中共中央、國務(wù)院8日上午在北京舉行國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)。華北克拉通破壞、凍土與寒區(qū)工程、激光釹玻璃、電能表智能化計(jì)量檢定……這些對普通人而言深?yuàn)W難懂的科技詞匯頻頻出現(xiàn)在獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)現(xiàn)場。獲得2017年國家科技大獎(jiǎng)的科研項(xiàng)目究竟在研究啥？取得的研究成果對生產(chǎn)和生活又能產(chǎn)生哪些影響？

克拉通破壞理論解密地球科學(xué)百年難題

克拉通是什么？克拉通是地球上最古老的陸塊，缺乏明顯的火山活動(dòng)和大地震，因此，傳統(tǒng)上認(rèn)為克拉通是穩(wěn)定的。

華北克拉通怎么了？華北克拉通發(fā)生了大規(guī)模的火山活動(dòng)和大地震，即喪失了穩(wěn)定性。這是目前經(jīng)典板塊構(gòu)造理論所不能解釋的重大地質(zhì)現(xiàn)象。

克拉通為什么會(huì)失去穩(wěn)定性？這一根本問題一直懸而未決，是困擾地球科學(xué)家近百年的難題。針對這一難題，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所通過“華北克拉通破壞項(xiàng)目”的深入研究發(fā)現(xiàn)，造成這一重大地質(zhì)現(xiàn)象的根本原因是克拉通破壞。

“想認(rèn)識地球的整體，需要一個(gè)切入點(diǎn)，華北就是一個(gè)切入點(diǎn)。”“克拉通破壞項(xiàng)目”帶頭人、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員朱日祥稱，“我們的團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)20年的艱苦研究，通過區(qū)域性問題，認(rèn)識到了地球大陸板塊的生死演變過程，了解了大陸演化的過程。”

“華北克拉通破壞”獲得2017年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。朱日祥介紹，該項(xiàng)目建立了克拉通破壞理論，發(fā)現(xiàn)了全球大陸演化的普遍規(guī)律，發(fā)展了板塊構(gòu)造理論。該項(xiàng)目是以區(qū)域?qū)嵗芯咳虼箨懷莼牡浞叮埂叭A北克拉通破壞”這一區(qū)域性科學(xué)問題成為全球性的研究熱點(diǎn)，引領(lǐng)了大陸演化研究的方向，提升了中國固體地球科學(xué)的國際影響力。

立足高原，破解凍土難題

凍土，一種含冰的特殊土體。凍結(jié)時(shí)，它堅(jiān)固到可以做為建筑物基礎(chǔ)；融化時(shí)，它就像一團(tuán)稀泥，完全喪失承載力。

凍土的這種特性讓寒區(qū)工程成為一項(xiàng)世界性難題。2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)（創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)），被中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土與寒區(qū)工程研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)奪得。團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)帶頭人程國棟院士說，中國是世界第三凍土大國，且主要為高海拔凍土，溫度接近零度，很不穩(wěn)定。

作為世界上海拔最高、在凍土上路程最長的高原鐵路，青藏鐵路至今保持著全球在凍土區(qū)跑得最快的鐵路紀(jì)錄，這背后離不開程國棟團(tuán)隊(duì)持續(xù)幾十年的耕耘。

“發(fā)揚(yáng)"牦牛精神"，把SCI文章寫在祖國的高寒大地上。”程國棟和團(tuán)隊(duì)立足高原，提出的“冷卻路基”筑路技術(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)，解決了青藏鐵路凍土相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問題。青藏鐵路安全運(yùn)營12年來，路基穩(wěn)定，列車時(shí)速達(dá)到100公里。《自然》雜志評價(jià)這項(xiàng)研究成果“具有重要的里程碑意義”，美國的一份研究報(bào)告將青藏鐵路列為多年凍土區(qū)最好的鐵路工程實(shí)踐。

另外，程國棟和團(tuán)隊(duì)還解決了我國寒區(qū)其他重大工程的相關(guān)科技問題。研發(fā)的多年凍土區(qū)寬幅瀝青路面條件下復(fù)合冷卻路基調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，為哈大高鐵、蘭新高鐵等重大工程提供了重要理論與技術(shù)支撐。

“"一帶一路"又一次給凍土和寒區(qū)工程提供了發(fā)展機(jī)遇，也提出了挑戰(zhàn)。”程國棟相信，未來國家的凍土和寒區(qū)工程需求依然強(qiáng)勁，相關(guān)技術(shù)研究大有用武之地。

激光釹玻璃 激光器的“心臟”

我們都聽說過激光和玻璃，可什么是激光釹玻璃？激光釹玻璃是一種含有稀土發(fā)光離子——釹離子的特殊玻璃，它可以在一定條件下產(chǎn)生激光或放大激光能量，是激光器的“心臟”，也是目前人類所知的地球上能夠輸出最大能量的激光工作介質(zhì)。

數(shù)千片大口徑激光釹玻璃在特殊裝置中，可以將微不足道的激光能量放大到“小太陽”的量級，而這個(gè)“小太陽”在我國科學(xué)家的手中，將為保證國家安全，實(shí)現(xiàn)清潔聚變能源的長遠(yuǎn)目標(biāo)，推動(dòng)宇宙起源等前沿科學(xué)研究發(fā)揮重大作用。

由中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研發(fā)的激光釹玻璃項(xiàng)目，獲得了2017年度的發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。經(jīng)過十多年持續(xù)攻關(guān)，該研究團(tuán)隊(duì)打破了國外技術(shù)封鎖，在大尺寸激光釹玻璃批量制造關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，自主發(fā)明并建成了中國首條大尺寸激光釹玻璃連續(xù)熔煉線，實(shí)現(xiàn)了大尺寸磷酸鹽激光釹玻璃的批量生產(chǎn)。

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究室主任胡麗麗稱，“激光釹玻璃是全球不可替代的激光材料，我們的研究成果積淀了三代團(tuán)隊(duì)、歷時(shí)半個(gè)世紀(jì)的不懈努力，是集體智慧的結(jié)晶。”

該項(xiàng)目的研究成果使激光釹玻璃連續(xù)熔煉的生產(chǎn)效率提高了十倍，獲得了9項(xiàng)授權(quán)發(fā)明專利，制定了3個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新性強(qiáng)，整體水平達(dá)到了國際先進(jìn)，滿足了國家重大戰(zhàn)略需求，產(chǎn)生了巨大的國際影響。

機(jī)器換人，電能表檢定迎智能化

電能表是電力貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量儀器，其準(zhǔn)確性關(guān)乎百姓家庭支出、企業(yè)成本核算。

目前，全國運(yùn)行的電能表超5.13億只，每年檢定量達(dá)8000余萬只。傳統(tǒng)人工檢定每天只能完成80只，可靠性僅98%。面對人工檢定存在的資源投入大、人為誤差影響檢定質(zhì)量、檢定效率低下等缺陷，此前國內(nèi)外均未找到有效解決方案。

獲得2017年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的“電能表智能化計(jì)量檢定技術(shù)與應(yīng)用”為電能表檢定插上了“智能”翅膀。

來自國網(wǎng)浙江電力公司的黃金娟是該項(xiàng)目完成人。現(xiàn)年50多歲的她是一名生產(chǎn)一線的高級技師，30多年的一線實(shí)踐，促使她萌生了“機(jī)器換人”、用智能技術(shù)推動(dòng)計(jì)量檢定騰飛的想法。歷經(jīng)3年努力，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建成國內(nèi)外首套大規(guī)模檢定系統(tǒng)，檢定效率提升至每日4700只，可靠性達(dá)100%。

這項(xiàng)研究成果率先在黃金娟所在的國網(wǎng)浙江公司應(yīng)用。“年檢定能力達(dá)到640萬只，整體效率提升58倍，人員精簡90%以上。”她說，近三年成果產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1.9億元，累計(jì)檢定檢測表計(jì)1.8億只，成果以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的形式推廣至全國省級計(jì)量中心。

更讓黃金娟自豪的是，通過專利許可，自動(dòng)化檢定裝置和系統(tǒng)已銷往9個(gè)國家、40余家表計(jì)制造企業(yè)，并延伸應(yīng)用于燃?xì)獗怼⑺頇z測，電能表檢定由人工作業(yè)向智能化變革。