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  6月7日发布的2018自然指数年度榜单显示,美国仍是世界上高质量科研论文的最大贡献国,中国和德国位居其后。中国是自然指数十大贡献国中唯一实现指数值正增长的国家,中国科学院是全球榜单中居于首位的科研机构。   数据显示,尽管美国的科研产出较上一年略有下降,但依然保持领先地位,其高质量科研产出仍是中国的两倍多,而中国也延续着急速上升之势。除了美国之外,中国、德国、南非和巴西都是所在地区的领先者。   数据表明,与前一年相比,中国有49家科研机构提升了它们在全球500强科研机构榜单的位次,另有14家中国机构新进入了全球500强,仅有15家位次下滑。北京大学、清华大学、南京大学和中国科学技术大学等四所大学已位居全球大学研究机构25强之列。   自然指数创始人戴维·斯温班克斯博士表示,中国在指数中的地位得到持续和显著提升,“中国在指数中的论文产出从2016年到2017年有高达12%的增长,远高于2015到2016年的增幅,因此,许多中国机构指数排名有所上升。与中国显著增长相对应的是其他一些主要国家论文产出增长乏力或下滑。”据了解,美国有62家机构的排名上升,74家下滑。日本位居自然指数整体排名第五位,只有4家机构排名上升,15家下滑。   自然科研方面据此分析,高质量科研的出版日益呈现全球化的特征,机构之间为了在版面有限的国际顶级期刊上发表科研成果展开激烈竞争。“鉴于纳入指数的期刊每年发表的论文数量近乎不变,中国论文数量的增加不可避免地让其他国家失去其份额。”斯温班克斯补充说。   (原载于《科技日报》2018-06-0803版)

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  6月7日“出炉”的2018自然指数年度榜单(NatureIndex2018AnnualTables)显示,美国仍是世界上高质量科研论文的最大贡献国,中国和德国位居其后。拥有大量科研院所和研究人员的中国科学院位居2018指数榜单中全球十大科研机构行列榜首。  自然指数创始人DavidSwinbanks博士表示,在自然指数中,中国的地位持续显著提升。他说,在纳入指数的期刊中,中国论文数量占比增加。  根据今年的榜单,与前一年相比,中国有49家科研机构提升了其在全球500强科研机构榜单的位次,另有14家中国机构新进入了全球500强,仅有15家位次下滑。相比之下,美国有62家机构的排名上升,74家下滑。日本位居自然指数整体排名第五位,只有4家机构排名上升,15家下滑。  中国科学院与美国哈佛大学、德国马普学会、法国国家科研中心、美国斯坦福大学、美国麻省理工学院、德国亥姆霍兹国家研究中心联合会、日本东京大学、美国加州大学伯克利分校和英国剑桥大学共同位居2018指数榜单中全球十大科研机构行列。  四所中国大学:北京大学、清华大学、南京大学和中国科学技术大学,已位居全球大学研究机构25强之列。此外,瑞士霍夫曼·罗氏公司、美国IBM公司、瑞士诺华公司等上榜自然指数全球十大企业科研机构。

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  有一种看法流传很广:对“无用之学”的追逐是科学精神的发轫之处。   中国科学院大学人文学院院长孙小淳不这么认为。他眼中的科学精神既有对理性、纯粹、无私的赞美,也绝不回避实用和创新。作为一名出身于天文学研究的自然科学史学者,他从没怀疑过这一点。   在孙小淳看来,谈科学精神既不能脱离历史的维度,也不能脱离社会现实的关切。离开前者,科学成为无源之水、无本之木;离开后者,科学则脱离现实,被教条化、脸谱化,进入高高在上的象牙塔。科学从来不是一朵现成的娇花,它从矛盾和斗争的污泥中走来,也将这样发展下去。   科技日报:如何定义科学精神?   孙小淳:科学精神的范围太广了,它的内涵和外延都在不断演变。但是“求真”与“创新”是科学精神不变的内核。   求真容易理解,比如谦虚乐学、追求普遍性的真理、无私利性、公有性、有组织的怀疑精神等,都是科学共同体共同信奉的准则。   创新是把科学知识运用到现实生活中的实践。有些人可能不同意,但这是我要强调的。求真是很美好的,但必须要将其利用到自然和人本身的改造上,否则就是很虚的东西。比如建造高铁飞机、研发新药、创新管理模式,都是用科学知识和科学方法解决人类社会问题的实例。这里面就要讲实用,讲创新。离开创新,科学没有意义。   只有将求真的“知”落实到创新的“行”,才是“知行合一”,才是真正的科学精神。   科技日报:科学精神包括“创新”,科学要“有用”,这好像和很多人的理解并不相符。有种很流行的说法,“古希腊不讲实用才发展出科学,中国人太讲实用太功利才发展不了科学”,你同意吗?   孙小淳:这完全是一种误解。古希腊人不是傻瓜,他们探求科学知识当然要讲实用。被称为古希腊科学第一人的泰勒斯,据说就利用天文知识预报日食,平息战争。这就是实用。人类探求知识,都讲实用。   科学家可以做更基础层面的、离应用更远的科学研究,但科学本来就是人的活动,最终还要满足人的需求。   科技日报:一直强调实用,会不会让科学研究变得“功利”?   孙小淳:这也是科学精神的一大误区,就是唯科学,好像科学可以脱离其他的东西而存在。其实从来就不存在所谓“纯粹的科学”,真实的科学始终是与社会政治因素联系在一起的。   就像古代观测天象是为了占卜吉凶,科学与社会一直是挂钩的,吉凶是古代的政治,现代政治以其他的方式表现出来。虽然现代科学发展出相对独立的共同体,有内在的规训,构成了强大的文化,但与社会的互动始终存在。   尤其是进入大科学时代,学科复杂交织,科学研究需要动用大规模的人力和组织。当科学是简单的个人行为时还可以谈美好谈纯粹,现在大科学项目运作的社会性只会越来越强。科学家可以追求个人选择的纯粹,但不能对科学背后的社会因素视而不见。   这也不是坏事,科学家关心社会,才能在复杂情况下提出好的科学问题。科学不需要出淤泥而不染的形象,科学的价值实际上就在与社会的各个交接处。   科技日报:为什么要强调科学精神?   孙小淳:科学精神不是用来指导科学,而是要辩证地全面地理解科学。传播科学精神任重而道远。我们的科学很发达,但大众对科学的认识还处在非常初级的阶段。   这导致一些科学传播的误区,比如科学宣传的脸谱化。一个典型的科学家形象一定是小时候很穷,读书刻苦然后出国,再拒绝海外优厚待遇回来,其实根本不是这样的。这是科学宣传的迷思。   科学精神需要真实的传播,把科学真实的面貌展示在人们面前,让我们觉得每一个凡人、每一位学生都可能成为杰出的科学家,而不需要那些不食人间烟火、一般人做不到的壮举。这会促进更多人投身于科学,更全面、客观、多样地对待科学,接受科学发现没有绝对逻辑,包容科学的失败并从中得到启发。   (原载于《科技日报》2018-06-0801版)

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图为“墨子号”量子科学实验卫星与阿里量子隐形传态实验平台建立天地链路(合成照片)。   与会科学家认真听取潘建伟院士发言。记者沈慧摄   继对撞机、引力波之后,又一个“高冷”物理名词——量子,近年来逐渐从幕后走向了台前。在科学家们眼中,这一扑朔迷离的量子究竟是何方神圣?它有哪些神奇绝技,又有何用   在近日举行的两院院士大会上,中国科学技术大学教授、中国科学院院士潘建伟带来了一场有关量子的精彩介绍。   神奇的量子   量子是构成物质的最基本单元,由于具有相干叠加特性,可以产生“量子纠缠”,因而与相对论一起,带来了第二次科学革命   一旦确定了初始状态,根据力学方程,所有粒子未来的运动状态都是可以精确预言的——这是基于牛顿力学得出的结论。   “如果按照这个思路再往下思考,一切事件(比如今天的会议)都是在宇宙大爆炸时就已经确定好的吗?个人的努力还有意义吗?但人显然是有自由意志的。”潘建伟引用霍金的一句话:即使是相信一切都是上天注定的人,在过马路时也会左右看。   “所以,尽管我们对牛顿力学非常满意,但对其中蕴含着的决定论,仍持有异议。”潘建伟说。   上世纪初,归功于普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡等众多杰出科学家的共同努力,又一扇科学之门徐徐打开。到底是什么改变了牛顿力学的基本观念?其中一个就是量子力学。量子是构成物质的最基本单元,是能量的最基本携带者,不可分割。所有人们所熟知的分子、原子、电子、光子等微观粒子,都是量子的一种表现形态。   根据经典物理学,一个客体的状态(用0和1表示)就像最简单的二进制开和关,只能处于开或者关中的某一个状态,即要么是0要么是1,这就好比一只猫,要么是生要么是死,不能同时“又生又死”。但这一理论并不适用于量子世界。“比如在量子世界,一个氢原子的状态,可以是激发态和基态的相干叠加,可以0和1状态同时共存。”潘建伟举例。   这种所谓的量子相干叠加正是量子世界与经典世界的根本区别,由此有了量子力学不确定原理:量子体系中一般情况下一个物理量的值并不能预先确定,而是依赖于采取何种测量基,进一步,对处于量子纠缠的两个粒子,对其中一个粒子的测量结果会瞬间确定另一个粒子的状态,不论它们相距多么遥远。这就是“量子纠缠”,爱因斯坦称这个现象为“幽灵般的超距作用”。   潘建伟打了个比方:一个代表团从北京到法兰克福去访问,如果在飞行途中睡着了,不知道是途经莫斯科还是新加坡,到北京时,他们会觉得“又冷又热”,感觉好像同时穿越了两条路线。但如果飞行途中一直睁着眼睛去看,或者有仪器测量,那么检测到的状态是飞机只会处于一条航线上,代表团抵达北京时要么感觉冷,要么感觉热。   “叠加原理认为,一个量子客体可以处于不确定的状态,也就是说在测量之前,连上帝都不知道,观测者的行为还可以影响体系的演化。这种颠覆性的认知和相对论一起,带来了第二次科学革命,进而催生了新的产业变革。”潘建伟说。   安全的通信   利用量子相干叠加原理所产生的量子保密通信,成功克服了经典加密技术的内在安全隐患,可以从根本上解决信息安全传输问题   从春秋时期的虎符到古希腊的加密棒,以及罗马帝国凯撒大帝发明的字符移动加密术,再到二战时出现的复杂密码……人类追求信息安全的脚步从未停止。   为确保被授权的用户身份不被窃取,可以用加密算法进行身份认证;为保证传输过程中信息不被窃听,可以进行传输加密;为保证传输内容不被篡改,可以用加密算法进行数字认证。某种意义上,现在的信息安全是建立在加密算法或者加密技术的基础之上。   “然而,经典加密算法依赖于计算的复杂度,如果计算能力足够强大,原则上都会被破解。人们早就怀疑‘以人类的才智无法构造人类自身不可破解的密码’,这是目前经典加密算法面临的困境。”潘建伟说。   幸运的是,量子力学的发展已经为解决这一问题做好了准备。量子叠加的“分身术”,具有一个最为直接的应用——就是广受关注的量子保密通信。   潘建伟说,科学家们可以利用单光子来传输密钥。如果有窃听者想截取单光子,测量其状态并发送,那么,单光子就会从原有状态“0+1”变成0或者1,通信中就会引入扰动并会被使用者察觉。当然,经典光通信中还有一种窃听方法——截获一部分光,让其余部分继续传送,仅对截获到的部分进行状态测量获取密钥信息。但是,由于单光子不可分割,窃听者不可能如同在经典光通信中那样,把信号分成一模一样的两半,窃听也由此失败。   “量子通信克服了经典加密技术内在的安全隐患,因为其安全性不依赖于计算复杂度,这是原理上无条件安全的一种通信方式,一旦存在窃听必然被发现。”潘建伟称。   单光子的不可分割性和量子态的不可复制性从原理上保证了信息的不可窃听,再结合“一次一密”的加密方法,就可以实现信息的不可破解,从而确保了身份认证、传输加密以及数字认证等技术手段的无条件安全。   不过,要在现实条件下实现远距离的量子通信,并非听起来那么简单。量子信号因为不能被复制,所以不能被放大,信号会随着传输距离的拉长,变得越来越弱。比如,长度为1200公里的商用光纤中,即使有每秒百亿发射率的理想单光子源和完美的探测器,也需要数百万年才能传送一个量子比特。这样的传输速率显然不适于远距离传输。   怎么办?目前国际上公认有两种可行的途径:一种是利用中继器进行分段传输,另一种是利用卫星中转进行自由空间单光子传输,实现数千公里甚至是全球化的量子通信。   2016年,随着全球第一颗量子科学实验卫星——墨子号发射成功,实现信息“绝对安全”的梦想又向前迈进了一步。“去年,千公里级量子密钥分发速率达到1kbps,比同距离光纤提高20个数量级;现在,每秒钟可以稳定分发十万个密钥甚至几十万个密钥。”潘建伟说。   可期的未来   潘建伟表示,以量子信息技术为代表的第二次量子革命,一定会带来人类社会物质文明的巨大进步   量子通信不是唯一应用。   大数据时代,人类对计算能力的需求与日俱增。然而,目前人类拥有的计算能力还相当有限。例如,集全世界计算能力的总和都无法在一年内完成对280个数据的穷举搜索。与此同时,随着晶体管的尺寸逐步接近纳米级,晶体管的电路原理将不再适用。而通过超大规模处理器集成的超级计算机由于能耗惊人,也面临着发展模式不可持续的难题。以AlphaGo为例,下一盘围棋需要消耗10吨煤产生的电量。   “利用量子相干叠加原理,可以构造具有强大并行计算和模拟能力的量子计算机。”潘建伟说,量子计算机的计算能力随可操纵的粒子数呈指数增长,一台操纵100个粒子的量子计算机,对特定问题的处理能力可达到目前全世界计算能力总和的100万倍。利用万亿次经典计算机分解三百位大数大约需要15万年,这正是目前广泛使用的RSA公钥密码体系安全性的基石——现有计算能力无法在短时间内破解密码,然而利用同样工作频率的量子计算机则只要一秒钟。由此可见,一旦量子计算机研制成功,对现有密码体系的冲击将是崩溃性的。不过,量子力学在提供了破解密码“最锋利的矛”的同时,也为我们提供了信息安全“最牢固的盾”——量子通信的安全性与计算能力无关,即使在量子计算机时代,照样可以保障信息的无条件安全。   当然,量子计算机造出来还需时日。“届时,量子计算可为人工智能、密码分析、气象预报、石油勘探、基因分析、药物设计等所需的大规模计算难题提供解决方案,并可揭示量子相变、高温超导、量子霍尔效应等复杂物理机制。”潘建伟表示。   不仅如此,利用高精度的量子信息处理技术,还可对时间、位置、重力等物理信息实现超越经典技术极限的量子精密测量,大幅度提升卫星导航、激光制导、水下定位、医学检测和引力波探测等的准确性和精度。例如,利用目前最好的传统自主导航技术,水下航行100天后,定位误差达数十公里,需要定期上浮使用卫星修正;而利用原子干涉重力仪等高精度量子自主导航系统,水下定位航行能力可大幅提升,不需卫星修正就可实现长期自主导航。   “第一次量子革命已经在20世纪对我们的社会面貌和生活方式产生了巨大影响。可以预期,以量子信息技术为代表的第二次量子革命也一定会带来人类社会物质文明的巨大进步。”潘建伟说。   (原载于《经济日报》2018-06-0711版)

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图为白春礼院士。中新社发孙自法摄   中国科学院院长、学部主席团执行主席白春礼6月1日表示,中科院要进一步推进科技外交工作,为解决人类问题贡献中国智慧和中国方案。   中科院第十九次院士大会圆满完成各项议程后于当天在北京闭幕,白春礼在闭幕会上发表讲话时作上述表示。   他说,在中国日益走近世界舞台中央的时代,越来越需要中国科学家为人类文明进步作出更大贡献,越来越需要中国科学家在国际上发挥重要作用。“我们要进一步推进科技外交工作,推进创新开放合作,为解决人类问题贡献中国智慧和中国方案,为推动构建人类命运共同体提供科学思想和行动示范”。   同时,中科院要创新形式与方法,积极发挥外籍院士作用,鼓励外籍院士参加学部咨询、学科战略研究及其他学术活动;继续加强中科院学部与国外科研教育机构、国际组织及高端科技咨询机构的交流合作,主办或联合举办具有影响力的国际性学术会议,联合部署咨询研究项目;加大中科院学部“走出去”步伐,以学术为中心、以项目为依托,按照国家“一带一路”倡议或有关外交部署,深入开展与相关国家科学院、智库、国际组织之间的合作与交流,扩大中科院学部国际话语权和影响力。   白春礼还指出,科学有永无止境的前沿,创新需勇往直前的勇气。中科院要团结全国科技力量,把握世界科技发展大势,围绕建设世界科技强国,敏锐抓住科技革命方向,大力推动科技跨越发展,勇攀科技高峰。   “院士享有最高学术称号的荣誉,理应具有更高的道德修养和品行风范,理应承担更多的社会责任。”白春礼希望发挥院士群体明德楷模作用,提倡科学道德,维护科学精神,并助力全社会形成讲科学、爱科学、学科学、用科学的风尚。   他还希望院士们将培养优秀人才放在与自己继续从事科技创新工作同等重要的位置,无私地提携和支持青年人才,大力激发青年科技人才的创新活力,鼓励青年科技人才承担重要的科研任务,在创新实践中发现人才、在创新活动中培育人才、在创新事业中凝聚人才。

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  记者从中科院计算机网络信息中心获悉,中国科技云技术发展研究院6日在京成立,作为打造中国科技云、实现产学研深度合作的新尝试,研究院的成立为中国科技云的建设按下了“快进键”。   记者了解到,在国务院发布的《“十三五”国家信息化发展规划》中,将打造中国科技云作为提升我国云计算自主创新能力的重要抓手。同时,中国科技云建设工程也是中国科学院“十三五”信息化发展规划的重要组成部分。去年12月,在第四届世界互联网大会上,中国科技云建设启动;今年4月,中国科技云正式上线。   中科院计算机网络信息中心主任廖方宇指出,中国科技云以中科院优势科技基础设施为基础,利用新一代信息技术,汇聚全国乃至全球信息化优质资源,建设国际一流的云服务环境,形成可信可控、开放融合、智能调度的中国科技云服务体系,面向中国科技界提供科技资源和信息服务,是支撑科技创新、驱动科学发现的战略性、基础性、通用性的重大信息化基础设施环境。“作为面向中国科技界的专有云,中国科技云更加契合广大科技工作者的需求,将有效促进我国科研范式的转变,助力重大科技成果的产出和国家科技创新能力的提升。”廖方宇说。   据介绍,此次研究院的成立,正是加速中国科技云建设的重要部署。研究院由中科院计算机网络信息中心与紫光集团旗下新华三集团、紫光云数技术有限公司签署战略合作协议共同成立。对此,中科院网信办副主任陈明奇表示,中科院将抓住我国信息化快速发展的历史性机遇,加强与包括新华三在内的国内一流IT企业合作,充分发挥产学研协同创新优势,加速推动信息领域核心技术突破,不断提升中国科技云的科技创新支撑力,为把我国建设成为世界主要科学中心和创新高地做出更大贡献。   据了解,三方将在智能网络、大数据、人工智能、IPV6、云计算等领域开展全方位深度合作,并将成果应用在中国科技云网络基础环境建设与运维管理中,为科技工作者提供标准化、可视化、智能化服务。

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