馮誠 王瑩瑩
中圖分類號:H059;H083;N04文獻(xiàn)標(biāo)識碼: ADOI:10.3969/j.issn.1673-8578.2017.01.017
神舟十一號、虛擬現(xiàn)實、量子衛(wèi)星、神威·太湖之光、中國天眼、國家基因庫、長征五號、深度學(xué)習(xí)、引力波、區(qū)塊鏈入選2016年十大科技焦點(diǎn)名詞
2016年12月20日,“漢語盤點(diǎn)2016”揭曉儀式在人民日報社舉行。儀式上,北京語言大學(xué)國家語言資源監(jiān)測與研究平面媒體中心發(fā)布了“2016年度中國媒體十大流行語”。“2016年度中國媒體十大流行語”是“漢語盤點(diǎn)2016”的重要版塊之一,其數(shù)據(jù)是基于國家語言資源監(jiān)測語料庫,利用語言信息處理技術(shù),結(jié)合人工后期處理提取、篩選而獲得的。語料來源包括國內(nèi)17家報紙、26家電視臺以及兩個門戶網(wǎng)站,約20億字語料,覆蓋報紙、電視、廣播、網(wǎng)絡(luò)等大眾傳媒,能夠代表主流媒體的語言特點(diǎn)和變化指征。
漢語之美,不只在于它自身深厚歷史所積淀的博大精深,更在其隨社會的發(fā)展而不斷更新和煥發(fā)的生命力。世界雖廣大,亦可在字詞間?!?016年十大科技焦點(diǎn)名詞”就真實記錄了2016年度科技領(lǐng)域的重大突破、尖端成果以及百姓關(guān)注焦點(diǎn),客觀反映出時代的變遷與發(fā)展。
2016年,神舟十一號載人飛船成功發(fā)射并順利返回,這是中國持續(xù)時間最長的一次載人飛行任務(wù);量子衛(wèi)星“墨子號”成功發(fā)射并在軌運(yùn)行,作為世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星,它將助力于中國廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,服務(wù)于國家信息安全,加深人類對量子力學(xué)的理解;中國運(yùn)載能力最大的火箭長征五號首飛成功,成為中國運(yùn)載火箭更新?lián)Q代的里程碑;神威·太湖之光超級計算機(jī)在法蘭克福世界超算大會(ISC)上登頂榜單之首,成為世界上首臺運(yùn)算速度超過十億億次的超級計算機(jī); 500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡落成啟用,該望遠(yuǎn)鏡被譽(yù)為“中國天眼”,是具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡;中國首個國家基因庫正式運(yùn)營,這是全球第四個國家級基因庫,將支撐引領(lǐng)生物大健康產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展;這一年,人類科學(xué)家首次直接探測到引力波的存在,開啟了宇宙學(xué)的新時代;短短一年,虛擬現(xiàn)實(VR)概念大熱,其技術(shù)在游戲、教育、旅游、房地產(chǎn)等行業(yè)都得到了發(fā)展和應(yīng)用;深度學(xué)習(xí)也在研究和應(yīng)用上突破不斷,令人振奮;區(qū)塊鏈+各種行業(yè),驅(qū)動著“無中介”信任世界的到來……
1. 神舟十一號
神舟十一號飛船,是指由中國空間技術(shù)研究院總研制,由長征二號FY11運(yùn)載火箭發(fā)射的載人飛船。2016年10月17日7時30分,神舟十一號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功,飛船進(jìn)入軌道后經(jīng)過2天獨(dú)立飛行,完成了與天宮二號空間實驗室的自動對接。2016年11月18日下午,神舟十一號載人飛船順利返回著陸,載人飛行任務(wù)圓滿完成。這次飛行任務(wù)是中國第7次載人飛行任務(wù),其總飛行時間長達(dá)33天,是中國持續(xù)時間最長的一次載人飛行任務(wù),也是最接近未來中國空間站要求的一次載人飛行,標(biāo)志著中國具備了開展較大規(guī)??臻g應(yīng)用的基礎(chǔ)條件。
2. 虛擬現(xiàn)實
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality, VR)是仿真技術(shù)的一個重要方向。虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜合利用計算機(jī)圖形系統(tǒng)和現(xiàn)實中的各種接口設(shè)備,在計算機(jī)上生成一種“虛擬”的世界,即可交互的三維環(huán)境,為用戶提供關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感知的模擬。用戶能夠在這種虛擬環(huán)境中身臨其境,及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物,獲得沉浸式的體驗。2016年是傳說中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)爆發(fā)元年,短短一年里,虛擬現(xiàn)實受到了互聯(lián)網(wǎng)巨頭和一大群投資者的熱烈追捧,催生了一系列相關(guān)廠商、硬件制造商、內(nèi)容開發(fā)商和應(yīng)用平臺。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在游戲、教育、旅游、房地產(chǎn)等行業(yè)都得到了發(fā)展和應(yīng)用,人們對其應(yīng)用場景的設(shè)想也有了更強(qiáng)烈的期待。但是由下圖可以看到,虛擬現(xiàn)實一詞在媒體中的使用率在經(jīng)歷了年初的迅速增長后,卻又遇到了一個降溫的過程,這其實跟7月左右開始的虛擬現(xiàn)實創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域的倒閉風(fēng)波和困境不無關(guān)系。同時這也反映了媒體和大眾對虛擬現(xiàn)實的態(tài)度從一開始的盲目樂觀到后來的客觀冷靜的轉(zhuǎn)變。虛擬現(xiàn)實行業(yè)興起之初,不可避免地會產(chǎn)生很多泡沫,而所謂的困境和降溫相信也只是為了擠掉這些泡沫,使其朝著一個更健康積極的方向發(fā)展。
3. 量子衛(wèi)星
量子衛(wèi)星指量子通信衛(wèi)星,是一種傳輸高效的通信衛(wèi)星。2016年8月16日凌晨1時45分,中國成功發(fā)射量子衛(wèi)星“墨子號”,這是世界首顆從事空間尺度量子科學(xué)實驗的衛(wèi)星?!澳犹枴绷孔有l(wèi)星重約640千克,設(shè)計壽命為兩年,運(yùn)行在高度約為500千米的極地軌道,是中國科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項中首批確定的5顆科學(xué)實驗衛(wèi)星之一。該衛(wèi)星成功在軌運(yùn)行并通過測試后,將配合地面站完成星地高速量子密鑰分發(fā)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)、星地量子糾纏分發(fā)以及地星量子隱形傳態(tài)等多項科學(xué)實驗,實現(xiàn)專項預(yù)定的科學(xué)目標(biāo)?!澳犹枴绷孔有l(wèi)星的投入使用將加深人類對量子力學(xué)的理解,并為量子力學(xué)非定域性的終極檢驗奠定基礎(chǔ);同時還將助力于中國廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,服務(wù)于國家信息安全,進(jìn)一步擴(kuò)大中國在國際量子通信領(lǐng)域領(lǐng)先的優(yōu)勢。
4. 神威·太湖之光
神威·太湖之光超級計算機(jī)是由國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制的超級計算機(jī)。北京時間2016年6月20日下午3時,在法蘭克福世界超算大會(ISC)上,神威·太湖之光超級計算機(jī)以超第二名近三倍的運(yùn)算速度登頂TOP500榜單之首,成為世界上首臺運(yùn)算速度超過十億億次的超級計算機(jī)。算上此前“天河二號”的六連冠,中國已連續(xù)4年占據(jù)全球超算排行榜的最高席位。神威·太湖之光共有40 960塊處理器(10 649 600個核心),1.31PB(拍字節(jié))內(nèi)存,理論峰值達(dá)125.436PFLOPS(Petaflops,千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒),實測峰值達(dá)93.015PFLOPS,均為世界第一。目前在神威·太湖之光超級計算機(jī)上開展的應(yīng)用和研究包括先進(jìn)制造、地球模擬、生命科學(xué)和大數(shù)據(jù)分析等,而其中有三項應(yīng)用都獲得了2016年“戈登貝爾獎”提名。神威·太湖之光超級計算機(jī)突破了美國等對中國的核心部件封鎖,真正實現(xiàn)了包括處理器在內(nèi)的所有核心部件的全部國產(chǎn)化,打破了長期以來中國計算機(jī)制造受制于人的被動局面。神威·太湖之光以絕對優(yōu)勢奪得全球超算冠軍,標(biāo)志著中國超級計算機(jī)制造能力已經(jīng)居于世界領(lǐng)先地位,并向世界宣告了中國“芯”的到來。
5. 中國天眼
“中國天眼”指貴州平塘球面射電望遠(yuǎn)鏡,即500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(Fivehundredmeter Aperture Spherical radio Telescope,F(xiàn)AST),位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣大窩凼的喀斯特洼坑中。“中國天眼”由中國天文學(xué)家于1994年提出構(gòu)想,由中國科學(xué)院國家天文臺主導(dǎo)建設(shè),從預(yù)研到建成歷時22年,于2016年9月25日落成啟用,是具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。“中國天眼”由主動反射面系統(tǒng)、饋源支撐系統(tǒng)、測量與控制系統(tǒng)、接收機(jī)與終端及觀測基地等幾部分組成。其中,主動反射面是外形像一口巨大的鍋的球冠形索膜結(jié)構(gòu),由上萬根鋼索和4450個反射單元組成,接收面積相當(dāng)于30個標(biāo)準(zhǔn)足球場。對于射電望遠(yuǎn)鏡而言,口徑越大意味著靈敏度越高,也就意味著能看得更遠(yuǎn)。具有世界最大單口徑的“中國天眼”,其靈敏度比德國的波恩100米望遠(yuǎn)鏡提高了約10倍。理論上講,“中國天眼”能接收到137億光年以外的電磁信號,因此“中國天眼”將成為人類探測和研究宇宙奧秘的新利器。
6. 國家基因庫
國家基因庫是服務(wù)于國家戰(zhàn)略的國家級公益性創(chuàng)新科研及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目,其目的是存儲、管理、利用好遺傳資源,從而為中國生物技術(shù)和生命經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供支撐平臺。中國國家基因庫位于深圳大鵬新區(qū),是中國首個、全球第四個國家級基因庫,于2016年9月22日正式運(yùn)營,這也是中國唯一獲批籌建的國家基因庫。中國國家基因庫的運(yùn)行架構(gòu)和功能是基于“三庫兩平臺”建設(shè)而成的。其中,“三庫”指“干庫”(數(shù)字信息庫,包括基因、蛋白、分子、影像等多種形態(tài)的生物信息數(shù)據(jù)庫)、“濕庫”(生物樣本及遺傳資源庫)和“活庫”(活體生物庫),“兩平臺”指基因信息讀取平臺和基因編輯合成平臺。在生命科學(xué)時代,一個國家如果擁有更多的基因資源并能對其進(jìn)行認(rèn)知和利用,就意味著更大的優(yōu)勢。中國國家基因庫建設(shè)雖晚于發(fā)達(dá)國家,但它相當(dāng)于國外多個樣本庫、基因庫的集合,是全球最大的綜合性基因庫。同時,國家基因庫將有序與國外現(xiàn)有的三大基因庫開展數(shù)據(jù)交換與共享,形成全球聯(lián)盟體系,推動國家基因庫向國際基因庫轉(zhuǎn)變,支撐引領(lǐng)生物大健康產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。
7. 長征五號
2016年11月3日,長征五號在中國文昌航天發(fā)射場首發(fā)成功。長征五號系列運(yùn)載火箭(Long March 5 Series Launch Vehicle),又稱“大火箭”“冰箭”,是中國為了進(jìn)一步滿足航天發(fā)展需要,并縮短中外差距而在2006年立項研制的一次性大型低溫液體捆綁式運(yùn)載火箭,是中國新一代運(yùn)載火箭中芯級直徑為5米的火箭系列。長征五號裝配了8臺全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動機(jī),該種發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的最高壓強(qiáng)可達(dá)500個大氣壓,相當(dāng)于把上海黃浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。長征五號的運(yùn)載能力比中國現(xiàn)役火箭提升了2.5倍以上,設(shè)計可靠性達(dá)到0.98,是中國運(yùn)載能力最大的火箭,也是中國運(yùn)載火箭更新?lián)Q代的里程碑。其成功研制和發(fā)射顯著提高了中國進(jìn)入空間的能力,標(biāo)志著中國從航天大國邁向航天強(qiáng)國,中國航天史從此劃分為了兩段。
8. 深度學(xué)習(xí)
深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)研究中的一個新領(lǐng)域,其動機(jī)在于建立、模擬人腦分析學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),它模仿人腦的機(jī)制,通過建立類似于人腦的分層模型結(jié)構(gòu),對輸入數(shù)據(jù)逐級提取從底層到高層的特征,建立從底層信號到高層語義的映射關(guān)系,從而達(dá)到解釋數(shù)據(jù)(如圖像、聲音和文本)的目的。盡管深度學(xué)習(xí)早在2006年就已經(jīng)開始受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,但由下圖可以看到,“深度學(xué)習(xí)”在2016年仍然擁有較高的媒體關(guān)注度,特別是3月和11月,其在媒體中的使用率分別有了一次快速的上升。這其實是由兩個事件引起的,一是2016年3月9日,谷歌AlphaGo(阿爾法圍棋)在人機(jī)對戰(zhàn)的第一盤戰(zhàn)勝李世石,引發(fā)了大眾對深度學(xué)習(xí)的熱議;二是11月中旬,谷歌宣布神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器翻譯系統(tǒng)(Google Neural Machine Translation,GNMT)正式被應(yīng)用到谷歌翻譯中,深度學(xué)習(xí)再次成為業(yè)內(nèi)和社會相關(guān)領(lǐng)域討論的焦點(diǎn)。此外,2016年聊天機(jī)器人和高考機(jī)器人的出現(xiàn)和活躍,以及在語音識別等領(lǐng)域的成果都意味著人類在深度學(xué)習(xí)研究和應(yīng)用上的不斷發(fā)展和突破。
9. 引力波
引力波在愛因斯坦廣義相對論中被認(rèn)為是時空彎曲的一種效應(yīng),這種彎曲是質(zhì)量的存在所導(dǎo)致的。通常來說,在一個給定的體積里,包含的質(zhì)量越大,該體積邊界的時空曲率就越大。而當(dāng)一個有質(zhì)量的物體在時空中運(yùn)動時,就會產(chǎn)生曲率的變化,曲率的變化反映了物體的位置變化。而引力波就是指在特定環(huán)境下,加速物體的曲率產(chǎn)生變化時,曲率變化通過波的形式向外以光速傳播的現(xiàn)象。北京時間2016年2月11日晚11時30分,美國激光干涉引力波天文臺(Laser Interferometer GravitationalWave Observatory,LIGO)面向全社會宣布,首次直接探測到引力波和首次觀測到雙黑洞碰撞與并合。猶如擲入平靜湖泊里的一顆炸彈,這一消息使全世界的物理學(xué)界都沸騰起來?!耙Σā边@一物理概念也從物理學(xué)界迅速傳播到普通大眾,讓全世界都為之振奮。從相對論的提出到人類科學(xué)家首次直接探測到引力波的存在,時隔100多年。這是物理學(xué)界里程碑式的重大成果,不僅驗證了百年前愛因斯坦提出的廣義相對論,還意味著人類探索宇宙將會有全新的視角,未來星際通信難題也有望攻克,人類已經(jīng)開啟了宇宙學(xué)的新時代。
10. 區(qū)塊鏈
區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù),是一種全新的去中心化基礎(chǔ)架構(gòu)與分布式計算范式,隨著比特幣等數(shù)字加密貨幣的日益普及而逐漸興起。2016年9月,招聘網(wǎng)站Monster.com和Indeed.com發(fā)布的區(qū)塊鏈崗位超過100個,在“拉勾”及“脈脈”上,也累計有數(shù)十個區(qū)塊鏈崗位需求。這是前所未有的現(xiàn)象,說明區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)引起了資本市場的關(guān)注。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€網(wǎng)絡(luò)和權(quán)限對等的結(jié)構(gòu),是一種去中心化的結(jié)構(gòu)。在區(qū)塊鏈中,任何參與者都是一個節(jié)點(diǎn),每個節(jié)點(diǎn)有對等權(quán)限。區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、時序數(shù)據(jù)、集體維護(hù)、可編程和安全可信等特點(diǎn),使其不僅可用于構(gòu)建可編程的貨幣系統(tǒng),還適合構(gòu)建金融系統(tǒng)乃至宏觀社會系統(tǒng)。因此區(qū)塊鏈技術(shù)可以跟其他行業(yè)結(jié)合,通過“區(qū)塊鏈+各種行業(yè)”,讓系統(tǒng)產(chǎn)生的信任變得比“中心化中介”產(chǎn)生的信任更加可依賴,加速行業(yè)進(jìn)入“無中介”信任的世界,給行業(yè)帶來巨大的影響。
附錄:歷年十大科技焦點(diǎn)名詞回顧
2015年:青蒿素、大飛機(jī)C919、開普勒-452b、人工智能、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、火星液態(tài)水、長征六號、天河二號、4D打印、智慧城市
2014年:世界互聯(lián)網(wǎng)大會、再入返回、充電樁、移動支付、羅塞塔號、月宮一號、獵戶座、C919大型客機(jī)、可穿戴設(shè)備、工業(yè)4.0
2013年:神十、4G、3D打印、無人機(jī)、旅行者1號、運(yùn)-20、天河二號、可燃冰、玉兔號、石墨烯
2012年:蛟龍?zhí)?、好奇號、手控交會對接、頁巖氣、殲-15艦載機(jī)、金星凌日、科技體制改革、上帝粒子、“龍”飛船、大數(shù)據(jù)
2011年:天宮一號、神舟八號、屠呦呦、“沃森”、云電視、“阿特蘭蒂斯”號、Siri、殲20、超級稻、“蛟龍”號
(執(zhí)筆/北京語言大學(xué):馮誠,王瑩瑩)