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观星:从夜观天象到理性未来
文/宝木笑
看历史剧的时候，经常会遇到这样的桥段：一位白胡子老头突然跳出来，一副大义凛然的样子对着皇帝信誓旦旦地说：“臣夜观天象……”。是的，在我们的传统中，“上知天文，下晓地理”是对人知识广博的终极考验，而其中“上知天文”则更多带着一份可以猜度“天意”的神秘和神圣。康德所说的仰望星空，一直是人类永远的幻想和思考，“夜观天象”观的就是头顶浩瀚的星空。那些遥远的繁星到底蕴藏着什么，那些繁星所隐藏的意义又是什么，而从中引申的关于时间、空间和生命的思索更让无数代人为之心醉。
然而，在观星这件事上，东西方还是有所差别的。我国古代把天空分为中、东、西、南、北五大天官，中官分为紫微、太微和天市，共三垣，东西南北四官又叫四象，分称东方苍龙、北方玄武、西方白虎和南方朱雀，每一象又分为七个星宿，共二十八星宿。而在MBE太空科学家麦琪•阿德林-波科克博士担任顾问的《初学者观星指南》中，我们可以领略到西方别样的观星传统。按照英国DK百科的风格，《初学者观星指南》依然是科学性与可读性、可看性的紧密结合，特别是对于观星这个话题，必须辅之以质量极高的配图。故而《初学者观星指南》采用了大量高质量的观星配图，带领读者从猎户座到昴星团，再从仙后座到白羊座，一边熟悉观星方法，一边领略浩渺的星空，这是一次高质量的观星之旅。
上面提到一个小小细节，正好可以接续起我们所说的东西方观星传统的话题。“从猎户座到昴星团”，这就是标准的现代天文学的东西方结合的标星方法，在我们将星空划分为二十八星宿之后，很多恒星就用星宿的名字来命名了，像参宿四、毕宿五、心宿二、角宿一、昴星团等等。而像“猎户座”此类称呼则延续了西方的观星传统，西方的观星传统延自古希腊，古希腊人把星空划分成48个星座，把每个星座中的亮星连接成各种人物、动物或者其他物体的形象，然后加以命名。当然，古希腊的天文学家当时还只能实现北半球观测，所以没有对南天的星空进行划分，这种情况直到17世纪以后才开始改变。到1928年，国际天文学联合会将古希腊星座体系和南天星座体系组合调整后，周天88星座从此成为国际通用的星座划分。
《初学者观星指南》正是在这个基础上，结合当代天文学知识开启了观星之旅，这是一件很有意思的事情，很有些“多迈半步”的味道。比如，我们知道全周天88星座之后，也许就止步于星座的名称了，但《初学者观星指南》进一步介绍了“天球”的概念，即我们用以观星的天幕可以假想为一个包裹着地球的大天球，这样我们就可以将我们认识的星座等观星对象同时标注在这个天球表面。再如，我们印象中同一个星座中的星星应该就是像太阳系中的行星一样，是彼此距离很近的。《初学者观星指南》则指出，那些恒星其实距离地球的距离并不相同，比如我们熟悉的猎户座，天文事实是参宿四距离地球498光年，参宿五距离地球243光年，参宿七860光年，参宿一736光年，参宿三691光年，这也就是说，这几颗恒星之间彼此距离并不接近。
正因此，在我们的时代，在天文学知识和相关科技水平已然丰富和提升很大的今天，观星成为一种富有历史跨越感的行为。当人们按照麦琪•阿德林-波科克博士的指导，一步步望向深邃的苍穹的时候，我们不由感慨，那个时刻我们仿佛和我们的祖先站在了一起，都是从脚下的大地抬头望去，感受星座给人们亘古不变的沧桑。《初学者观星指南》的落脚点在“初学者”，所以其观星方法是极为简单实用的，说白了，和我们祖先的方法是几乎一致的。这种方法就是在逻辑上以天球为基础，先选择“基准星座”或“基准点”，从这个点出发，通过有效的观测位移完成观测行为。比如，麦琪•阿德林-波科克博士选择北斗七星作为这个“基准星座”，而后延续到北斗七星所在的大熊星座，再找到小熊星座，而从北斗七星的勺柄延伸一道长弧线就会找到牧夫座，而猎犬座又是由牧夫座旁边的两个恒星组成……
不难发现，这种貌似“牵一发而动全身”的观测方法很有效，而这种方法背后体现出的文化意识也很值得玩味。从北斗七星可以一直找到猎户座，而猎户座之后又可以找到更多其他的星座。实际上在古人的心中，天球中所有的星座是一个整体，它们相互之间的位置和各自运动的规律被赋予了很多意义。于是就有了我们开篇提到的古装片桥段，“夜观天象”就是在这样的思想基础上演化而来的，而在西方与我们这种思想对应的则是“占星术”。西方占星术公认起源于两河流域的巴比伦，当然，古埃及也有自己的天文学和占星术，《赫尔墨斯四部占星全书》据说是月亮之神透特写成，其中“人体十二宫图”最为著名，古埃及其实已经将占星与自身的一切紧密相连。不管是我们的观测天象还是西方的占星术，其目的都是一个，就是预测未来，指引自己的下一步行动，所以我们经常能够在书籍和电影中看到，军队出征前帝王让占星师为自己占星。
面对这种情况，我们今天总是喜欢将其解释为当年生产和科技水平极度低下，人们无法解释各种自然现象，就要向虚化的东西求助，宗教就是这样出现的。然而，对于由观星而发展出的占星，其情况也许更为复杂，在光污染和大气污染还未开始的时代，当远古先民望向满天的繁星，想来其内心的震撼可想而知。所以，我们才会看到先民将最神奇美丽的神话赋予天空，《初学者观星指南》在介绍星座的时候对此有着相关的解读，比如，在昴星团成百上千的恒星之中，其中有6颗恒星很亮，用肉眼就可以看到，旁边还有一颗发光非常微弱。于是，人们用希腊神话中普勒阿得斯七姐妹的故事来描述这种情况，以这七姐妹中最小的梅罗佩命名那颗发光微弱的星，因为梅罗佩没有嫁给神，而是嫁给了凡人——西西弗斯。
这样看来，从先民观星的一开始，他们就对天上的繁星心生亲近，愿意用十分故事化的神话标记它们。这也就不难理解，为何后来观星会发展为占星，因为既然在情感上观星有着心理上的亲近，自然后来随着观测工具的发达，特别是古代测绘技术的发展，人们自然会由天联想到地，继而联想到自己。另一方面，先民对观星的兴趣和星座的亲近，也许还因为古代生产水平低下，古人的生活水平并不高，在远古时期更是每天充满着死亡的危险。现实的重重危难让古人更加渴望摆脱自身的生活，所以当经历过一个不容易的白天之后，人们在没有网络和娱乐活动的夜晚，抬头观星也许就是一件能够让他们短暂失神，继而忘记自身困苦的出口吧。
如果按照这样的逻辑，在生产生活水平比先古发达不知凡几的今天，占星术应该完全没有了市场。但事实却是占星术仍然方兴未艾，而且颇有蓬勃发展的势头，甚至在上世纪80年代里根任美国总统时期，就有媒体爆料白宫是根据旧金山一位占星师的预测来安排日常事务的。而在新世纪的今天，在年轻人中非常火爆的“星座说”也有着很迅猛的发展势头，人们仿佛回到了远古，重新对星座产生了浓厚的兴趣。抛开人们为娱乐用星座占卜之外，我们可以体味到在后工业时代的水泥森林里，虽然物质生活相对富足很多，人们不再为生存困扰，但在精神生活方面却遭遇着不亚于古人的危机。因而，在占星术于17世纪天文学大发展后日渐式微的今天，这门古老的技艺再次勃兴。
但很让人欣慰和欣喜的是，与现代占星术同时兴起，并且势头更加迅猛、普及更加深入的是观星活动的发展。在我们自己国家和欧美，越来越多的人特别是年轻人开始投身到这项活动中来，每当遇到重要的天文事件，很多观星爱好者成群结队地去观测，去凝望苍穹。观星在某种程度上讲，已经远远不止是一项时尚的活动，很多人将其视为自己终身的爱好，其中不少人在观星中感受宇宙、参悟生命。这实际上与占星术发展的原因是密切相关的，除了人们对于宇宙天然的好奇，更是因为后工业时代的精神危机，在网络的催化下，正在逐渐激化。人们的知识和见识越是丰富，越是会被生活的意义、自身生命的价值、宇宙与我们的关系等这些宏大问题吸引，这是时代和人类思想发展的必然规律。
麦琪•阿德林-波科克博士在《初学者观星指南》前言中说：“这本书将带领我们追随先民的脚步，去探索星座的奥秘，在群星之间领略这片苍穹的魅力”。而这种魅力在经历了先民“夜观天象”时代的神奇与信仰，正在科学日益发达的今天焕发出更为强大的理性之光，那是浩瀚苍穹中的点点繁星给人类永恒的开示。我们的生活虽然一直困于脚下的土地，虽然会遇到种种不公和困扰，但当我们抬头观星的一刹，我们深深感到，相比那些我们熟悉的星座，我们自己、我们今天遇到的人和事、甚至人类这个种族都显得那样渺小和转瞬即逝。这种震撼类似于康德所说的“高尚美”，而一旦人尝试过这种美，他便有机会去拥抱一个完全不同的未来——理想未来。
“有两样东西，越是持久地进行思考，越会使心灵充满惊赞和敬畏，那就是我们头顶璀璨的星空和心中的道德法则。”
——伊曼努尔•康德
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“荧惑”对望“嫦娥”:“火星合月”现身天宇,这一天象是如何形成的...
在古代，占星术有着特殊的意义。在古代，皇帝会设立官职观看星象，以预见某一事件的不幸。在古代，天象对社会有很大的影响。然而，随着现代科技的发展，我们发明了一系列科技设备，这些设备帮助我们探索宇宙。我们已经知道，天象只是一种特别奇妙美好的自然现象，没有什么奇幻的意义，也无法预测厄运。但这并不影响我们欣赏天空中这些壮丽的自然景观。
普通人很难观察清楚这种天象。他们跟随西方国家的月亮和金星3360。其实对于普通人来说，观测这种天象没有什么观赏价值和科研价值，因为普通人只能看到四个模糊的四小。为了清晰地观测这类天象，进行科学研究，必须使用天文望远镜。所以一般来说，只有科学家才能热血沸腾，有前提条件的朋友可以一试。能陪月亮的星星很多。在海南或者云南西南部的部分地区，可以看到火星被月球完全遮挡，其他地区可能因为一些地理位置等因素，只能看到火星和月球比较近距离的接触。
但是对于很多中国西南地区或者云南省的人来说，火星是一个大家都非常关注的星球。到目前为止，人类已经陆续向火星发射了10多个探测器。今天给大家介绍一下火星和月球，也就是所谓的“火星和月球”。火星是太阳系八大行星之一。它是除金星之外离地球最近的行星。它也被称为火星神话中的战神。它是已知类地行星中密度最低的一颗类地行星。
月亮是地球的卫星，它一直围绕着地球旋转。它是太阳系第五大卫星，也被称为玄隐、单鹃和潘宇。在它的表面，有着大大小小的陨石坑，也就是我们通常晚上在天空中看到的又亮又圆的潘宇。有五颗大行星。星星是轩辕十四、心宿一、心宿二、参宿五、昴宿五、北河三七等亮星。简单来说，伴月的可能性一般是指以上十二星。为什么很多人一辈子都遇不到这种天象？因为产生这种天象需要很长的周期，整个周期不是两年或几个月，而是几十年甚至上百年。所以观察和感受这种天象是特别有意思的。三星月伴是指金星、火星、土星与月球一起发生，三者产生在同一条平行线上。
天象科技培训四个月靠谱吗
靠谱。杭州天象智能科技有限公司，成立于2015年6月12日，是一家受认证法律保护的正规公司，是经过国家工信部备案许可、认证合法的，持有正规合法经营文件，属于合法企业，相当靠谱。该培训是当地市场监督管理局批准成立的培训机构，它的进度比较快，建议是先自己学好基础再上培训课，避免有跟不上的情况。
同是天象,日食和月食的差别原来这么大
日食和月食都是具有观赏性的天象，只不过一个发生在白天，另一个出现在夜晚；一个需要佩戴防护工具，另一个却肉眼可见。但对这两个天象自身来说，双方可不仅是相差一个字那样简单，其中的原理也是天差地别。那么二者既然同是天象，日食和月食究竟有着什么差别呢？
对于日食来说，当月球运行到太阳和地球中间，此时三者恰好处于一条直线上。月球就会遮挡一部分照射到地球的太阳光，月球的黑影落在地球上，就会出现日食这一天象了。日食的种类大致为四种：分别是日全食、日偏食、日环食和全环食。值得注意的是，不管观测哪种类型的日食，都不要直视太阳！
月食就不一样了，不但可以直视，更可以使用望远镜观看。不过月食发生时，地球在太阳和月球的中间，月球在最外侧的位置。在月食过程中，月亮看上去比平时要更暗淡一些，这是因为地球挡住了部分照向月球的阳光，月球在此时只反射地球光芒的缘由。
与日食不一样，月食只分为月全食、月偏食和半影月食三类。其中月全食更容易被看到，半影月食则最好借助望远镜。总的来说，日食和月食的差别很简单，一个是月球在最外侧，另一个是地球在最外侧。
日食和月食也不只是普通的天象，科学家费劲研究天象的意义更为重要。爱因斯坦的广义相对论就是这样一个例子，广义相对论中有一项，就是光在巨大的引力场中会拐弯。但远处的星光太过微弱根本无法验证，平常的太阳光又太过刺眼。只有当日食发生时才可以清楚地看到阳光有没有拐弯，也正是日食，广义相对论从此被大家接受。
而且这两种天象对地球也有影响，日食过程中会干扰地球磁场，而地球磁场又是尤为重要的。地球无时无刻都在接受着来自宇宙深处的射线，这些射线有的微弱有的强烈，地球磁场就仿佛一层防护网，保护着地球不被这些宇宙射线伤害。但在日食时，地球磁场可能会变得不像平常那样稳定，不过从时间上来说并不算长，所以也不会对地球造成太大影响。
科学家还通过月食来 探索 地球大气结构，月食期间，星光更加微弱，天气也颇为稳定。我们能更好地测量出大气的气压和气流，甚至能分析出月球与地球之间的引力关系。亚里士多德就曾根据月食推断出地球是圆的，伊巴谷还在两个不同的地方分别记录月食的时间，以此绘制出了地球的经纬度。月食对我们的帮助，可以说是巨大的。
到了 科技 发达的今天，我们也发现了月食和日食的原理，这两种天象慢慢地也赋予了更多观赏意义。下次观看日食或月食时，不妨把背后的含义告诉周围的人。
2020年度中国科学十大进展分别是什么?
2月27日，科技部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布2020年度中国科学十大进展，分别为：我国科学家积极应对新冠疫情取得突出进展、嫦娥五号首次实现月面自动采样返回、“奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录、揭示人类遗传物质传递的关键步骤、研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶、2020珠峰高程测定；
古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史、大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史、深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标、实验观测到化学反应中的量子干涉现象。
1、我国科学家积极应对新冠疫情取得突出进展
面对突如其来的新冠疫情，我国科学家认真贯彻落实国家领导关于疫情防控的重要讲话和一系列重要指示批示精神，在中央应对疫情工作领导小组和国务院联防联控机制统筹下，团结协作，争分夺秒，取得了一系列突出进展，为打赢疫情防控阻击战提供了重要的科学支撑。
在病原学和流行病学方面，第一时间分离鉴定出新冠病毒毒株并向世界卫生组织共享了病毒全基因组序列，为诊断技术的快速推进和药物疫苗开发奠定基础；阐明了新冠病毒入侵细胞的关键机制；持续深化病毒传播途径研究，为防控策略的优化提供科技支撑；定量评估了我国防控措施的效果。
在检测试剂研发和动物模型方面，在疫情之初迅速研发了新冠核酸诊断试剂，并研发了免疫检测试剂，为病原检测提供了强有力的支撑；构建了小鼠、猴感染新冠病毒的动物模型，为药物筛选、疫苗研发以及病毒传播机制的研究提供支撑。
在药物和临床救治方面，揭示了新冠临床特征，在没有特效药的情况下，实行中西医结合，先后推出八版全国新冠肺炎诊疗方案，筛选出“三药三方”等临床有效的中药西药和治疗办法，被多个国家借鉴和使用；解析了新冠病毒及关键蛋白质的结构，揭示了一批中西药的作用机制；提出了建立方舱医院、开展大规模核酸检测、大数据追踪溯源等科学防控方案，提高了收治率和治愈率，降低了感染率和病亡率。
在疫苗和中和性抗体研发方面，同时开展了灭活疫苗、病毒载体疫苗、蛋白亚单位疫苗、核酸疫苗等的研发，腺病毒载体疫苗在全球率先开展1期临床试验，灭活疫苗在全球率先开展3期临床试验，并获批附条件上市；鉴定并创制靶向新冠刺突蛋白S和受体结合域RBD的一系列中和单克隆抗体，形成抗病毒“鸡尾酒”中国抗体组合方案。
我国科学家通过不懈努力和无私奉献，通过严谨高效的科研工作，为我国取得抗击新冠肺炎疫情斗争重大战略成果提供了强大科学支撑。
2、嫦娥五号首次实现月面自动采样返回
11月24日，嫦娥五号探测器在海南文昌航天发射场发射，由长征五号运载火箭直接送入地月转移轨道；此后，探测器经历地月转移、近月制动、环月飞行、月面着陆、月面采样封装、月面起飞、月球轨道交会对接与样品转移、月地入射、月地转移和再入回收等飞行阶段，历时23天嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。
作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，嫦娥五号首次完成了地外天体采样与封装、首次地外天体表面起飞、首次无人月球轨道交会对接与样品转移、首次月地入射并携带月球样品高速再入返回地球等我国航天史上多个重大技术突破，最终实现了我国首次地外天体采样返回。
嫦娥五号月面自动采样返回任务的圆满成功，标志着我国探月工程绕、落、回三步走规划的圆满收官，是中国航天向前迈进的一大步，将为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知做出贡献。
3、“奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录
“奋斗者”号全海深载人潜水器研制是我国“十三五”深海关键技术与装备领域的重大攻关任务，于2016年立项启动。2020年6月，“奋斗者”号完成总装集成与水池试验。2020年7月，“奋斗者”号完成第一阶段海试，共计下潜17次，最大下潜深度4548米。
2020年10月10日，“奋斗者”号启航赴马里亚纳海沟开展第二阶段海试，期间共计完成13次下潜，其中11人24人次参与了8个超过万米深度的深潜试验。2020年11月10日8时12分，“奋斗者”号创造了10909米的中国载人深潜深度纪录。
”奋斗者”号作为当前国际唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备，其研制及海试的成功，显著提升了我国深海装备技术的自主创新水平，使我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力，体现了我国在海洋高技术领域的综合实力，是我国深海科技探索道路上的重要里程碑。
4、揭示人类遗传物质传递的关键步骤
DNA复制是人类遗传物质在细胞之间得以精确传递的基础，人们对高等生物中识别DNA复制起始位点的具体过程并不清楚，这在一定程度上也阻碍了人们对癌症发生发展机制的理解。
中国科学院生物物理研究所李国红团队及其合作者揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。该研究发现，组蛋白变体H2A.Z能够通过结合组蛋白甲基化转移酶SUV420H1，促进组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰。而带有二甲基化修饰的H2A.Z核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白，从而帮助DNA复制起始位点的识别。
该研究进一步发现，被H2A.Z-SUV420H1-H4K20me2通路调控的复制起始位点具有很强的复制活性，并偏向在复制期早期被激活使用。在癌细胞中破坏该调控机制后，癌细胞的DNA复制和细胞生长都受到了抑制。在T细胞中破坏该调控机制后，T细胞的免疫激活也受到了抑制。
该研究阐述了一个新颖的由H2A.Z介导的DNA复制表观遗传调控机制，对理解高等生物DNA复制起始位点的识别提供了新的视角，为解决长期存在的真核细胞DNA复制起始点选择启动问题做出了重要贡献。
5、研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶
弛豫铁电单晶[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3, PMN－PT]（注：数字均为下标）具有优异的压电效应，已广泛应用于超声成像、声呐装备和微电子机械系统（MEMS）等领域。然而，自其发现20多年以来，压电性能就再没有新的突破，并且由于铁电畴壁的存在，导致其透光率低，无法满足当前压电器件多功能、高灵敏度的发展需求，急需新的理论和设计方法。
西安交通大学徐卓教授研究团队揭示了弛豫铁电单晶高压电效应的起源，研发出了钐掺杂的PMN－PT单晶，其压电性能超过4000 pC/N，相比未掺杂单晶提高了一倍。
在此基础上，利用电畴结构调控，消除了单晶中对光起散射作用的铁电畴壁，首次在PMN－PT单晶中同时获得了高压电性和高透光性，突破了长期以来二者难以共存的国际难题。其压电系数比现有的透明压电单晶LiNbO3（注：3为下标）提高了100倍，电光系数最大可提高40倍，同时还具有更高的抗光损伤阈值和非线性光学效应。
这种透明铁电单晶可大幅提升光声成像系统在乳腺癌、黑色素瘤和血液疾病诊断中的成像分辨率，也为研制高性能电光调制器、光学相控阵和量子光学器件提供了一种全新的关键材料。这种具有优异电光、声光和声－光－电耦合效应的单晶材料，有望进一步开辟更多新的应用领域。
6、2020珠峰高程测定
珠峰高度长期以来受到全世界关注，精确测定珠峰高度并向全世界公布，彰显国家综合实力和科技水平。2020珠峰高程测量，中国科学家团队综合运用多种现代测绘技术，实现多个重大技术创新突破，获取了历史上最高精度的珠峰高程成果。
此次珠峰高程测量，北斗卫星定位技术和国产测量装备首次全面担纲主力，国产测量装备应用实现重大突破。首次完成了峰顶地面重力测量，获取了人类历史上第一个珠峰峰顶的重力测量结果，有助于提升珠峰高程测量精度。科学家团队克服珠峰地区极端气象和恶劣环境，首次实现珠峰峰顶及周边区域1.27万平方千米的航空重力、光学和激光遥感测量的历史性突破，填补了珠峰地区重力资料空白，大幅提升了珠峰高程测量的精度。
与2005年珠峰高程测量相比，珠峰地区大地水准面精度提升幅度达300%。中国和尼泊尔科学家团队开展科技合作，首次建立了基于全球高程基准的珠峰地区大地水准面，历史上首次共同确定了基于全球高程基准的珠峰雪面高程8848.86米。
除此之外，珠峰测量获取的丰富观测数据成果，将为珠峰地区的生态环境保护修复、自然资源管理、地质研究与调查、地壳运动监测、气候变化和冰川冻土研究等领域提供宝贵、翔实的第一手资料。
7、古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史
在国际古基因组学领域，有关东亚，尤其是中国史前人群的古基因组研究非常匮乏。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究团队首次针对中国南北方史前人群展开时间跨度最大、规模性、系统性的古基因组研究，通过前沿实验方法成功获取我国南北方11个遗址25个9500-4200年前的个体和1个300年前个体的基因组，揭示中国人群自9500年以来的南北分化格局、主体连续性与迁徙融合史。
研究发现中国南北方主体人群9500年前已分化，但南、北方同期人群的演化基本是连续的，没有受到明显的外来人群的影响，迁徙互动主要发生在东亚区域内各人群间；此外明确以岛原住民为代表、广泛分布在太平洋岛屿的南岛语系人群，起源于中国南方沿海地区且可追溯至8400年前。该项成果填补了东方尤其是中国地区史前人类遗传、演化、适应的重要信息缺环，为阐明中华民族的形成过程及修正东亚南方人群演化模式做出重要科学贡献。
8、大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史
生命起源与演化是世界十大科学之谜之一。地球上曾经生活过的生物99%以上已经灭绝，通过化石记录重建地球生物多样性变化历史是认识当今生物多样性现状与未来趋势的最重要途径之一。然而，地质历史时期地球生物多样性变化研究的时间分辨率低、生物分类粗，无法精确识别突发性重大生物演变事件，也不能为近代地球生态系统演变研究提供重要参考。
南京大学沈树忠、樊隽轩团队联合国内外专家创建国际大型数据库，自主研发人工智能算法，利用“天河二号”超算取得突破，获得了全球第一条高精度的古生代3亿多年的海洋生物多样性演化曲线，时间分辨率较国际同类研究提高400多倍。
新曲线精准刻画出地球生物多样性演变过程中的多次重大生物灭绝、复苏和辐射事件，揭示了当时生物多样性变化与大气CO2（注：2为下标）含量以及全球性气候剧变的协同关系。该研究将推动整个演化古生物学研究的变革。
9、深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标
随着人口老龄化程度的日益加剧，深入研究衰老、科学应对人口老龄化是新时代的国家重大需求。围绕衰老的机制和干预等核心科学问题，中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组，中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组，同北京大学汤富酬研究组联合攻关，利用多学科交叉的方法，在系统水平上揭示了哺乳动物多器官衰老的新型生物学标记物和可调控靶标。
在衰老机制解析方面，发现氧化还原通路稳态失衡是灵长类卵巢衰老的主要分子特征，为评价卵巢衰老及女性生殖力下降提供了新型生物学标志物，也为寻找延缓卵巢衰老的措施及开发相关疾病的干预策略提供了新思路。
在衰老干预方面，阐明热量限制（“七分饱”）可通过调节机体各组织的免疫炎症通路，延缓多器官衰老的新型分子机制，揭示了代谢干预、免疫反应与健康寿命之间的科学联系。这些研究成果加深了人们对器官衰老异质性和复杂性的理解，为建立针对衰老及衰老相关疾病的早期预警和科学应对策略奠定了重要基础。
10、实验观测到化学反应中的量子干涉现象
化学反应的进程伴随着复杂的量子力学现象，但其通常难以被直接观测到，因而化学反应的本质亦难以得到透彻的理解。
中国科学院大连化学物理研究所杨学明院士、张东辉院士、孙志刚和肖春雷研究团队提供了一个研究范例。他们研究发现，在H + HD→H2 + D反应中，在碰撞能量为1.9～2.2电子伏的范围内，产物H2（v'= 2，j'= 3）的后向散射呈现显著的振荡（其中v'是振动量子数，j'是转动量子数）。
通过拓扑理论分析，发现该反应存在两条迥然不同的反应路径，振荡是由这两条路径之间的量子力学干涉所产生的。该研究揭示了该反应在较低能量处，量子几何相位效应仍然存在，并可以被观测到。这非常类似于众所周知的Aharonov-Bohm效应，清晰地揭示了化学反应的量子性。
2020中国科学十大进展发布,具体在哪些方面取得进展?
详细信息1.我国科学家积极应对新冠肺炎疫情取得突出进展；
2.嫦娥五号首次实现月面自动采样返回；
3.“奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录；
4.揭示人类遗传物质传递的关键步骤；
5.研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶；
6.2020珠峰高程测定；
7.古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史；
8.大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史；
9.深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标；
10.实验观测到化学反应中的量子干涉现象等10项重大科学进展入选。
2020年9月接受读创/深圳商报记者专访时，杨学明曾表示，他正在致力于帮助深圳规划中能X射线自由电子激光的建设。该装置建成后，将与规划中的同步辐射装置“交相辉映”，成为综合粒子设施研究院的“双子星”，也成为光明科学城大科学装置的重要一员。
杨学明坦言，深圳目前在重大科技基础设施建设方面还有所欠缺，其根本原因在于重大基础科学设施的研发经验不足，还需要更多高水平研究机构和研究队伍。“我希望借助中能X射线自由电子激光装置的规划、建设，可以打造一个强有力的科研团队。”
值得一提的是，去年同期，南科大物理系教授张立源团队首次观测到三维量子霍尔效应入选了2019年度中国科学十大进展。
“中国科学十大进展”遴选活动由中国科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，至今已成功举办16届，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。
“中国科学十大进展”遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2020年度，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了286项科学研究进展，所推荐的科学进展皆是在2019年12月1日至2020年11月30日期间正式发表或完成的研究成果。
2020年12月，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）组织召开了2020年度中国科学十大进展初选会议，按照推荐科学进展的学科分布，分成数理和天文科学、化学和材料科学、地球和环境科学、生命和医学科学等4个学科组，邀请专家从推荐的科学进展中遴选出了31项进展进入终选。终选采取网上投票方式，邀请中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、部分国家重点研发计划总体专家组专家和项目负责人等3200余名专家学者对31项候选进展进行网上投票，得票数排名前10位的进展入选2020年度中国科学十大进展。