國家最高科學技術獎

6月24日，2023年度國家科學技術獎在京揭曉，國家最高科學技術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域，與新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)密切相關。

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團隊突破高精度遙感影像處理技術，使中國國產(chǎn)衛(wèi)星影像定位精度達到國際同類領先水平；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。技術層面上，導航和通信一體化情況較多，兩者在技術上已實現(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??？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的創(chuàng)新和發(fā)展，提高中國航天領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鍵技術。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鍵技術，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)化運營相結合的發(fā)展模式。2015年發(fā)布的《國家民用空間基礎設施中長期發(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，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?；魻栃?、首次發(fā)現(xiàn)異質結界面高溫超導電性……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域的發(fā)展。

所謂量子反?；魻栃?，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?；魻栃哪繕恕Ｖ档米⒁獾氖?，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)列為拓撲物質領域代表性的實驗突破，得到了權威評價機構的高度認可。

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果，而是一個簡單的各向同性（s波）的對稱結果。他們又在2021年發(fā)表論文——《轉角超薄鉍鍶鈣銅氧約瑟夫森結中的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、扎實的物理功底和理論功底，還要勇于質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獎獲獎人

國家最高科學技術獎，由中華人民共和國國務院設立，由國家科學技術獎勵工作辦公室負責，是中國五個國家科學技術獎（國家最高科學技術獎、國家自然科學獎、國家技術發(fā)明獎、國家科學技術進步獎、中華人民共和國國際科學技術合作獎）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?。?/strong>著名數(shù)學家，主要成就表現(xiàn)在拓撲學和數(shù)學機械化兩個領域。