碩果累累閃耀創(chuàng)新之路

1月9日，2014年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京隆重舉行。經(jīng)過嚴(yán)格評審，2014年度國家科學(xué)技術(shù)獎共授獎318項成果、8位科技專家和1個外國組織。中國科學(xué)院院士于敏獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎。

年年歲歲花相似，歲歲年年人不同。與往年相比，2014年度國家科技獎有哪些成果脫穎而出？獲獎項目呈現(xiàn)出哪些新亮點？本刊為你一一解讀。

國家科學(xué)技術(shù)獎代表著我國科技界的至高榮譽，此次大會上，獲獎項目呈現(xiàn)出的新特點，或許可以用數(shù)字來解讀。

15%、25%、60%——2014年度授獎國家自然科學(xué)獎46項、國家技術(shù)發(fā)明獎70項、國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎202項，比例結(jié)構(gòu)約為15%、25%、60%。

29——此次共推薦中華人民共和國國籍科學(xué)技術(shù)合作獎29項，為歷年推薦數(shù)量最多。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、俄羅斯科學(xué)家若列斯·伊萬諾維奇·阿爾費羅夫等7位外籍科學(xué)家和美國德州大學(xué)MD安德森癌癥中心獲獎。

47.3——2014年度獲獎項目主要完成人的平均年齡為47.3歲，獲獎項目中最年輕的第一完成人是35歲的國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司員工王進(jìn)。繼北京大學(xué)教授施章杰之后，38歲的哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授高會軍成為第二位通過同行專家提名推薦自然科學(xué)獎專門渠道的40歲以下青年科學(xué)家。

10.7——2014年度獲獎項目從立項到結(jié)題的平均時間為10.7年，研究時間最長的是自然科學(xué)獎二等獎項目“中國兩棲動物系統(tǒng)學(xué)研究”，該項目研究從1961年7月至2010年3月，歷時49年。

138——共有138所高等院校作為第一完成單位或參與完成單位，合計在三大獎中獲得180項，各項所占比例均超過50%，體現(xiàn)高等院校的科研實力及對國家科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。

4萬——為確保公正公平，通用項目網(wǎng)絡(luò)初評從逾4萬名評審專家中隨機(jī)遴選，專家姓名以編號代替，隨機(jī)分派的工作人員僅通過短信平臺與專家進(jìn)行交互，減少泄露評審信息風(fēng)險。

2倍——環(huán)保領(lǐng)域的推薦項目和評審數(shù)量均比上年度翻了一番，尤其是大氣污染防治成果突出。2014年度獲獎項目熱點還集中于信息領(lǐng)域的突破性成果、能源化工領(lǐng)域的重特大成果、基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國際前沿成果、國家安全領(lǐng)域的自主創(chuàng)新成果。

我國著名核物理學(xué)家，“兩彈一星”功勛于敏院士獨得2014年度國家最高科技獎。不熟悉獎勵規(guī)則的人會問：以前多為兩人獲此殊榮，今年為何就一個？“其實，這很正常?！眹铱萍吉剟钷k公室有關(guān)負(fù)責(zé)人解釋，“按照規(guī)定，國家最高科學(xué)技術(shù)獎每年授予人數(shù)不超過2名，即可以2人，也可1人，甚至空缺，但必須高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，符合獎勵條件?！?/p>

回溯歷史沿革，國家最高科學(xué)技術(shù)獎自1999年設(shè)立，2000年首次評審以來，除2004年空缺，共有25位科學(xué)家獲此殊榮。其中，有三年是一人獲獎，除了2014年度的于敏外，還有2002年的高性能計算機(jī)領(lǐng)域著名專家金怡濂和2006年的小麥遠(yuǎn)緣雜交奠基人李振聲。

國家最高科技獎獲獎?wù)叩莫剟顥l件，必須是在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)前沿取得重大突破或在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中有卓越建樹；在科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化中，創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益或社會效益。

那么，該獎是如何評出的，評委是何人、需具備什么資質(zhì)？

國家最高科技獎的產(chǎn)生首先由具有推薦資格的推薦單位或最高獎獲獎人提名推薦，經(jīng)國家科學(xué)技術(shù)獎勵工作辦公室形式審查合格受理后，產(chǎn)生當(dāng)年有效候選人。然后，組織召開初評會議，由專家投票進(jìn)行差額初選，對初評通過者還將進(jìn)行實地考察。接下來，召開國家最高科技獎評審委員會會議，投票選出當(dāng)年建議授獎的候選人，再由國家科學(xué)技術(shù)獎勵委員會會議進(jìn)行審定后，經(jīng)科技部審核，報國務(wù)院批準(zhǔn)，最后由國家主席簽署并親自頒發(fā)證書。

最高科技獎評委主要由科技界德高望重、功勛卓越的資深科學(xué)家、當(dāng)年候選人所從事專業(yè)學(xué)科或領(lǐng)域內(nèi)的同行專家等構(gòu)成。

在所有獲獎項目中，無論是揭示自然奧秘的自然科學(xué)獎，還是創(chuàng)造新手段的技術(shù)發(fā)明獎、促進(jìn)生產(chǎn)力提升的科技進(jìn)步獎，每項獲獎成果都凝聚著科學(xué)家潛心探索、奮勇攀登的智慧和汗水。

按照國際慣例，一般將水深超過300米海域的油氣資源定義為深水油氣，1500米水深以上稱為超深水。超深水半潛式鉆井平臺出現(xiàn)之前，我國海洋石油工業(yè)勘探開發(fā)的海上油田水深普遍小于300米，它的應(yīng)用一舉將我國油氣資源開采提升到3000米。

我國南海是世界四大海洋油氣聚集中心之一，占我國油氣總資源量的1/3，但其中70%蘊藏在深水區(qū)。深水油氣勘探高投入、高風(fēng)險，加上沒有超深水鉆井的一系列核心技術(shù)，使我國面對這塊財富，只能望而卻步。

為盡快開發(fā)南海油氣資源，中國海洋石油總公司（下稱“中海油”）決定研制自己的超深水鉆井平臺。從2006年起，中海油先后組織了國內(nèi)百余家單位5000余人進(jìn)行研究、設(shè)計、建造、調(diào)試和運營。經(jīng)過近6年的攻關(guān)，研究團(tuán)隊成功研制了具有世界先進(jìn)水平超深水半潛式鉆井平臺，我國成為繼美國、挪威之后第三個具備超深水半潛式鉆井平臺設(shè)計、建造、調(diào)試、使用一體化綜合能力的國家。

這是我國首座自主設(shè)計、整合全球一流設(shè)計理念和一流裝備的超深水半潛式鉆井平臺。該平臺最大作業(yè)水深3000米，鉆井深度可達(dá)萬米；平臺自重超過3萬噸，自動化水平超越其他同類平臺標(biāo)準(zhǔn)；平臺可變載荷9000噸，大大提高了平臺的遠(yuǎn)海作業(yè)能力，解決了平臺在深海區(qū)作業(yè)遠(yuǎn)離陸地的補(bǔ)給困難。

該平臺創(chuàng)造了多個世界首次：首次采用南海200年一遇的環(huán)境參數(shù)作為設(shè)計條件，首次采用3000米水深范圍DP3動力定位和1500米水深范圍錨泊定位的組合定位系統(tǒng)，首次突破半潛式平臺可變載荷9000噸，為世界半潛式平臺之最……平臺的建成，不僅標(biāo)志著我國在海洋工程裝備領(lǐng)域具備了自主研發(fā)能力和國際競爭能力，也帶動了海洋工程、船舶、機(jī)電制造業(yè)等行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。

“為實現(xiàn)DMTO的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化，大連化物所的四代人整整干了30多年，黑發(fā)人干成了白發(fā)人?！敝锌圃捍筮B化學(xué)物理研究所研究員劉中民忍不住感慨。

DMTO是大連化物所自主研發(fā)的甲醇制烯烴技術(shù)，是煤制烯烴的核心步驟。烯烴是化學(xué)工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)原料，之前一直從石油中提煉。上世紀(jì)70年代石油危機(jī)爆發(fā)后，發(fā)達(dá)國家相繼啟動了煤代油攻關(guān)計劃，先用煤制甲醇，然后用甲醇制取烯烴。

1981年，甲醇制取低碳烯烴被列為中科院的重點課題，大連化物所臨危受命，成立了以陳國權(quán)、梁娟為正副組長的研究小組。經(jīng)過幾年努力，該小組在國內(nèi)首先合成了ZSM—5型沸石分子篩，并對其合成規(guī)律、反應(yīng)性能調(diào)變、改性及表征等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為我國實現(xiàn)以煤代油的戰(zhàn)略目標(biāo)邁出了第一步。

之后，研究人員乘勝前進(jìn)，先后完成了3噸/年規(guī)模沸石放大合成、4—5噸/年規(guī)模的催化劑放大設(shè)備，以及日處理量1噸甲醇規(guī)模的MTO（甲醇制烯烴）固定床反應(yīng)系統(tǒng)和全部外圍設(shè)備，并于1991年4月完成中試。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，以蔡光宇研究員為組長的團(tuán)隊繼續(xù)創(chuàng)新，提出了采用新型分子篩的甲醇制烯烴流化床工藝。新一代學(xué)術(shù)帶頭人劉中民帶領(lǐng)研究組，對甲醇制取低碳烯烴開展更加深入的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的整套技術(shù)。1995年，他們完成了流化床MTO過程的中試運轉(zhuǎn)，被業(yè)內(nèi)專家評為國際先進(jìn)水平。1996年，這一成果獲得中科院科技進(jìn)步獎特等獎。

2005年，國際油價回升，國內(nèi)煤制烯烴熱情再起。煤炭大省陜西省計劃在榆林開展煤制烯烴，就派專家到大連化物所實地考察，并與劉中民研究小組簽定合作合同。陜西省政府專門成立了陜西新興煤化工科技公司（即后來的新興能源科技有限公司），劃撥8300萬元試驗經(jīng)費。經(jīng)過雙方的共同努力，世界首次甲醇制烯烴工業(yè)性試驗于2006年5月宣告成功，每天可以轉(zhuǎn)化甲醇75噸，在世界上遙遙領(lǐng)先——國外1天的制造量還不到1噸。

2010年8月，神華集團(tuán)采用劉中民研究組的DMTO技術(shù)，在包頭建設(shè)的180萬噸煤基甲醇制取60萬噸烯烴裝置，投料試車一次成功，成為世界首套甲醇制烯烴工業(yè)示范裝置。

如今DMTO技術(shù)工業(yè)裝置實施技術(shù)許可合同已簽下20套，烯烴總規(guī)模1126萬噸/年。

在DMTO大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的同時，劉中民團(tuán)隊又研發(fā)出新一代甲醇制烯烴技術(shù)（DMTO—II），申請國際專利29件，并完成了工業(yè)性試驗，使中國的DMTO技術(shù)在國際上持續(xù)領(lǐng)先。

繼自然科學(xué)一等獎上年度終結(jié)此前連續(xù)3年的空缺之后，這一代表基礎(chǔ)研究重大突破的獎項再次名花有主——中南大學(xué)校長張堯?qū)W院士和他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊摘得這一桂冠。

“網(wǎng)絡(luò)計算的模式及基礎(chǔ)理論研究”—— 一項計算機(jī)領(lǐng)域的突破能得到自然科學(xué)一等獎青睞，讓人驚訝。要知道，自電腦誕生以來，盡管運算速度一日千里，但能夠算得上“基礎(chǔ)研究重大突破”的創(chuàng)新可謂鳳毛麟角，計算機(jī)基礎(chǔ)體系理論始終難以撼動。究竟是怎樣的成果，讓我們這個一直在計算機(jī)領(lǐng)域“奮力趕超”的國家揚眉吐氣了一把呢？

對張堯?qū)W獲獎項目中首提的透明計算，國際同行形容是“先于云計算、包含云計算”。不少評論認(rèn)為，這是首個由中國人推動的計算技術(shù)。芯片巨頭英特爾的專家則評價：“今后的十年，將是透明計算的十年。”

張堯?qū)W解釋，這里的“透明”，是指這個跨平臺的運算過程一般用戶看不到，也不用在意硬件、軟件在哪里和怎么運行管理，就像用水時只需打開水龍頭接水，而不用管水是從哪里來?！皩τ脩魜碚f，重要的是獲得了什么服務(wù)，滿足了什么需求，而不是買了什么樣的產(chǎn)品?！?/p>

張堯?qū)W說，人們熟知的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，就是一臺計算機(jī)帶有存儲器和計算處理器，一個管存儲，一個管計算，然后拿個“管子”連起來，也就是總線。隨著互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的局限性日益凸顯——網(wǎng)絡(luò)安全性低，計算機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈在操作系統(tǒng)、芯片等多個環(huán)節(jié)易被鉗制，用戶也很難在同一個終端上實現(xiàn)跨平臺操作。

幾經(jīng)思考，早年就研究網(wǎng)絡(luò)并研制出中國第一臺路由器的張堯?qū)W，腦海里出現(xiàn)了一幅新的圖景：將馮·諾依曼結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展，將網(wǎng)絡(luò)帶寬看成虛擬的計算機(jī)總線，網(wǎng)絡(luò)中的所有計算機(jī)都看成資源，一個獨立的網(wǎng)絡(luò)就可以組合成一臺“超級計算機(jī)”，由網(wǎng)絡(luò)超級操作系統(tǒng)來管理。這個新的網(wǎng)絡(luò)計算模式，能夠提高計算機(jī)的安全性、可操作性、跨平臺性，降低成本與功耗。

“對個人用戶來說，用智能手機(jī)等終端設(shè)備訪問這臺‘超級計算機(jī)，就能輕松獲得所需服務(wù)，用小馬拉動大車?！睆垐?qū)W說，原來的存儲計算也由流式計算代替，通過流式計算，操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都能變成用戶隨時隨地獲取的服務(wù)，無需用戶預(yù)先安裝，就像欣賞網(wǎng)絡(luò)視頻，內(nèi)容是“流”到用戶終端上。

目前，透明計算已有多個成功應(yīng)用案例，包括醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和國內(nèi)大型冶金企業(yè)的工控系統(tǒng)與工程設(shè)計部門?！巴该饔嬎悖罱K就是把選擇權(quán)交還給用戶，以用戶為中心，而不是讓人成為機(jī)器的奴隸?！睆垐?qū)W說。（本刊綜合）