目录 自觉履行高水平科技自立自强的使命担当（代序）侯建国 i 前言 vii 第一章 科学展望 1 1.1 碳中和背景下的海洋碳循环及海洋增汇潜力展望 戴民汉 孟菲菲 曹知勉 3 1.2 感染性疾病的免疫治疗 徐若男 施明 王福生 16 第二章 科学前沿 31 2.1 火星探测的科学研究进展 潘永信 张荣桥 王赤等 33 2.2 超快电子源的研究进展与展望 戴庆 李驰 45 2.3 迈向室温的超导新材料及可能的应用前景 靳常青 邓正 望贤成 56 2.4 光电催化分解水制氢研究进展与展望 李灿 叶盛 63 2.5 锂金属二次电池——从液态到固态 李卓 郭新 69 2.6 肿瘤免疫治疗的现状与展望 顾炎 曹雪涛 81 2.7 气候变化的检测归因和预估研究进展 周天军 张文霞 胡帅等 92 第三章 2020年中国科研代表性成果 101 3.1 凯勒里奇流研究的突破 陈秀雄 王兵 103 3.2 “中国天眼”探索快速射电暴的起源 李柯伽 106 3.3 具有超高压电性能的透明铁电单晶 徐卓 李飞 邱超锐 109 3.4 单个超冷分子的相干合成 何晓东 詹明生 112 3.5 中国科学家实现超越经典算力的光量子计算 钟翰森 陆朝阳 潘建伟 115 3.6 “分子围栏”材料催化甲烷低温氧化制甲醇 王亮 肖丰收 120 3.7 黑磷复合材料“界面重构”实现高倍率高容量锂存储 季恒星 123 3.8 元DNA：概念、设计与组装 樊春海 127 3.9 “原子晕”催化剂设计策略及其低碳烃转化应用 王熙 130 3.10 群聚信息素4-乙烯基苯甲醚诱发蝗虫群聚成灾 郭晓娇 康乐 134 3.11 首个新冠病毒蛋白质三维结构的解析及两个临床候选药物的发现 杨海涛 蒋华良 饶子和 137 3.12 探索器官衰老的秘密 李静宜 马帅 王思等 141 3.13 人类海马体胚胎发育的动态转录组及表观遗传组图谱 钟穗娟 吴倩 王晓群 145 3.14 神经系统对免疫系统的双向调控 祁海 149 3.15 进食诱导胆固醇合成的机制及降脂新药靶发现 芦小艺 宋保亮 154 3.16 水稻氮高效和高产协同调控的分子机制 傅向东 158 3.17 小麦抗赤霉病基因Fhb7的克隆和调控机理解析及育种利用 孔令让 王宏伟 孙思龙等 161 3.18 创新质谱技术驱动生命科学的新发现 黄超兰 165 3.19 全球二氧化碳施肥效应时空变化格局 王松寒 张永光 居为民等 169 3.20 印度大陆俯冲板片在高原裂谷下方撕裂的图像证据 田小波 梁晓峰 陈赟 173 3.21 千年气候事件研究的进展和趋势 程海 张海伟 赵景耀等 177 第四章 科技领域与科技战略发展观察 183 4.1 基础前沿领域发展观察 黄龙光 边文越 张超星等 185 4.2 生命健康与医药领域发展观察 王玥 许丽 苏燕等 196 4.3 生物科技领域发展观察 陈方 丁陈君 郑颖等 209 4.4 农业科技领域发展观察 袁建霞 邢颖 李超 218 4.5 生态环境科学领域发展观察 廖琴 曲建升 曾静静等 228 4.6 地球科学领域发展观察 郑军卫 刘文浩 张树良等 239 4.7 海洋科学领域发展观察 高峰 王金平 冯志纲等 249 4.8 空间科学领域发展观察 杨帆 韩淋 王海名等 258 4.9 信息科技领域发展观察 唐川 王立娜 张娟等 267 4.10 能源科技领域发展观察 陈伟 郭楷模 岳芳等 277 4.11 材料制造领域发展观察 万勇 冯瑞华 黄健等 288 4.12 重大科技基础设施发展观察 李泽霞 李宜展 郭世杰等 297 4.13 世界主要国家和组织科技创新战略与规划发展观察 葛春雷 李宏 刘栋等 309 4.14 世界主要国家和组织科技创新体制机制变革发展观察 惠仲阳 李宏 张秋菊等 317 4.15 世界主要国家和组织未来产业创新发展观察 陈晓怡 刘凘 贾晓琪等 326 4.16 世界主要国家和组织国际科技合作及人才交流发展观察 王文君 叶京 张秋菊 334 第五章 重要科技奖项巡礼 343 5.1 黑洞形成的理论和银河系中心黑洞的观测——2020年诺贝尔物理学奖评述 吴学兵 傅煜铭 345 5.2 魔剪——CRISPRCas极简史——2020年诺贝尔化学奖评述 程田林 仇子龙 353 5.3 丙型肝炎病毒的发现及未来展望——2020年诺贝尔生理学或医学奖评述 童一民 钟劲 362 5.4 2020年沃尔夫数学奖获奖者简介 陈秀雄 367 5.5 2020年度维特勒森奖获奖者简介 魏艳红 378 5.6 2020年度泰勒环境成就奖获奖者简介 廖琴 381 5.7 2020年度图灵奖获奖者简介 唐川 384 5.8 2020年国家最高科学技术奖及自然科学奖简介 叶京 387 5.9 2020年未来科学大奖获奖者简介 叶京 397 第六章 中国科学发展概况 401 6.1 持之以恒加强基础研究夯实科技自立自强根基 李哲 崔春宇 李春景等 403 6.2 2020年度国家自然科学基金项目申请与资助情况综述 赵英弘 郑知敏 郝红全等 411 6.3 中国正深刻改变世界科学版图——基于科学结构图谱的分析 王小梅 李国鹏 陈挺 419 第七章 中国科学发展建议 441 7.1 关于加强科普工作制度化建设的问题与建议 中国科学院学部咨询课题组 443 7.2 加强我国“一带一路”建设科技支撑工作的建议 中国科学院学部咨询课题组 449 7.3 我国石墨烯产业发展的关键问题及对策 中国科学院学部咨询课题组 454 附录 459 附录一 2020年中国与世界十大科技进展 461 附录二 2020年香山科学会议学术讨论会一览表 472 附录三 2020年中国科学院学部“科学与技术前沿论坛”一览表 474 CONTENTS Consciously fulfill the mission to achieve self reliance and self improvement in high level science and technology i Chapter 1 An Outlook on Science 1 1.1 Ocean Carbon Cycle and OceanBased Carbon Solutions in the Context of Carbon Neutrality 15 1.2 Immune Treatment of Infectious Diseases 30 Chapter 2 Frontiers in Sciences 31 2.1 Science Advances in Mars Exploration 44 2.2 Progress and Prospect of Ultrafast Electron Source 55 2.3 Approaching Room Temperature Superconductivity & the Applications Prospects 62 2.4 The Research Progress and Outlook of Photoelectrocatalytic Water Splitting to Produce Hydrogen 68 2.5 Li Metal Secondary Batteries：From Liquid to Solid 80 2.6 The Present and Future of Cancer Immunotherapy 91 2.7 Progresses in Climate Change Detection，Attribution and Projection 99 Chapter 3 Representative Achievements of Chinese Scientific Research in 2020 101 3.1 On the Convergence of the KahlerRicci Flow on Fano Manifold 105 3.2 Explore the Origin of Fast Radio Bursts Using FAST 108 3.3 Transparent Ferroelectric Crystals with Ultrahigh Piezoelectricity 111 3.4 Coherently Forming an Ultracold Single Molecule 114 3.5 Chinese Scientists Achieve Quantum Computational Advantage 118 3.6 Low Temperature Oxidation of Methane to Methanol over a MolecularFence Catalyst 121 3.7 Black Phosphorus Composites with Engineered Interfaces for High Rate High Capacity Lithium Storage 125 3.8 Meta DNA: Concept，Design and Assembly 129 3.9 Atomic Realm Strategy for Catalyst Design and Its Application in Low Carbon Hydrocarbon Conversion 133 3.10 Aggregation Pheromone 4 Vinylanisole（4VA）Induces Locust Outbreaks 136 3.11 Determination of the First Structure of Any Protein from SARS CoV-2 and the Discovery of Two Clinical Drug Candidates 139 3.12 Deciphering Organ Aging 144 3.13 Characterization of the Transcriptional Landscape of Human Developing Hippocampus by scRNA seq and ATAC seq 148 3.14 The Dual regulation to Immune System by Nervous System 152 3.15 Mechanism of Feeding Induced Cholesterol Biosynthesis and Identification of the Novel LipidLowering Drug Target 157 3.16 Modulating Gibberellin Signaling for Enhanced Sustainable Green Revolution Yield 160 3.17 Horizontal Gene Transfer of Fhb7 from a Fungus Underlies Fusarium Head Blight Resistance in Wheat 164 3.18 Innovative Mass Spectrometry Technology Drives New Discoveries in Life Sciences 168 3.19 Global Spatio Temporal Patterns of the CO2 Fertilization Effects on Vegetation Photosynthesis 172 3.20 Seismic Images of Tearing the Indian Subducting Slab Beneath Rift in Tibet 176 3.21 Developments in the Research Forefront of Millennial Abrupt Climate Events 180 Chapter 4 Observations on Development of Science and Technology 183 4.1 Basic Sciences and Frontiers 195 4.2 Life Health and Medicine 208 4.3 Bioscience and Biotechnology 217 4.4 Agricultural Science and Technology 227 4.5 Ecology and Environmental Science 238 4.6 Earth Science 248 4.7 Marine Science 257 4.8 Space Science 266 4.9 Information Science and Technology 276 4.10 Energy Science and Technology 287 4.11 Materials and Manufacturing 296 4.12 Major Research Infrastructure 307 4.13 Strategy and Planning of S&T Innovation 316 4.14 Institutional and Mechanism Reform of S&T Innovation 324 4.15 Future Industrial Innovation 332 4.16 International S&T Cooperation and Talent Exchanges 342 Chapter 5 Introduction to Important Scientific Awards 343 5.1 Theory of Black Hole Formation and Observations of a Supermassive Black Hole in the Galactic Center—Commentary on the 2020 Nobel Prize in Physics 352 5.2 The Magic Scissors—The Brief History of CRISPRCas——Commentary on the 2020 Nobel Prize in Chemistry 361 5.3 The Discovery of Hepatitis C Virus and Its Future Prospects——Commentary on the 2020 Nobel Prize in Physiology or Medicine 366 5.4 Introduction to the 2020 Wolf Prize for Mathematics 376 5.5 Introduction to the 2020 Vetlesen Prize Laureate 380 5.6 Introduction to the 2020 Tyler Laureates 383 5.7 Introduction to the 2020 Turing Award Winners 386 5.8 Introduction to the 2020 State Preeminent Science and Technology Award and the State Natural Science Award 395 5.9 Introduction to the 2020 Future Science Prize Laureates 400 Chapter 6 A Brief of Science Development in China 401 6.1 Persevering in Strengthening Basic Research，Consolidating the Foundation of Sci tech Self reliance and Self strengthening 410 6.2 Proposal Application and Funding of NSFC in 2020：an Overview 418 6.3 China is Changing the Landscape of World Science 439 Chapter 7 Suggestions on Science Development in China 441 7.1I ssues and Suggestions Regarding a More Effective Institutionalization Process of Science Popularization 447 7.2 Suggestions on Strengthening S&T Support to China′s Belt and Road Initiative 453 7.3 Key Issues and Coping Strategies of Chinas Graphene Industry 458 Appendix 459 1. 2020′s Top 10 Science & Technology Advances in China and World 461 2. Overview of Xiangshan Science Conference Academic Meetings in 2020 472 3. List of Fora on Frontiers of Science & Technology by Academic in 2020 474
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