目前中國科技有哪些達到世界領先水平?
首先,澄清一個誤區。
在航天科技、衛星定位的領域,中國沒有達到世界領先的水平,而僅僅是追上了第一梯隊。
航天科技方面,中國僅僅是完成了載人航天和空間站的初步搭建。冷戰期間,美蘇的載人航天技術就已經相當成熟,并且頻率遠超中國目前的水平。此外,中國的大推力火箭技術還落后于美俄,航天飛機及其他空天飛行器的發展也處于起步階段。
為什么我們會認為中國的航天科技很發達呢?這是因為中國形成了一套獨立于世界任何國家的,完全自主可控的航天科技體系。換言之,我們的航天科技并不非常先進,但足夠可靠。
相對于日本和歐洲而言,我們可以依靠自己的能力進行航天器的發射,我們可以根據自己的實力推進空天戰略,而不必受制于任何人,這才是中國航天領域的優勢所在。
下面來科普一下:
經過多年的艱苦奮斗,無數人的辛勤付出,中國確實已經在一些領域取得了世人矚目的成就,在部分技術上達到了世界領先的地位,這里舉幾個例子:
1、特高壓輸電
輸電電壓一般分為高壓、超高壓和特高壓。國際上,高壓通常指35—220千伏的電壓,超高壓則指330千伏及以上、1000千伏以下的電壓,而特高壓則是1000千伏及以上的電壓。
2011年3月,中國將特高壓工程列入國家"十二五"規劃,計劃建設“三橫三縱一環網“特高壓骨干網架和13項直流輸電工程(其中特高壓直流10項),這一過程中,中國的特高壓輸電在電壓等級、輸送電量、距離等方面不斷刷新世界紀錄。
截至2017年9月,中國已經建成投運的就有“八交九直”17個特高壓工程,初步形成了西電東送,北電南供的特高壓輸電網絡,使中東部近9億人用上了西部的清潔能源,節省煤炭9500萬噸,相當于四川省一年的煤炭消耗量。
目前,中國共制定特高壓輸電國際標準14項、國家標準50項、行業標準73項、企業標準189項,全世界都在使用中國的這一套標準。
2、量子技術
2017年5月3日,世界上第一臺超越早期經典計算機的光量子計算機誕生,這個“世界首臺”是貨真價實的“中國造”。
2016年8月16日1時40分,世界首顆量子科學實驗衛星"墨子號"發射升空。中國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信,構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。
2017年9月中國與奧地利科學家借助「墨子號」衛星在中國和奧地利之間首次實現距離達7600公里的洲際量子密鑰分發,并利用共享密鑰實現加密數據傳輸和視頻通信。
與經典通信不同,量子密鑰分發通過量子態的傳輸,在遙遠兩地的用戶共享無條件安全的密鑰,利用該密鑰對信息進行一次一密的嚴格加密,中奧聯合團隊在北京到維也納之間演示了圖片加密傳輸。結合高級加密標準AES-128協議,每秒更新一次種子密鑰,中奧聯合團隊建立了一套北京到維也納的加密視頻通信系統,并利用該系統成功舉行了75分鐘的中國科學院和奧地利科學院洲際量子保密視頻會議。
量子通信是目前人類唯一已知的不可竊聽、不可破譯的無條件安全的通信方式。洲際量子保密通信網絡實驗是重大技術成果,任何不用衛星的方法(如正在發展的量子中繼器)可能至少需要10年的時間才能接近這個實驗的結果。
這一實驗是由中科院院士、中科大教授潘建偉和他的團隊取得的突破。潘建偉教授有關實現「量子隱形傳態」的研究成果入選《科學》雜志“年度十大科技進展”,并同倫琴發現X射線、愛因斯坦建立相對論等影響世界的重大研究成果一起被《自然》雜志選為“百年物理學21篇經典論文”。
3、可控核聚變
核能的實現形式分為兩種,一種是核聚變,一種是核裂變。前者的主要代表是太陽和氫彈,后者的主要代表是核電站和原子彈。從能量來看,核聚變明顯大于核裂變,但從可控性來看,目前人類還沒有辦法很好地控制核聚變的能量。
在可控核聚變領域,中國無疑是世界領先的。
2017年07月05日,中國科學院合肥物質科學研究院等離子物理研究所宣布,我國的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(中文名為東方超環,簡稱EAST)在全球首次實現了穩定的101.2秒穩態長脈沖高約束模等離子體運行,創造了新的世界紀錄,為人類開發利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術基礎。
同時,這一里程碑性的重要突破,表明我國磁約束聚變研究在穩態運行的物理和工程方面將繼續引領國際前沿,對國際熱核聚變試驗堆(ITER)和未來中國聚變工程試驗堆(CFETR)建設和運行具有重大的科學意義。
4、中國天眼
「中國天眼」是目前全球最大的500米口徑球面射電望遠鏡(簡稱FAST),光選址就用了13年,從計劃到落成總共花了22年。它采用了中國科學家獨創設計和我國貴州南部喀斯特洼地的獨特地形條件,建造了一個約30個足球場大小的高靈敏度巨型射電望遠鏡。與目前世界上最大單口徑射電望遠鏡——美國阿雷西博(Arecibo)305米口徑望遠鏡相比,其綜合性能提高約10倍。
FAST的重要使命是探索宇宙的起源與演化、暗物質、宇宙星系的演化,包括搜索脈沖星、中性氫、宇宙分子和外星文明信號,可以說對于探索宇宙深處未知領域具有很大的幫助。
FAST在2016年9月25日的時候開始啟用,一年的時間就聽到了兩次讓人震撼的宇宙“心跳”,也就是脈沖星。目前FAST還處于調試期,在2019年正式運行之后,每年可以發現兩百顆以上的脈沖星,目前全世界的射電望遠鏡中,只有FAST有這樣的能力。FAST也將開啟一個新的時代。
5、北斗系統
北斗系統是我國自主建設的衛星導航定位系統,對標美國全球定位系統(GPS)和俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)。北斗系統全面建成后意味著中國擁有了獨立自主的軍事和民用的衛星基礎設施,不會再受制于美國GPS系統的干擾和欺騙。
北斗系統的建設分為三步走,第一步是在2003年左右,建設成為北斗雙星系統,主要解決我國衛星導航系統的有無問題;第二步是在2012年底,建設成為北斗區域系統,主要解決我國和周邊地區的無源導航定位授時服務的問題;第三步是預計到2020年左右,建設成為北斗全球系統,也叫做北斗三號系統,形成全球定位的網絡。
目前北斗系統現在處于第二階段和第三階段之間,2018年5月1日我國首款北斗導航APP將正式上線。其導航功能可精確到1米以內,能夠清晰定位到具體車道,不僅如此,北斗系統還將在軍事、交通運輸、海洋漁業、水文監測、氣象預報、測繪地理信息等等領域起到重要基礎設施的作用。
6、超級計算機「神威太湖之光」
超級計算機屬于戰略高技術領域,是一個國家科技實力的重要標志之一。之前中國在國際舞臺中一直受制于人,美國更是在2015年宣布對中國禁售高性能處理器,但是現在中國已經后來居上。
在2017年超級計算機500強榜單中,中國超級計算機「神威太湖之光」和「天河二號」連續第四次分列冠亞軍。其中「神威太湖之光」 以每秒12.5億億次的峰值計算能力排名世界第一,是美國最好的超算泰坦的五倍。更為重要的是,和天河二號采用Intel CPU不同,神威太湖之光的CPU也是中國自主研發的“申威26010”高性能處理器,這意味著中國超級計算機的核心部件已經可以完全國產。
7、載人潛水器「蛟龍號」
「蛟龍號」載人深潛器是我國自主研制的作業型深海載人潛水器,設計最大下潛深度為7000米級,也是目前世界上下潛能力最深的作業型載人潛水器。
在全球范圍內,下潛深度超過1000米的潛水器只有12艘,其中最大的工作深度為日本深潛器的6527米。而「蛟龍號」曾下潛到馬里亞納海溝7062米的海底,是當之無愧的“No. 1”!
8、高鐵「復興號」
如果說前面那些中國領先的科技領域都屬于科研和軍事方面的話,那么高鐵對于大多數人來說應該是相當熟悉了。
高鐵是中國“青出于藍而勝于藍”最為出色的表現之一,雖然師從德國和日本,但是明顯超過了他們的老師,「復興號CR400」上檔時速400公里、標準時速350公里,世界第一!現在中國有25000公里高鐵在運行,這也讓中國的技術在建設中得到極大的提升,而日本和德國還在守著數十年前的技術。曾經世界一流的「新干線」和「歐洲之星」和現在中國的高鐵比起來無論是速度還是舒適程度都有不小的差距。
如何評價中國目前的科技水平?
在高科技領域的突破一直是中國科技界一大夢想,但是網上總有一些人覺得中國人不能研發出超過美國等西方發達國家的技術,但事實是:現在這樣的超越正在發生!
除了以上幾個例子以外,還有包括高端設備制造、人工智能、互聯網等領域中國可以說已經走在了世界的前列。雖然我們曾經經歷了“漢芯門”這樣科研造假事件的打擊,但不可否定的是,中國已經在很多領域做到了世界一流,這是所有睜大眼睛看世界的人都有目共睹的!
責任編輯:仁德財
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