2003科技大事回顧與展望

2003科技大事回顧與展望 “獵兔犬”2號(hào)與“火星快車”通訊示意圖

編者的話  2003年是世界科技界不平靜的一年:“哥倫比亞”號(hào)不幸失事，非典病毒讓人類意識(shí)到自身的局限，能源危機(jī)席卷全球，電腦病毒和垃圾郵件的泛濫為虛擬世界增加了不安全的因素。  科技的進(jìn)步就是在應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的過程中實(shí)現(xiàn)的，在這一年里，航天航空、信息技術(shù)、生命科學(xué)和能源技術(shù)四大領(lǐng)域均取得了一系列重大進(jìn)展：中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)載人航天夢(mèng)想，科學(xué)家成功研發(fā)用于疾病診斷與治療的芯片，人類基因組序列圖繪制完成，新型能源的開發(fā)和使用取得重大突破。  2004年，人類又將取得哪些新的科技成果，哪些難題有望得以解決？本報(bào)特邀科技領(lǐng)域?qū)＜�，在回顧一年�?lái)大事的同時(shí)，展望科技界前景。  “機(jī)遇”號(hào)探礦，“勇氣”號(hào)找水，“獵兔犬”尋找生命痕跡  明年，揭開更多火星秘密（科技年終評(píng)點(diǎn)之航天航空篇）  龐之浩  2003年是人類飛行100周年。百年來(lái)，沖破地心引力的束縛，向遙遠(yuǎn)的太空探索既是人類不懈的追求，也是充滿危險(xiǎn)的征程。2月1日，美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)在返回地面途中解體，7名宇航員蒙難，給世界航天業(yè)投下了厚重的陰影。8月22日，巴西VLS型運(yùn)載火箭在發(fā)射前的最后檢修測(cè)試過程中爆炸，20多人付出了生命，2  顆科研衛(wèi)星被毀，發(fā)射平臺(tái)倒塌。11月29日，日本H2A運(yùn)載火箭起飛后出現(xiàn)故障，地面控制中心被迫發(fā)出自毀指令，價(jià)值數(shù)億美元的運(yùn)載火箭及兩顆偵察衛(wèi)星在數(shù)分鐘內(nèi)香銷玉殞。  中國(guó)成功發(fā)射“一船六星”  災(zāi)難和失敗無(wú)法阻止人類探索宇宙的決心。就在“哥倫比亞”號(hào)失事后的第二天，俄羅斯“進(jìn)步M—47”飛船在拜科努爾航天中心發(fā)射，并在兩天后與國(guó)際空間站成功對(duì)接。4月26日，俄羅斯“聯(lián)盟TMA—2”載人飛船將兩名宇航員送上太空，完成了“哥倫比亞”號(hào)失事以來(lái)的第一次載人航天飛行。10月18日，“聯(lián)盟TMA—3”載人飛船又為國(guó)際空間站送去了第八長(zhǎng)期考察組的兩名成員和一名短期考察員。  今年，日本和巴西都試驗(yàn)了自己的運(yùn)載火箭。韓國(guó)建設(shè)了獨(dú)立的航天發(fā)射基地。印度、尼日利亞等也借助別國(guó)的火箭把自己的衛(wèi)星送入軌道。日本、印度等國(guó)都在為研制新型載人航天器作技術(shù)準(zhǔn)備，甚至計(jì)劃探測(cè)月球和火星�！案鐐惐葋啞碧�(hào)的意外失事，使美國(guó)加快了研制軌道空天飛機(jī)的進(jìn)度。在經(jīng)歷了20多年的研發(fā)和多次推遲之后，價(jià)值7億美元的美國(guó)空間紅外望遠(yuǎn)鏡也在8月25日由火箭帶入太空，它發(fā)回的觀測(cè)結(jié)果將為了解宇宙中生命的形成提供新的線索。  今年對(duì)于中國(guó)航空航天業(yè)來(lái)說(shuō)更是標(biāo)志性的一年。10月16日，中國(guó)“神舟”五號(hào)載人飛船在繞地球飛行21小時(shí)23分之后返回地面，在世界航天史上寫下了輝煌的新篇章。12月30日，中國(guó)又把“雙星計(jì)劃”中的第一顆衛(wèi)星送入太空。2003年成為中國(guó)發(fā)射衛(wèi)星最多的一年，成功發(fā)射了6顆衛(wèi)星，向世人表明，中華民族完全有能力依靠自主創(chuàng)新在世界科技領(lǐng)域占據(jù)一席之地。  火星探索成為熱點(diǎn)  2003年，火星到地球的距離是近6萬(wàn)年來(lái)最近的，火星探測(cè)在這一年里成為航天領(lǐng)域的熱點(diǎn)。  目前，美國(guó)“火星環(huán)球勘測(cè)者”號(hào)和“奧德賽”號(hào)探測(cè)器仍在火星軌道工作。6月2日，歐洲航天局成功發(fā)射“火星快車”探測(cè)器，該探測(cè)器由1個(gè)方形軌道器和1個(gè)名叫“獵兔犬”2號(hào)的著陸器組成，拉開了新一輪火星探測(cè)的熱潮。6月10日，載有美國(guó)“勇氣”號(hào)火星車的飛行器發(fā)射升空。7月7日，“機(jī)遇”號(hào)火星車又成功升空。美國(guó)宇航局助理局長(zhǎng)韋勒說(shuō)，這是有史以來(lái)人類對(duì)另外一顆行星發(fā)起的最密集的探測(cè)行動(dòng)。  按原定計(jì)劃，“獵兔犬”2號(hào)應(yīng)于12月25日進(jìn)入火星大氣層，并借助降落傘和氣囊墊的緩沖降落于火星表面，它的使命是尋找  火星上生命的痕跡。預(yù)計(jì)“勇氣”號(hào)將于美國(guó)東部時(shí)間2004年1月3日晚到達(dá)火星表面，而“機(jī)遇”號(hào)也會(huì)在明年初到達(dá)。“機(jī)遇”號(hào)著陸后將對(duì)火星礦物質(zhì)進(jìn)行勘察，以證實(shí)火星形成早期曾存有高溫?zé)崴�的設(shè)想；“勇氣”號(hào)則用于對(duì)火星水形成的原因進(jìn)行研究。  人類最適合居住的地方  火星素有“航天器墳場(chǎng)”之稱。40多年來(lái)各國(guó)籌劃了30多次火星探測(cè)，20多次以失敗告終。12月9日，日本宣布，由于主發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，“希望”號(hào)火星探測(cè)器無(wú)法進(jìn)入預(yù)定軌道，探索火星的使命就此終結(jié)。而歐洲第一個(gè)火星探測(cè)器“獵兔犬”2號(hào)在登陸后一直保持沉默，科學(xué)家29日說(shuō)，這個(gè)全球關(guān)注的探測(cè)器有可能落入火星火山口。很多科學(xué)家仍存一線希望，歐洲航天局一位負(fù)責(zé)人稱：“在這場(chǎng)游戲中我們尚未打完手中所有的牌。我們希望，淘氣的小獵免犬能夠?qū)�媽媽的呼喚作出回�?yīng)�！�  到目前為止，在所有被探索和研究的星球中，火星是最適合人類移居的地方。明年，探測(cè)器將為人類揭開更多火星的秘密�！�  （作者為中國(guó)空間技術(shù)研究院高級(jí)工程師）  芯片尺寸越來(lái)越小通信網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代  信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)將飛速發(fā)展（科技年終評(píng)點(diǎn)之信息技術(shù)篇）  沙蹤  2003年，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)獲得巨大發(fā)展。在這一年里，集成電路的特征尺寸已經(jīng)從130納米進(jìn)一步縮小到90納米，65納米的芯片也即將面世；用于疾病診斷與治療的芯片成為新亮點(diǎn)，日本和美國(guó)開發(fā)出化驗(yàn)肝功能和修補(bǔ)大腦內(nèi)海馬部位的芯片，為患者帶來(lái)福音；通信領(lǐng)域，第三代移動(dòng)通信已進(jìn)入應(yīng)用階段，第四代移動(dòng)通信正在開發(fā)；我國(guó)繼美國(guó)、日本之后，邁入能夠生產(chǎn)10萬(wàn)億次以上巨型計(jì)算機(jī)的國(guó)家行列。在今后幾年，信息產(chǎn)業(yè)和技術(shù)將獲得更大的發(fā)展。  微電子技術(shù)：沖破摩爾定律  1965年，戈登·摩爾根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)言，硅晶元每平方英寸所能容納的晶體管數(shù)量每12個(gè)月將增加一倍。這一預(yù)言被稱為“摩爾定律”。多年來(lái)，微電子基本上按照“摩爾定律”發(fā)展。  未來(lái)，集成電路繼續(xù)向“芯片尺寸更小、晶元尺寸更大、功耗更低”的方向發(fā)展，12英寸晶元和90納米芯片將投入批量生產(chǎn)。硅材料的物理極限成為進(jìn)一步發(fā)展的限制：芯片的特征尺寸已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光波的波長(zhǎng)，光刻技術(shù)已經(jīng)不能使用；一塊芯片上集成愈來(lái)愈多的晶體管，散熱也成為嚴(yán)重的問題；由于導(dǎo)線愈來(lái)愈小，已不能足夠快地傳輸信號(hào)�？茖W(xué)家正在積極尋找新的替代材料和替代技術(shù)，推動(dòng)芯片向更高水平發(fā)展。預(yù)計(jì)摩爾定律還將繼續(xù)一段時(shí)間，但是也許已經(jīng)到了不再按它發(fā)展的時(shí)候。  網(wǎng)格技術(shù)：整合分散資源  網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)一步完善，將充分整合分散在各地的計(jì)算機(jī)資源，實(shí)現(xiàn)資源的全面共享。及時(shí)天氣預(yù)報(bào)、地球環(huán)境模擬等過去由于運(yùn)算能力所限而無(wú)法解決的難題將迎刃而解。在電子商務(wù)、教育、娛樂等領(lǐng)域，網(wǎng)格技術(shù)也有廣泛的用途。  數(shù)字化將最復(fù)雜的事物和圖像簡(jiǎn)化為二值碼，任何事物只要具有兩種可以控制的狀態(tài)存在，就有可能發(fā)展成為信息的儲(chǔ)存器和運(yùn)算器。新近國(guó)際上發(fā)展迅速的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就是利用許多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有信號(hào)感知、通信和處理能力的傳感器組成網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到測(cè)量、跟蹤的目的。  消費(fèi)電子：家電功能更多  今年，電腦病毒和垃圾郵件的泛濫引起了人們的普遍關(guān)注。未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)將在速度和安全性方面有很大改進(jìn)。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，電視網(wǎng)、通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)將發(fā)展成為一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，新的網(wǎng)絡(luò)將更快、更能干、更安全。隨著藍(lán)牙技術(shù)的普及，近距離（10米左右）的家庭網(wǎng)絡(luò)成為新的熱點(diǎn)。  在近三五年內(nèi)，隨著消費(fèi)類電子的發(fā)展，家電會(huì)變得越來(lái)越聰明。電視機(jī)將具備計(jì)算機(jī)的大部分功能，上網(wǎng)、購(gòu)物、打游戲都可以在電視機(jī)上進(jìn)行，電視節(jié)目也可由用戶自行選擇。家用電器將聯(lián)成家庭網(wǎng)，在辦公室、汽車?yán)锟刂萍抑械碾娖髟O(shè)備已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。  智能化計(jì)算：模擬人腦規(guī)則  現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度很快，但卻不怎么聰明：雖然計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度即將超過每秒100萬(wàn)億次，但是下棋它還是要輸給國(guó)際象棋大師；一個(gè)3歲的小孩，可以迅速認(rèn)出他的母親，計(jì)算機(jī)識(shí)別則不那么容易。  這些說(shuō)明我們現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)的算法存在缺陷，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是要模仿人腦的計(jì)算規(guī)則，找出一種新的算法，更好地解決圖像識(shí)別、語(yǔ)言識(shí)別等問題。遺傳算法、分形幾何、智能識(shí)別等技術(shù)的發(fā)展，形成了一門新的智能計(jì)算學(xué)，它試圖發(fā)展一些新的算法，更好地模擬人腦的運(yùn)行機(jī)制、社會(huì)的發(fā)展規(guī)律、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行法則。  未來(lái)，在某些特定的專業(yè)領(lǐng)域，肯定會(huì)出現(xiàn)使人類的腦力和體力空前解放的機(jī)器助手，這些智能計(jì)算機(jī)的智商或許比不上一名5歲的兒童，但其專業(yè)知識(shí)卻會(huì)超過該領(lǐng)域的專家�！�  （作者為中國(guó)電子學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)工作委員會(huì)主任委員）  《環(huán)球時(shí)報(bào)》 2003年12月31日 第二十版

“獵兔犬”2號(hào)登陸火星模擬圖      

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