報告：《2013科學(xué)發(fā)展報告》

發(fā)布：中國科學(xué)院

《2013科學(xué)發(fā)展報告》是中國科學(xué)院發(fā)布的年度系列報告《科學(xué)發(fā)展報告》的第十六本，旨在綜述2012年度世界科技進(jìn)展與發(fā)展趨勢，評述科學(xué)前沿與重大科學(xué)問題，報道我國科學(xué)家所取得的突破性成果，介紹科學(xué)在我國實(shí)施“科教興國”與“可持續(xù)發(fā)展”兩大戰(zhàn)略中所起的作用，并向國家提出有關(guān)中國科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略和政策的建議。

科技引起分裂——

轉(zhuǎn)基因食品的爭論

1983年，世界第一株含有抗生素藥類抗體的煙草轉(zhuǎn)基因植物培育成功以來，轉(zhuǎn)基因食品不斷發(fā)展和豐富。轉(zhuǎn)基因食品是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，卻未像以往其他新技術(shù)面世那樣贏得人們的一致頌揚(yáng)。轉(zhuǎn)基因食品被糾纏于一系列的科學(xué)爭論和社會倫理的拷問之中，成為引發(fā)人們激烈爭論的一個社會話題。盡管目前人們的反應(yīng)不像以前那樣劇烈，但是有關(guān)轉(zhuǎn)基因的每一個新信息、新動態(tài)仍然會觸動人們敏感的神經(jīng)，引發(fā)關(guān)注和爭論。

圍繞轉(zhuǎn)基因生物安全性問題的爭議漸漸成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)，在這些由轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展及新突破掀起的一次又一次爭議中，轉(zhuǎn)基因世界也逐漸地呈現(xiàn)出一幅分裂圖景：

1.國家間的分裂。盡管目前轉(zhuǎn)基因作物種植已在全球展開，但各國對于轉(zhuǎn)基因的態(tài)度仍存在差異。

2.社會群體間的分裂。這種分化充分表現(xiàn)在圍繞轉(zhuǎn)基因生物安全性問題的爭議事件中，不同群體對轉(zhuǎn)基因所不斷賦予的價值和利益訴求，都加劇了社會群體間在態(tài)度及立場上的分歧。

3.群體內(nèi)部的分裂。在轉(zhuǎn)基因相關(guān)事務(wù)中，群體內(nèi)部的分歧也是明顯存在的。無論是轉(zhuǎn)基因爭議事件，還是有關(guān)轉(zhuǎn)基因的選擇或決策過程，即使是對某一具體的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的選擇或決策，不僅不同的社會群體，而且同一群體內(nèi)部，其態(tài)度以及立場都是很不一樣的。

迄今為止，“轉(zhuǎn)基因食品安全嗎？”仍然是一個非常敏感的問題，在當(dāng)今世界任何地方都可能會掀起一場風(fēng)波。當(dāng)深入到具體的爭議事件中觀察人們的態(tài)度和觀點(diǎn)時，盡管會遇到多種多樣的復(fù)雜答案，但仍然可以從中剝離出兩種截然不同的態(tài)度和立場——對轉(zhuǎn)基因食品安全問題持肯定或否定態(tài)度。

轉(zhuǎn)基因食品誕生以來，一部分人比較關(guān)注它的危害性問題。盡管爆發(fā)了多次對其安全性提出質(zhì)疑而引發(fā)的爭議事件，但最終都因證據(jù)不足或者不符合實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)而被否定。實(shí)踐證明，迄今并沒有真正發(fā)生過轉(zhuǎn)基因食品對人類健康的危害事件，但同時，迄今也沒有確切的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供肯定的安全性保證。足見確實(shí)存在風(fēng)險性問題。

由此，轉(zhuǎn)基因食品安全性問題具有“危害性”和“風(fēng)險性”雙重涵義。當(dāng)我們談?wù)撧D(zhuǎn)基因食品安全性問題時，不僅要關(guān)注那些危害性問題，還應(yīng)該關(guān)注那些風(fēng)險性問題，對風(fēng)險的認(rèn)識及其風(fēng)險感知程度將直接影響到風(fēng)險管理及其制度安排。

科學(xué)的啟示——

2.5億年前致命高溫導(dǎo)致物種大滅絕

工業(yè)革命以來，二氧化碳持續(xù)排放，全球暖化的趨勢沒有減緩的意思。研究地質(zhì)歷史時期曾發(fā)生的溫室氣候及其對生物的影響，對未來的全球變暖研究具有重要啟示意義。

約在2.5億年前的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交，地球發(fā)生了地質(zhì)歷史上最大的一次生物滅絕事件。全球包括四射珊瑚、三葉蟲在內(nèi)的95%的海洋物種及約75%的陸地物種遭滅絕。導(dǎo)致這次生物滅絕的性質(zhì)和原因眾說紛紜。但無論哪種原因大多與氣溫變化有著直接或間接的因果關(guān)系，因此定量研究該時期的古溫度變化尤為重要。

赤道海平面溫度是衡量地質(zhì)歷史時期環(huán)境溫度的重要參數(shù)。我國華南在約2.5億年前的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交是位于古赤道附近的多島洋。具有全世界最好的海相地層記錄。科學(xué)家們對挑選出來的1.5萬枚牙形石進(jìn)行同位素測試，獲得162組古溫度數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)中-古生代之交是一個從冰室氣候到溫度氣候轉(zhuǎn)變，并在早三疊世一直延續(xù)了近500萬年極端高溫的過程。

逆天的科學(xué)——

細(xì)胞“返老還童”

2012年諾貝爾生理學(xué)/醫(yī)學(xué)獎揭曉，英國科學(xué)家約翰·格登和日本科學(xué)家山中伸彌因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)“成熟細(xì)胞可被重編程到具有多能性的狀態(tài)”而獲獎。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)上發(fā)育不可逆的概念。

人類完整的個體由不同類型的多種成熟細(xì)胞構(gòu)成，他們由受精卵發(fā)育而來。受精卵經(jīng)過分化形成胚胎，早期胚胎中的干細(xì)胞具有分化為成熟個體的能力，也被稱作多能細(xì)胞。在傳統(tǒng)觀念中多能性狀態(tài)向成熟的特化細(xì)胞發(fā)育和分化的過程是不可逆的。

1962年，英國科學(xué)家格登進(jìn)行了一個開創(chuàng)性試驗(yàn)，他將蝌蚪的腸上皮細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，最終得到了正常的蝌蚪。由此證明分化細(xì)胞的細(xì)胞核含有形成個體的全部遺傳物質(zhì)，經(jīng)過重新編程后，仍然具有分化為個體所有各種終末分化細(xì)胞的能力。

1997年，多利羊的誕生宣告這一概念也同樣適用于哺乳動物。該研究為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（ipsc）的實(shí)現(xiàn)提供了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。

科學(xué)家們希望IPSC的新技術(shù)能最終獲得更好的疾病模型用于藥物開發(fā)，用于疾病治療。

科技帶來威脅——

互聯(lián)網(wǎng)隱私保護(hù)迫在眉睫

隨著社會信息化程度的不斷深入，以計算機(jī)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為代表的信息技術(shù)已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。但在網(wǎng)絡(luò)給人們的工作和生活帶來極大便利的同時，也給人們帶來了嚴(yán)重的信息安全和個人隱私保護(hù)問題。

目前我國互聯(lián)網(wǎng)隱私保護(hù)現(xiàn)狀不容樂觀。主要問題有：

網(wǎng)站安全問題進(jìn)一步引發(fā)網(wǎng)站用戶信息和數(shù)據(jù)的安全問題。

網(wǎng)上銀行面臨的“釣魚”威脅愈演愈烈。

由手機(jī)、平板電腦等智能終端應(yīng)用軟件漏洞和惡意程序?qū)е碌男畔⑿孤冻识喟l(fā)態(tài)勢。

木馬病毒泛濫成為隱私保護(hù)的最大威脅。

安全意識薄弱導(dǎo)致泄密。

法律監(jiān)管欠缺。

2012年世界十大科技進(jìn)步

1. “好奇”號在火星成功著陸

“好奇”號被譽(yù)為人類在其他星球登陸的最精密移動科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

2. 加拿大科學(xué)家開發(fā)出人造大腦

這里迄今為止最接近真實(shí)大腦的機(jī)能大腦模型。這個利用超級電腦運(yùn)行的模擬大腦擁有的一個數(shù)碼眼睛，可以用來進(jìn)行視覺輸入，它的機(jī)械臂能繪制出它對視覺輸入做出的反應(yīng)。這個模擬大腦非常先進(jìn)，它甚至能通過IQ測試的基本測試。

3. 科學(xué)家設(shè)計出世界上最細(xì)的納米導(dǎo)線

由澳大利亞和美國科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊設(shè)計出，厚度僅為人類頭發(fā)的萬分之一，但導(dǎo)電能力可與傳統(tǒng)銅導(dǎo)線相媲美的納米導(dǎo)線。這項(xiàng)技術(shù)有望應(yīng)用于量子計算機(jī)研制領(lǐng)域。這一新技術(shù)表明，計算機(jī)元件可以降低到原子尺度，這是個巨大突破。

4. 癌癥干細(xì)胞研究獲新證據(jù)

研究人員相信，搞清哪些癌癥可能源于癌癥干細(xì)胞是今后更有效治療的關(guān)鍵。

5. 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“疑似”上帝粒子

希格斯玻色子是基本粒子“標(biāo)準(zhǔn)模型”預(yù)言的一種自旋為零的玻色子，也是最后一種未被證明存在的基本粒子，由于它難以尋覓又極為重要，也被稱為“上帝粒子”。科學(xué)家認(rèn)為，這是一項(xiàng)無與倫比的成就，將開拓實(shí)驗(yàn)和理論物理的新領(lǐng)域。

6. 日本科學(xué)家首次用“人造”卵子產(chǎn)下小鼠

在利用源自干細(xì)胞的精子產(chǎn)下了正常幼鼠后，日本京都大學(xué)的一個研究小組又通過同樣的方式利用卵子完成了這一壯舉。這項(xiàng)研究最終有望為幫助那些不育夫婦懷孕帶來新的方法。

7. 英國研究發(fā)現(xiàn)一種高速磁存儲原理

這是一項(xiàng)革命性的發(fā)現(xiàn)，可在此基礎(chǔ)上開發(fā)出存儲速度高出現(xiàn)有硬盤數(shù)百倍的存儲器，每秒鐘存儲的信息可以高達(dá)上萬億字節(jié)。

8. 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)質(zhì)量是太陽170億倍的黑洞

這一發(fā)現(xiàn)可能改寫黑洞與星系的形成演化理論。

9. 德國首次從皮膚細(xì)胞中培養(yǎng)出成體干細(xì)胞

德國馬普協(xié)會3月22日宣布，該機(jī)構(gòu)研究人員成功從已分化體細(xì)胞——皮膚細(xì)胞中培養(yǎng)出成體干細(xì)胞，為全球首創(chuàng)。干細(xì)胞研究專家漢斯·舍勒解釋說，通過成體干細(xì)胞的培養(yǎng)可更有針對性、更安全地實(shí)現(xiàn)特定組織再生。這種方法具有巨大的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。

10. 首個“超電子”電路問世

美國科學(xué)家們用光子取代電子，制造出首個由光子電路元件組成的“超電子”電路。