 年,北斗三号全球卫星导航系统建成,实现了中国人孜孜以求的“全球梦”。

珠峰有了“新身高”

2 0 2 0 年1 2 月8 日, 中 国 和尼泊尔联合公布了珠穆朗玛峰的“新身高”——8 8 4 8.8 6 米。

图/ 人民日报

此前,在2020 年5 月27 日,珠峰高程测量登山队8 名攻顶队员从北坡登上珠穆朗玛峰并完成峰顶测量任务,2020 珠峰“测身高”外业作业圆满收官。

据了解,这次珠峰“测身高”创下了多个“第一”:峰顶全球导航卫星系统(GNSS)测量首次依托中国自主研发的北斗卫星导航系统;人类首次在珠峰峰顶开展重力测量,提高了珠峰高程精度;队员在峰顶停留了150 分钟,其间还开展了峰顶雪深和气象等测量,创造了中国人在珠峰峰顶停留时长新纪录。

“大咖”上天入海

2020 年,“天问一号”、“奋斗者”号载人潜水器和嫦娥五号探测器这三位“大咖”最亮眼。

2020 年7 月23 日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器搭载长征五号遥四运载火箭从文昌航天发射场成功升空,开启前往火星数亿千米的旅程。

“天问一号”任务是我国独立开展行星际探测的第一步,将通过一次发射实现对火星的“绕、着、巡”,即火星环绕、火星着陆、火面巡视,获取火星探测科学数据。

2020 年7 月23 日12 时41 分,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空(新华社记者胡喆摄)

目前,“天问一号”已经完成多次轨道修正、深空机动、星上载荷、仪器测试、太空自拍和火星捕获等复杂操作。在距离火星约220万千米处,它还获取了首张火星图像。

2020 年11月10日,我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器成功坐底海洋最深处——马里亚纳海沟,坐 底 深 度 达 10 909米,创造了中国载人深潜的新纪录,标志着我国已具备在世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力。

历经23 天,2020 年12 月17 日,嫦娥五号探测器闯过地月转移、近月制动、环月飞行、月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关,成功携带1731 克月球样品返回地球,完成中国首次地外天体采样返回之旅,“绕、落、回”三步走探月规划完美收官。

作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,嫦娥五号任务实现了中国航天史上5 个“首次”:一是地外天体自动采样与封装,二是地外天体起飞并精准入轨,三是月球轨道交会对接,四是携带月球样品高速返回地球,五是月球样品的存储、分析和研究。这是我国航天技术的一次重大跨越,为我们进一步认识月球提供了重要支撑。

“九章”获重大突破

在一个特定赛道上,200 秒的“量子算力”相当于目前“最强超算”6 亿年的计算能力,中国量子计算机“九章”实现算力全球领先,让世界瞩目。

由中国科学技术大学学者潘建伟、陆朝阳等研制的量子计算原型机“九章”,推动全球量子计算的前沿研究迈向新高度,在“悬铃木”计算机之后,再次成功实现“量子计算优越性”的里程碑式突破。

中国量子计算机取名“九章”,是为了纪念中国古代著名数学专著《九章算术》。相比美国谷歌公司研制的53 个量子比特的计算机“悬铃木”,“九章”具有三大优势:速度更快,不需要很多超低温设备,在小样本和大样本上均快于超算。

一个个激动人心的时刻、一项项满足好奇心的科学研究、一个个新奇而有趣的作品……构成了2020 年科技发展的独家记忆。

百舸争流,奋楫向前,科学探索永不止步。未来,科技发展将实现更多突破,中国将创造更多的科技精彩,让我们一起期待吧!

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