國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)

6月24日，2023年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)在京揭曉，國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)呙麊沃性偬韮晌豢茖W(xué)家——85歲的攝影測(cè)量與遙感學(xué)家李德仁院士和61歲的凝聚態(tài)物理領(lǐng)域科學(xué)家薛其坤院士。值得注意的是，兩位院士所研究的測(cè)繪遙感和量子科技領(lǐng)域，與新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。

測(cè)繪遙感

國(guó)際著名測(cè)繪遙感學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院兩院院士、武漢大學(xué)教授李德仁帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破高精度遙感影像處理技術(shù)，使中國(guó)國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星影像定位精度達(dá)到國(guó)際同類領(lǐng)先水平；他參與創(chuàng)立中國(guó)高精度高分辨率對(duì)地觀測(cè)體系，助力中國(guó)測(cè)繪遙感產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展；他在全球率先提出通信、導(dǎo)航、遙感（通導(dǎo)遙）三種衛(wèi)星集成應(yīng)用，領(lǐng)導(dǎo)打造推進(jìn)通導(dǎo)遙一體化的“東方慧眼”智能遙感星座計(jì)劃正在順利實(shí)施……

具體來(lái)看，李德仁推進(jìn)的“通導(dǎo)遙”一體化，從應(yīng)用端來(lái)看，空天信息產(chǎn)業(yè)由衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感三大板塊構(gòu)成。據(jù)了解，這三方面的應(yīng)用過(guò)去是相互獨(dú)立的，“通導(dǎo)遙”雖然在本領(lǐng)域都各自發(fā)揮著舉足輕重的作用，但過(guò)去并沒(méi)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(jī)上，這樣才能實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)的智能服務(wù)。”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(cè)降水量預(yù)報(bào)水災(zāi)，鎖定森林火點(diǎn)，判斷地震災(zāi)情……

“通導(dǎo)遙”一體化是指在一顆衛(wèi)星上可實(shí)現(xiàn)高分多模遙感、雙向物聯(lián)通信、星基導(dǎo)航增強(qiáng)三種功能。技術(shù)層面上，導(dǎo)航和通信一體化情況較多，兩者在技術(shù)上已實(shí)現(xiàn)相互滲透。比如北斗系統(tǒng)，在定位導(dǎo)航外也提供一些基本的通信服務(wù)。此外，北斗和5G的融合帶來(lái)相互賦能，可以在不同場(chǎng)景下催生更多應(yīng)用。

實(shí)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(diǎn)，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??？仗煨畔a(chǎn)業(yè)所依托的“通導(dǎo)遙”衛(wèi)星，正通過(guò)組網(wǎng)形式加速覆蓋全球，“通導(dǎo)遙”中的任何一種應(yīng)用，都將帶來(lái)大量跨境業(yè)務(wù)的出現(xiàn)。

11年前，李德仁就呼吁：“發(fā)展PNTRC系統(tǒng)對(duì)于推動(dòng)中國(guó)空間科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，提高中國(guó)航天領(lǐng)域的地位和影響力具有重要意義”。

為了應(yīng)對(duì)萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代天基信息的實(shí)時(shí)智能服務(wù)需求，建設(shè)系統(tǒng)聯(lián)通、時(shí)空融合、服務(wù)暢通的通導(dǎo)遙一體化（PNTRC）天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)，支持各類用戶在任何地方、任何時(shí)間的信息獲取、高精度定位授時(shí)與多媒體通信服務(wù)，武漢大學(xué)布局了珞珈系列科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星，用于驗(yàn)證通導(dǎo)遙一體化天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)。為了進(jìn)一步推動(dòng)PNTRC系統(tǒng)建設(shè)，武漢大學(xué)聯(lián)合山東省煙臺(tái)市政府，提出東方慧眼（Oriental SmartEye，OSE ）智能遙感衛(wèi)星星座計(jì)劃，將通過(guò)通導(dǎo)遙一體化、衛(wèi)星星座組網(wǎng)觀測(cè)、在軌處理和人工智能等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感從服務(wù)政府、服務(wù)行業(yè)到服務(wù)大眾的服務(wù)模式創(chuàng)新跨越，開(kāi)辟商業(yè)遙感的藍(lán)海市場(chǎng)。

如何高效率、低成本、穩(wěn)定化獲取并使用數(shù)據(jù)，是促進(jìn)遙感產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。李德仁一直在推動(dòng)“東方慧眼星座”計(jì)劃的實(shí)施，通過(guò)部署在天上的遙感衛(wèi)星組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)5天覆蓋地球一次，建立從全國(guó)到全球的服務(wù)系統(tǒng)，讓目標(biāo)看得快、看得清、看得準(zhǔn)、看得全、看得懂……據(jù)悉，東方慧眼天基信息實(shí)時(shí)智能服務(wù)系統(tǒng)最終可以實(shí)現(xiàn)回答何時(shí)、何地、何目標(biāo)發(fā)生了何種變化，并把這些有用的信息在用戶需要的時(shí)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(shí)時(shí)獲得所需的任何數(shù)據(jù)與信息。

李德仁團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)到2030年將發(fā)射252顆衛(wèi)星，包括高分辨率光學(xué)和雷達(dá)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(shí)，我們的衛(wèi)星使用成本會(huì)更低，每個(gè)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(guó)家創(chuàng)造萬(wàn)億級(jí)新質(zhì)生產(chǎn)力，為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

李德仁一直在努力推進(jìn)中國(guó)遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)走向商業(yè)化。2014年，李德仁牽頭建議推進(jìn)中國(guó)遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)商業(yè)化發(fā)展，提出國(guó)家投入與商業(yè)化運(yùn)營(yíng)相結(jié)合的發(fā)展模式。2015年發(fā)布的《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》，鼓勵(lì)民營(yíng)企業(yè)參與國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。目前，中國(guó)商業(yè)遙感衛(wèi)星規(guī)模達(dá)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(bào)告顯示，近年來(lái)，我國(guó)商業(yè)遙感衛(wèi)星發(fā)射越來(lái)越密集，商業(yè)航天快速發(fā)展。截至2023年5月1日，中國(guó)商用遙感衛(wèi)星占在軌遙感衛(wèi)星的比重達(dá)到36.68%，成為我國(guó)遙感衛(wèi)星的最主要用戶類型。

李德仁強(qiáng)調(diào)，測(cè)繪遙感形勢(shì)很好，但要避免低水平重復(fù)和無(wú)序，要?jiǎng)?chuàng)造更多應(yīng)用場(chǎng)景，把測(cè)繪遙感從系統(tǒng)研制到應(yīng)用這一長(zhǎng)鏈條拉得更緊、發(fā)揮更大作用，為建設(shè)美麗中國(guó)、富裕中國(guó)和可持續(xù)發(fā)展的世界做出更多更大貢獻(xiàn)。

量子科技

首次觀測(cè)到量子反常霍爾效應(yīng)、首次發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)界面高溫超導(dǎo)電性……中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授薛其坤用一個(gè)個(gè)重量級(jí)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，助力我國(guó)量子科學(xué)研究躋身世界第一梯隊(duì)。

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?；魻栃?yīng)，被認(rèn)為是量子霍爾效應(yīng)家族最后一個(gè)重要成員，是探索更多量子奧秘的重要窗口，同時(shí)推動(dòng)新一代低能耗電子學(xué)器件領(lǐng)域的發(fā)展。

所謂量子反?；魻栃?yīng)，在薛其坤看來(lái)，如果把電子比作人，計(jì)算機(jī)芯片里的電子運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)律的，就像人行走在亂糟糟的農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，總會(huì)走彎路、碰到人，就會(huì)發(fā)熱，效率不高。而量子霍爾效應(yīng)就是一條高速路，電子可以分車(chē)道分方向前進(jìn)。遺憾的是，量子霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生需要非常強(qiáng)的磁場(chǎng)，且成本昂貴，這一缺點(diǎn)阻礙了其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

實(shí)際上，量子反常霍爾效應(yīng)不同于量子霍爾效應(yīng)，它不依賴于強(qiáng)磁場(chǎng)而由材料本身的自發(fā)磁化產(chǎn)生，因此在應(yīng)用方面比此前發(fā)現(xiàn)的量子霍爾效應(yīng)要方便得多。自1998年開(kāi)始，就不斷有理論物理學(xué)家提出各種方案，然而在實(shí)驗(yàn)上都沒(méi)有取得任何進(jìn)展。全世界頂尖的研究組都想攻克這個(gè)難題。

從2009年起，在薛其坤院士的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)開(kāi)始向量子反常霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)發(fā)起沖擊。在近四年的時(shí)間里，團(tuán)隊(duì)生長(zhǎng)和測(cè)量了超過(guò)1000個(gè)樣品，最終實(shí)現(xiàn)了世界范圍內(nèi)首次在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)的目標(biāo)。值得注意的是，5納米的厚度相當(dāng)于頭發(fā)絲的十萬(wàn)分之一，制備一個(gè)樣品再完成它的測(cè)量大概要3到4天的時(shí)間，1000多個(gè)樣品背后的難度可想而知。在瑞典皇家科學(xué)院編寫(xiě)的《2016年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)科學(xué)背景介紹》中，將此發(fā)現(xiàn)列為拓?fù)湮镔|(zhì)領(lǐng)域代表性的實(shí)驗(yàn)突破，得到了權(quán)威評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)的高度認(rèn)可。

薛其坤表示，以量子計(jì)算為核心代表的量子信息科學(xué)，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(dǎo)機(jī)理則是薛其坤團(tuán)隊(duì)想要攻克的另一個(gè)難題。近百年來(lái)，超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)一直是物理學(xué)最重要的研究方向。試想，如果室溫下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，那么輸電線路就再也不會(huì)因電流發(fā)熱而能耗巨大，很多電器都會(huì)因?yàn)槭覝爻瑢?dǎo)的應(yīng)用，大幅度降低能耗。

1986年，兩個(gè)瑞士科學(xué)家在銅氧化物中發(fā)現(xiàn)了高溫超導(dǎo)現(xiàn)象。近40年過(guò)去了，人們關(guān)于“為什么不是金屬的銅氧化物會(huì)出現(xiàn)高溫超導(dǎo)現(xiàn)象”的探討還在繼續(xù)，成了物理學(xué)領(lǐng)域至今懸而未決的世紀(jì)難題。

在解決這一問(wèn)題過(guò)程中，有兩個(gè)重要問(wèn)題，超導(dǎo)配對(duì)的對(duì)稱性：各向同性和各向異性。傳統(tǒng)認(rèn)為，銅氧化物高溫超導(dǎo)是各向異性（d-波）配對(duì)的。在不同方向，它的波函數(shù)在物理學(xué)上的基本量是不同的，這也是高溫超導(dǎo)研究中的一個(gè)主流認(rèn)識(shí)。

2012年，薛其坤帶領(lǐng)清華大學(xué)物理系研究團(tuán)隊(duì)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(dǎo)，這是在非常簡(jiǎn)單的體系中發(fā)現(xiàn)的高溫超導(dǎo)現(xiàn)象，它不是各向異性的對(duì)稱結(jié)果，而是一個(gè)簡(jiǎn)單的各向同性（s波）的對(duì)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(duì)》，也就是銅氧化物高溫超導(dǎo)的對(duì)稱性是各向同性是一個(gè)球形狀態(tài)，而不是大家認(rèn)為的棒槌形狀態(tài)。

在這樣的世界難題面前，薛其坤團(tuán)隊(duì)提出了與主流共識(shí)相悖的觀點(diǎn)。薛其坤認(rèn)為，挑戰(zhàn)世界性科學(xué)難題，除了需要高超的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、扎實(shí)的物理功底和理論功底，還要勇于質(zhì)疑共識(shí)或者主流觀點(diǎn)，并通過(guò)自己的深度思考、仔細(xì)研究和充分論證，提出自己的觀點(diǎn)。這是批判性精神中非常重要的一點(diǎn)。

歷屆國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)人

國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，由中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院設(shè)立，由國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室負(fù)責(zé)，是中國(guó)五個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、中華人民共和國(guó)國(guó)際科學(xué)技術(shù)合作獎(jiǎng)）中最高等級(jí)的獎(jiǎng)項(xiàng)。截至目前，共有37位杰出科學(xué)工作者獲得該獎(jiǎng)（2004年、2015年空缺）。

2000年

袁隆平：我國(guó)雜交水稻研究領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)者和帶頭人，為我國(guó)糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。他的主要成就表現(xiàn)在雜交水稻的研究、應(yīng)用與推廣方面。

吳文?。?/strong>著名數(shù)學(xué)家，主要成就表現(xiàn)在拓?fù)鋵W(xué)和數(shù)學(xué)機(jī)械化兩個(gè)領(lǐng)域。