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”號不幸失事，非典病毒讓人類意識到自身的局限，能源危機席卷全球，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。  科技的進步就是在應對挑戰(zhàn)的過程中實現(xiàn)的，在這一年里，航天航空、信息技術(shù)、生命科學和能源技術(shù)四大領(lǐng)域均取得了一系列重大進展：中國首次實現(xiàn)載人航天夢想，科學家成功研發(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？本報特邀科技領(lǐng)域?qū)＜�，在回顧一年來大事的同時，展望科技界前景。  “機遇”號探礦，“勇氣”號找水，“獵兔犬”尋找生命痕跡  明年，揭開更多火星秘密（科技年終評點之航天航空篇）  龐之浩  2003年是人類飛行100周年。百年來，沖破地心引力的束縛，向遙遠的太空探索既是人類不懈的追求，也是充滿危險的征程。2月1日，美國“哥倫比亞”號航天飛機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型運載火箭在發(fā)射前的最后檢修測試過程中爆炸，20多人付出了生命，2  顆科研衛(wèi)星被毀，發(fā)射平臺倒塌。11月29日，日本H2A運載火箭起飛后出現(xiàn)故障，地面控制中心被迫發(fā)出自毀指令，價值數(shù)億美元的運載火箭及兩顆偵察衛(wèi)星在數(shù)分鐘內(nèi)香銷玉殞。  中國成功發(fā)射“一船六星”  災難和失敗無法阻止人類探索宇宙的決心。就在“哥倫比亞”號失事后的第二天，俄羅斯“進步M—47”飛船在拜科努爾航天中心發(fā)射，并在兩天后與國際空間站成功對接。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”號失事以來的第一次載人航天飛行。10月18日，“聯(lián)盟TMA—3”載人飛船又為國際空間站送去了第八長期考察組的兩名成員和一名短期考察員。  今年，日本和巴西都試驗了自己的運載火箭。韓國建設(shè)了獨立的航天發(fā)射基地。印度、尼日利亞等也借助別國的火箭把自己的衛(wèi)星送入軌道。日本、印度等國都在為研制新型載人航天器作技術(shù)準備，甚至計劃探測月球和火星�！案鐐惐葋啞碧柕囊馔馐�事，使美國加快了研制軌道空天飛機的進度。在經(jīng)歷了20多年的研發(fā)和多次推遲之后，價值7億美元的美國空間紅外望遠鏡也在8月25日由火箭帶入太空，它發(fā)回的觀測結(jié)果將為了解宇宙中生命的形成提供新的線索。  今年對于中國航空航天業(yè)來說更是標志性的一年。10月16日，中國“神舟”五號載人飛船在繞地球飛行21小時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，中國又把“雙星計劃”中的第一顆衛(wèi)星送入太空。2003年成為中國發(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  2003年，火星到地球的距離是近6萬年來最近的，火星探測在這一年里成為航天領(lǐng)域的熱點。  目前，美國“火星環(huán)球勘測者”號和“奧德賽”號探測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”探測器，該探測器由1個方形軌道器和1個名叫“獵兔犬”2號的著陸器組成，拉開了新一輪火星探測的熱潮。6月10日，載有美國“勇氣”號火星車的飛行器發(fā)射升空。7月7日，“機遇”號火星車又成功升空。美國宇航局助理局長韋勒說，這是有史以來人類對另外一顆行星發(fā)起的最密集的探測行動。  按原定計劃，“獵兔犬”2號應于12月25日進入火星大氣層，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。預計“勇氣”號將于美國東部時間2004年1月3日晚到達火星表面，而“機遇”號也會在明年初到達�！皺C遇”號著陸后將對火星礦物質(zhì)進行勘察，以證實火星形成早期曾存有高溫熱水的設(shè)想；“勇氣”號則用于對火星水形成的原因進行研究。  人類最適合居住的地方  火星素有“航天器墳場”之稱。40多年來各國籌劃了30多次火星探測，20多次以失敗告終。12月9日，日本宣布，由于主發(fā)動機停止工作，“希望”號火星探測器無法進入預定軌道，探索火星的使命就此終結(jié)。而歐洲第一個火星探測器“獵兔犬”2號在登陸后一直保持沉默，科學家29日說，這個全球關(guān)注的探測器有可能落入火星火山口。很多科學家仍存一線希望，歐洲航天局一位負責人稱：“在這場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)�媽媽的呼喚作出回應�！?nbsp; 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，探測器將為人類揭開更多火星的秘密�！�  （作者為中國空間技術(shù)研究院高級工程師）  芯片尺寸越來越小通信網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代  信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)將飛速發(fā)展（科技年終評點之信息技術(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，日本和美國開發(fā)出化驗肝功能和修補大腦內(nèi)海馬部位的芯片，為患者帶來福音；通信領(lǐng)域，第三代移動通信已進入應用階段，第四代移動通信正在開發(fā)；我國繼美國、日本之后，邁入能夠生產(chǎn)10萬億次以上巨型計算機的國家行列。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)驗預言，硅晶元每平方英寸所能容納的晶體管數(shù)量每12個月將增加一倍。這一預言被稱為“摩爾定律”。多年來，微電子基本上按照“摩爾定律”發(fā)展。  未來，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一步發(fā)展的限制：芯片的特征尺寸已經(jīng)遠遠小于光波的波長，光刻技術(shù)已經(jīng)不能使用；一塊芯片上集成愈來愈多的晶體管，散熱也成為嚴重的問題；由于導線愈來愈小，已不能足夠快地傳輸信號�？茖W家正在積極尋找新的替代材料和替代技術(shù)，推動芯片向更高水平發(fā)展。預計摩爾定律還將繼續(xù)一段時間，但是也許已經(jīng)到了不再按它發(fā)展的時候。  網(wǎng)格技術(shù)：整合分散資源  網(wǎng)格技術(shù)進一步完善，將充分整合分散在各地的計算機資源，實現(xiàn)資源的全面共享。及時天氣預報、地球環(huán)境模擬等過去由于運算能力所限而無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)字化將最復雜的事物和圖像簡化為二值碼，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)展成為信息的儲存器和運算器。新近國際上發(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)簡單，具有信號感知、通信和處理能力的傳感器組成網(wǎng)絡(luò)，達到測量、跟蹤的目的。  消費電子：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。未來的網(wǎng)絡(luò)將在速度和安全性方面有很大改進。在不遠的將來，電視網(wǎng)、通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)將發(fā)展成為一個統(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。  在近三五年內(nèi)，隨著消費類電子的發(fā)展，家電會變得越來越聰明。電視機將具備計算機的大部分功能，上網(wǎng)、購物、打游戲都可以在電視機上進行，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、汽車里控制家中的電器設(shè)備已經(jīng)可以實現(xiàn)。  智能化計算：模擬人腦規(guī)則  現(xiàn)在的計算機運算速度很快，但卻不怎么聰明：雖然計算機的運算速度即將超過每秒100萬億次，但是下棋它還是要輸給國際象棋大師；一個3歲的小孩，可以迅速認出他的母親，計算機識別則不那么容易。  這些說明我們現(xiàn)在的計算機的算法存在缺陷，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是要模仿人腦的計算規(guī)則，找出一種新的算法，更好地解決圖像識別、語言識別等問題。遺傳算法、分形幾何、智能識別等技術(shù)的發(fā)展，形成了一門新的智能計算學，它試圖發(fā)展一些新的算法，更好地模擬人腦的運行機制、社會的發(fā)展規(guī)律、經(jīng)濟的運行法則。  未來，在某些特定的專業(yè)領(lǐng)域，肯定會出現(xiàn)使人類的腦力和體力空前解放的機器助手，這些智能計算機的智商或許比不上一名5歲的兒童，但其專業(yè)知識卻會超過該領(lǐng)域的專家�！�  （作者為中國電子學會學術(shù)工作委員會主任委員）  《環(huán)球時報》 2003年12月31日 第二十版

“獵兔犬”2號登陸火星模擬圖      

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