國家最高科學技術(shù)獎
6月24日，2023年度國家科學技術(shù)獎在京揭曉，國家最高科學技術(shù)獎獲獎者名單中再添兩位科學家——85歲的攝影測量與遙感學家李德仁院士和61歲的凝聚態(tài)物理領(lǐng)域科學家薛其坤院士。值得注意的是，兩位院士所研究的測繪遙感和量子科技領(lǐng)域，與新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。
測繪遙感
國際著名測繪遙感學家、中國科學院和中國工程院兩院院士、武漢大學教授李德仁帶領(lǐng)團隊突破高精度遙感影像處理技術(shù)，使中國國產(chǎn)衛(wèi)星影像定位精度達到國際同類領(lǐng)先水平；他參與創(chuàng)立中國高精度高分辨率對地觀測體系，助力中國測繪遙感產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越發(fā)展；他在全球率先提出通信、導航、遙感（通導遙）三種衛(wèi)星集成應用，領(lǐng)導打造推進通導遙一體化的“東方慧眼”智能遙感星座計劃正在順利實施……
具體來看，李德仁推進的“通導遙”一體化，從應用端來看，空天信息產(chǎn)業(yè)由衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導航、衛(wèi)星遙感三大板塊構(gòu)成。據(jù)了解，這三方面的應用過去是相互獨立的，“通導遙”雖然在本領(lǐng)域都各自發(fā)揮著舉足輕重的作用，但過去并沒有形成整體，信息獲取和利用效率不高。
“要把天上的大數(shù)據(jù)用人工智能處理，變成小數(shù)據(jù)送到用戶的手機上，這樣才能實現(xiàn)分鐘級的智能服務。”李德仁介紹，天上的遙感衛(wèi)星不僅能夠高分辨率地顯示城市景觀，還能監(jiān)測降水量預報水災，鎖定森林火點，判斷地震災情……
“通導遙”一體化是指在一顆衛(wèi)星上可實現(xiàn)高分多模遙感、雙向物聯(lián)通信、星基導航增強三種功能。技術(shù)層面上，導航和通信一體化情況較多，兩者在技術(shù)上已實現(xiàn)相互滲透。比如北斗系統(tǒng)，在定位導航外也提供一些基本的通信服務。此外，北斗和5G的融合帶來相互賦能，可以在不同場景下催生更多應用。
實際上，低軌衛(wèi)星好比漁網(wǎng)一般包裹著地球。地球上任意一點，都可能被多顆衛(wèi)星覆蓋，并持續(xù)接收衛(wèi)星傳輸?shù)男畔ⅰ？仗煨畔a(chǎn)業(yè)所依托的“通導遙”衛(wèi)星，正通過組網(wǎng)形式加速覆蓋全球，“通導遙”中的任何一種應用，都將帶來大量跨境業(yè)務的出現(xiàn)。
11年前，李德仁就呼吁：“發(fā)展PNTRC系統(tǒng)對于推動中國空間科學技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，提高中國航天領(lǐng)域的地位和影響力具有重要意義”。
為了應對萬物互聯(lián)時代天基信息的實時智能服務需求，建設系統(tǒng)聯(lián)通、時空融合、服務暢通的通導遙一體化（PNTRC）天基信息實時服務系統(tǒng)，支持各類用戶在任何地方、任何時間的信息獲取、高精度定位授時與多媒體通信服務，武漢大學布局了珞珈系列科學試驗衛(wèi)星，用于驗證通導遙一體化天基信息實時服務的關(guān)鍵技術(shù)。為了進一步推動PNTRC系統(tǒng)建設，武漢大學聯(lián)合山東省煙臺市政府，提出東方慧眼（Oriental SmartEye，OSE ）智能遙感衛(wèi)星星座計劃，將通過通導遙一體化、衛(wèi)星星座組網(wǎng)觀測、在軌處理和人工智能等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)衛(wèi)星遙感從服務政府、服務行業(yè)到服務大眾的服務模式創(chuàng)新跨越，開辟商業(yè)遙感的藍海市場。
如何高效率、低成本、穩(wěn)定化獲取并使用數(shù)據(jù)，是促進遙感產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。李德仁一直在推動“東方慧眼星座”計劃的實施，通過部署在天上的遙感衛(wèi)星組網(wǎng)，實現(xiàn)5天覆蓋地球一次，建立從全國到全球的服務系統(tǒng)，讓目標看得快、看得清、看得準、看得全、看得懂……據(jù)悉，東方慧眼天基信息實時智能服務系統(tǒng)最終可以實現(xiàn)回答何時、何地、何目標發(fā)生了何種變化，并把這些有用的信息在用戶需要的時間推送給所需要的專業(yè)用戶和大眾用戶，確保全球用戶可實時獲得所需的任何數(shù)據(jù)與信息。
李德仁團隊預計到2030年將發(fā)射252顆衛(wèi)星，包括高分辨率光學和雷達衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星和熱紅外衛(wèi)星，形成“星網(wǎng)”。李德仁表示，到那時，我們的衛(wèi)星使用成本會更低，每個人都有望輕松使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)，從“玩微信”到“玩衛(wèi)星”。這些衛(wèi)星將為國家創(chuàng)造萬億級新質(zhì)生產(chǎn)力，為人類社會可持續(xù)發(fā)展服務。
李德仁一直在努力推進中國遙感應用產(chǎn)業(yè)走向商業(yè)化。2014年，李德仁牽頭建議推進中國遙感應用產(chǎn)業(yè)商業(yè)化發(fā)展，提出國家投入與商業(yè)化運營相結(jié)合的發(fā)展模式。2015年發(fā)布的《國家民用空間基礎(chǔ)設施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》，鼓勵民營企業(yè)參與國家民用空間基礎(chǔ)設施建設。目前，中國商業(yè)遙感衛(wèi)星規(guī)模達到近200顆，商業(yè)航天技術(shù)發(fā)展迅速。
據(jù)前瞻研究院研究報告顯示，近年來，我國商業(yè)遙感衛(wèi)星發(fā)射越來越密集，商業(yè)航天快速發(fā)展。截至2023年5月1日，中國商用遙感衛(wèi)星占在軌遙感衛(wèi)星的比重達到36.68%，成為我國遙感衛(wèi)星的最主要用戶類型。
李德仁強調(diào)，測繪遙感形勢很好，但要避免低水平重復和無序，要創(chuàng)造更多應用場景，把測繪遙感從系統(tǒng)研制到應用這一長鏈條拉得更緊、發(fā)揮更大作用，為建設美麗中國、富裕中國和可持續(xù)發(fā)展的世界做出更多更大貢獻。
量子科技
首次觀測到量子反常霍爾效應、首次發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)界面高溫超導電性……中國科學院院士、清華大學教授薛其坤用一個個重量級科學發(fā)現(xiàn)，助力我國量子科學研究躋身世界第一梯隊。
量子科技是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前沿領(lǐng)域。量子反常霍爾效應，被認為是量子霍爾效應家族最后一個重要成員，是探索更多量子奧秘的重要窗口，同時推動新一代低能耗電子學器件領(lǐng)域的發(fā)展。
所謂量子反常霍爾效應，在薛其坤看來，如果把電子比作人，計算機芯片里的電子運動是無規(guī)律的，就像人行走在亂糟糟的農(nóng)貿(mào)市場，總會走彎路、碰到人，就會發(fā)熱，效率不高。而量子霍爾效應就是一條高速路，電子可以分車道分方向前進。遺憾的是，量子霍爾效應的產(chǎn)生需要非常強的磁場，且成本昂貴，這一缺點阻礙了其在現(xiàn)實生活中的應用。
實際上，量子反常霍爾效應不同于量子霍爾效應，它不依賴于強磁場而由材料本身的自發(fā)磁化產(chǎn)生，因此在應用方面比此前發(fā)現(xiàn)的量子霍爾效應要方便得多。自1998年開始，就不斷有理論物理學家提出各種方案，然而在實驗上都沒有取得任何進展。全世界頂尖的研究組都想攻克這個難題。
從2009年起，在薛其坤院士的帶領(lǐng)下，團隊開始向量子反常霍爾效應的實驗實現(xiàn)發(fā)起沖擊。在近四年的時間里，團隊生長和測量了超過1000個樣品，最終實現(xiàn)了世界范圍內(nèi)首次在實驗上發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應的目標。值得注意的是，5納米的厚度相當于頭發(fā)絲的十萬分之一，制備一個樣品再完成它的測量大概要3到4天的時間，1000多個樣品背后的難度可想而知。在瑞典皇家科學院編寫的《2016年諾貝爾物理學獎科學背景介紹》中，將此發(fā)現(xiàn)列為拓撲物質(zhì)領(lǐng)域代表性的實驗突破，得到了權(quán)威評價機構(gòu)的高度認可。
薛其坤表示，以量子計算為核心代表的量子信息科學，將有可能爆發(fā)一次革命，這次革命不一定比現(xiàn)在我們正在發(fā)生的這種信息革命的意義小，而且難度更大。
高溫超導機理則是薛其坤團隊想要攻克的另一個難題。近百年來，超導和高溫超導一直是物理學最重要的研究方向。試想，如果室溫下實現(xiàn)超導，那么輸電線路就再也不會因電流發(fā)熱而能耗巨大，很多電器都會因為室溫超導的應用，大幅度降低能耗。
1986年，兩個瑞士科學家在銅氧化物中發(fā)現(xiàn)了高溫超導現(xiàn)象。近40年過去了，人們關(guān)于“為什么不是金屬的銅氧化物會出現(xiàn)高溫超導現(xiàn)象”的探討還在繼續(xù)，成了物理學領(lǐng)域至今懸而未決的世紀難題。
在解決這一問題過程中，有兩個重要問題，超導配對的對稱性：各向同性和各向異性。傳統(tǒng)認為，銅氧化物高溫超導是各向異性（d-波）配對的。在不同方向，它的波函數(shù)在物理學上的基本量是不同的，這也是高溫超導研究中的一個主流認識。
2012年，薛其坤帶領(lǐng)清華大學物理系研究團隊發(fā)現(xiàn)了單層鐵硒(FeSe)與鈦酸鍶(SrTiO3)襯底結(jié)合而衍生出的界面高溫超導，這是在非常簡單的體系中發(fā)現(xiàn)的高溫超導現(xiàn)象，它不是各向異性的對稱結(jié)果，而是一個簡單的各向同性（s波）的對稱結(jié)果。他們又在2021年發(fā)表論文——《轉(zhuǎn)角超薄鉍鍶鈣銅氧約瑟夫森結(jié)中的s波配對》，也就是銅氧化物高溫超導的對稱性是各向同性是一個球形狀態(tài)，而不是大家認為的棒槌形狀態(tài)。
在這樣的世界難題面前，薛其坤團隊提出了與主流共識相悖的觀點。薛其坤認為，挑戰(zhàn)世界性科學難題，除了需要高超的實驗技術(shù)、扎實的物理功底和理論功底，還要勇于質(zhì)疑共識或者主流觀點，并通過自己的深度思考、仔細研究和充分論證，提出自己的觀點。這是批判性精神中非常重要的一點。
歷屆國家最高科學技術(shù)獎獲獎人
國家最高科學技術(shù)獎，由中華人民共和國國務院設立，由國家科學技術(shù)獎勵工作辦公室負責，是中國五個國家科學技術(shù)獎（國家最高科學技術(shù)獎、國家自然科學獎、國家技術(shù)發(fā)明獎、國家科學技術(shù)進步獎、中華人民共和國國際科學技術(shù)合作獎）中最高等級的獎項。截至目前，共有37位杰出科學工作者獲得該獎（2004年、2015年空缺）。
2000年
袁隆平：我國雜交水稻研究領(lǐng)域的開創(chuàng)者和帶頭人，為我國糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學的發(fā)展做出了杰出貢獻。他的主要成就表現(xiàn)在雜交水稻的研究、應用與推廣方面。
吳文俊：著名數(shù)學家，主要成就表現(xiàn)在拓撲學和數(shù)學機械化兩個領(lǐng)域。
2001年
王選：著名的計算機應用專家，主要致力于文字、圖形、圖象的計算機處理研究。主持我國計算機漢字激光照排系統(tǒng)和以后的電子出版系統(tǒng)的研究開發(fā)，提出并領(lǐng)導研制了大屏幕中文報紙編排系統(tǒng)、彩色中文激光照排系統(tǒng)、遠程傳版技術(shù)和新聞采編流程管理系統(tǒng)等。
黃昆：世界著名的物理學家，他對固體物理學作出了許多開拓性的重大貢獻。是我國固體物理學和半導體物理學的奠基人之一。
2002年
金怡濂：我國高性能計算機領(lǐng)域的著名專家，是我國巨型計算機事業(yè)的開拓者之一。20世紀90年代，他擔任國家重點工程--"神威"巨型計算機系統(tǒng)總設計師，使我國高性能計算機峰值運算速度從每秒10億次跨越到每秒3000億次以上，實現(xiàn)了我國高性能計算機的歷史性突破。
2003年
劉東生：我國地球環(huán)境科學研究領(lǐng)域的專家。在中國的古脊椎動物學、第四紀地質(zhì)學、環(huán)境科學和環(huán)境地質(zhì)學、青藏高原與極地考察等科學研究領(lǐng)域中，特別是黃土研究方面取得了大量的研究成果，使中國在古全球變化研究領(lǐng)域中躋身世界前列。
王永志：航天技術(shù)專家，是我國載人航天工程的開創(chuàng)者之一和學術(shù)技術(shù)帶頭人。
2005年
葉篤正：氣象學家，中國現(xiàn)代氣象學主要奠基人之一、中國大氣物理學創(chuàng)始人、全球氣候變化研究的開拓者。
吳孟超：著名肝膽外科專家，中國科學院院士。創(chuàng)立了肝臟外科的關(guān)鍵理論和技術(shù)體系，開辟了肝癌基礎(chǔ)與臨床研究的新領(lǐng)域。創(chuàng)建了世界上規(guī)模最大的肝臟疾病研究和診療中心，培養(yǎng)了大批高層次專業(yè)人才。
2006年
李振聲：農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略專家、小麥遺傳育種學家。系統(tǒng)研究了小麥與偃麥草遠緣雜交并育成了“小偃”系列品種。創(chuàng)建了藍粒單體小麥和染色體工程育種新系統(tǒng)。開創(chuàng)了小麥磷、氮營養(yǎng)高效利用的育種新方向。
2007年
閔恩澤：主要從事石油煉制催化劑制造技術(shù)領(lǐng)域研究，是我國煉油催化應用科學的奠基者，石油化工技術(shù)自主創(chuàng)新的先行者，綠色化學的開拓者，在國內(nèi)外石油化工界享有崇高的聲譽。
吳征鎰：著名植物學家，從事植物學研究和教學七十年，是我國植物分類學、植物系統(tǒng)學、植物區(qū)系地理學、植物多樣性保護以及植物資源研究的著名學者。
2008年
王忠誠：新中國培養(yǎng)的第一代神經(jīng)外科專家，也是我國神經(jīng)外科的開拓者之一。 他率先提出了“腦干和脊髓具有可塑性”的觀點，總結(jié)出一套不同腦干腫瘤采取不同手術(shù)入路的理論和方法，這些理論要點對打開醫(yī)學界的“禁區(qū)”——腦干腫瘤手術(shù)，起到了決定性的作用。
徐光憲：創(chuàng)建了北京大學稀土化學研究中心和稀土材料化學及應用國家重點實驗室，先后擔任主任、學術(shù)委員會主任和名譽主任。在稀土分離理論及其應用、稀土理論和配位化學、核燃料化學等方面做出了重要的科學貢獻。
2009年
谷超豪：著名的數(shù)學家，在當今核心數(shù)學前沿最活躍的三個分支――微分幾何、偏微分方程和數(shù)學物理及其交匯點上做出了重要貢獻。
孫家棟：我國著名的航天技術(shù)專家，我國人造衛(wèi)星技術(shù)和深空探測技術(shù)的開創(chuàng)者之一。他為我國突破衛(wèi)星基本技術(shù)、衛(wèi)星返回技術(shù)、地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射和定點技術(shù)、導航衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)和深空探測基本技術(shù)做出了重大貢獻；為創(chuàng)建和發(fā)展我國人造衛(wèi)星總體技術(shù)、衛(wèi)星航天工程管理技術(shù)和深空探測技術(shù)，做出了系統(tǒng)的、創(chuàng)造性的成就和貢獻。
2010年
師昌緒：著名的材料科學家。在國內(nèi)率先開展了高溫合金及新型合金鋼等材料的研究與開發(fā)。
王振義：著名血液學專家，成功實現(xiàn)了將惡性細胞改造為良性細胞的白血病臨床治療新策略，奠定了誘導分化理論的臨床基礎(chǔ)；確立了急性早幼粒細胞白血病治療的“上海方案”，闡明了其遺傳學基礎(chǔ)與分子機制，樹立了基礎(chǔ)與臨床結(jié)合的成功典范；建立了我國血栓與止血的臨床應用研究體系。
2011年
吳良鏞：我國著名的建筑學家、城鄉(xiāng)規(guī)劃學家和教育家，人居環(huán)境科學的創(chuàng)建者。長期從事建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃基礎(chǔ)理論、工程實踐和學科發(fā)展研究，針對我國城鎮(zhèn)化進程中建設規(guī)模大、速度快、涉及面廣等特點，創(chuàng)立了人居環(huán)境科學及其理論框架。
謝家麟：國際著名物理學家，我國粒子加速器事業(yè)的開拓者和奠基人。
2012年
鄭哲敏：國際著名力學家，我國爆炸力學的奠基人和開拓者之一，是中國力學學科建設與發(fā)展的組織者和領(lǐng)導者之一。他闡明了爆炸成形的機理和模型律，解決了火箭重要部件的加工難題，發(fā)展了一門新的力學分支學科—爆炸力學。
王小謨：我國著名雷達專家，現(xiàn)代預警機事業(yè)的開拓者和奠基人。
2013年
張存浩：我國著名物理化學家，我國高能化學激光的奠基人、分子反應動力學的奠基人之一。
程開甲：我國著名物理學家，我國核試驗科學技術(shù)的創(chuàng)建者和領(lǐng)路人。
2014年
于敏：我國著名的核物理學家，我國核武器研究和國防高技術(shù)發(fā)展的杰出領(lǐng)軍人物之一。長期領(lǐng)導并參加核武器的理論研究和設計。
2016年
趙忠賢：一直從事超導研究，是我國高溫超導研究的奠基人之一。
屠呦呦：藥學家。科學貢獻是發(fā)現(xiàn)青蒿素。
2017年
王澤山：我國著名火炸藥學家，發(fā)射裝藥理論體系的奠基人，是火炸藥資源化治理軍民融合道路的開拓者，系列原創(chuàng)性技術(shù)的發(fā)明人，為我國武器裝備和火炸藥產(chǎn)品的更新?lián)Q代做出了杰出貢獻。
侯云德：我國生物醫(yī)學領(lǐng)域杰出的戰(zhàn)略科學家和科技工作者，我國分子病毒學、現(xiàn)代醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代傳染病防控技術(shù)體系的主要奠基人。他在分子病毒學研究和基因工程藥物研發(fā)方面取得了巨大成就。
2018年
劉永坦：我國著名的雷達與信號處理技術(shù)專家，我國對海探測新體制雷達理論奠基人，對海遠程探測技術(shù)跨越發(fā)展的引領(lǐng)者。
錢七虎：我國著名的防護工程學家，現(xiàn)代防護工程理論的奠基人、防護工程學科的創(chuàng)立者、防護工程科技創(chuàng)新的引領(lǐng)者，為我國防護工程各個時期的建設發(fā)展做出了杰出貢獻。
2019年
黃旭華：畢生致力于我國核潛艇事業(yè)的開拓與發(fā)展，是我國核潛艇事業(yè)的先驅(qū)者和奠基人之一，先后擔任我國第一代核潛艇工程副總設計師和總設計師，成功研制了我國第一代核潛艇，為我國海基核力量實現(xiàn)從無到有的歷史性跨越做出了卓越的貢獻。
曾慶存：國際著名大氣科學家，國際數(shù)值天氣預報奠基人之一，為現(xiàn)代大氣科學和氣象事業(yè)的兩大標志——數(shù)值天氣預報和氣象衛(wèi)星遙感做出了開創(chuàng)性貢獻。
2020年
顧誦芬：我國著名飛機設計大師、飛機空氣動力設計奠基人。他建立了新中國飛機空氣動力學設計體系，開創(chuàng)了我國自主研制殲擊機的先河，持續(xù)開展航空戰(zhàn)略研究，為我國航空科技事業(yè)作出了重大貢獻。
王大中：國際著名核能科學家，致力于發(fā)展具有固有安全特性的先進核能系統(tǒng)。他帶領(lǐng)產(chǎn)學研聯(lián)合團隊實現(xiàn)了我國高溫氣冷堆技術(shù)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的整體發(fā)展過程，為我國在先進核能領(lǐng)域逐步走向世界前沿奠定了重要技術(shù)基礎(chǔ)。
