2022科学发展报告

目录
加强科技基础能力建设（代序） 侯建国 i
前言 中国科学院《科学发展报告》课题组 ix
**章科学展望 1
1.1陆地生态系统在碳中和中的潜力展望 郝天象徐丽于贵瑞 3
1.2 21世纪生物医学的三个主要发展趋势 吴家睿 18
第二章科学前沿 35
2.1伽马射线天文学的新时代 曹臻 37
2.2 21世纪物理的“乌云”—“缪子反常磁矩疑难”迎来曙光 李亮 45
2.3蛋白质结构预测：现状和相关问题的未来展望 周耀旗 杨建益 彭珍玲 55
2.4合成生物制造 李寅 65
第三章2021年中国科研代表性成果 75
3.1黎曼流形的极限空间及应用 江文帅 77
3. 2 “慧眼”卫星证认快速射电暴起源于磁星SGR J1935+2154 李承奎 80
3.3 “太极一号”迈出中国空间引力波探测的**步 罗子人张敏胡文瑞等 86
3.4量子计算优越性研究 彭礼超钟翰森王辉等 90
3.5科学家实现超导“分段费米面” 郑浩贾金锋 94
3.6水气变换反应制氢新进展 马丁 97
3.7柔性高分辨X射线成像新技术 陈秋水杨黄浩 100
3.8分子尺度揭示界面水分子结构在电催化反应中的关键作用 李剑锋 104
3.9脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制 毕旭鹏张国捷 107
3.10新型冠状病毒RNA加帽过程新机制及核苷类似物对其抑制机制的研究 黄羽岑 闫利明 饶子和等 111
3.11冠状病毒跨种识别的分子机制 齐建勋 王奇慧 刘科芳等 116
3.12提高中晚期鼻咽癌疗效的高效低毒治疗新模式 马骏 120
3.13异源四倍体野生稻快速从头驯化 张静昆 孟祥兵 余泓等 124
3.14鸟类迁徙路线成因和长距离迁徙关键基因 谷中如 林婷婷 詹祥江 127
3.15全脑单神经元多样性研究及信息学大数据平台 刘力娟 刘裕峰 赵苏君等 131
3.16全新世温度演变的几点新认识及其不足 张旭 郝硕 孙宇辰 134
3.17地表物质深循环与原始俯冲在32. 3亿年前出现 王孝磊 王迪 李军勇等 139
3.18气候模式系统性偏差导致未来强厄尔尼诺发生频次被髙估 佳 唐韬 彭珂等 143
3.19 “嫦娥五号”月球样品揭示月球演化奥秘 李献华 杨蔚 胡森等 148
3. 20地球极区电离层上空发现“太空台风” 张清和 152
第四章科技领域与科技战略发展观察 157
4.1基础前沿领域发展观察 黄龙光边文越张超星等 159
4.2生命健康与医药领域发展观察 许丽 王玥 李祯祺等 172
4.3生物科技领域发展观察 丁陈君 陈方 郑颖等 184
4.4农业科技领域发展观察 袁建霞 邢颖 196
4.5生态环境领域发展观察 廖琴 *建升 曾静静等 208
4.6地球科学领域发展观察 郑军卫 刘文浩 张树良等 222
4.7海洋科学领域发展观察 高峰 王金平 魏艳红等 235
4.8空间科学领域发展观察 杨帆 韩淋 王海名等 247
4.9信息科技领域发展观察 唐川 杨况骏瑜 张娟等 259
4.10能源科技领域发展观察 陈伟 岳芳 汤匀等 272
4.11材料制造领域发展观察 万勇 黄健 冯瑞华等 289
4.12重大科技基础设施发展观察 董璐 李宜展 王志强等 300
4.13世界主要国家和组织科技创新战略与体制机制发展观察 叶京 李宏 张秋菊等 313
4.14世界主要国家和组织国际科技合作与竞争态势发展观察 王文君 李宏 刘栋等 322
第五章重要科学奖项巡礼 331
5.1呼唤复杂系统研究，应对自然与社会挑战——2021年度诺贝尔物理学奖评述 陈晓松 333
5.2不对称有机催化——2021年度诺贝尔化学奖评述 余金生 周剑 339
5.3温度及触觉受体的发现及研究——2021年度诺贝尔生理学或医学奖评述 闫致强 346
5.4 2021年度图灵奖获奖者简介 唐川 黄茹 353
5.5 2021年度未来科学大奖获奖者简介 叶京 356
5.6 2022年诺贝尔自然科学奖简介 贾晓琪 王海霞 360
5.7 2022年度菲尔兹奖获奖者简介 赵晶 聂吉冉 365
5.8 2022年度沃尔夫数学奖获奖者简介 赵晶 370
5.9 2022年度图灵奖获奖者简介 黄茹唐川 372
5.10 2022年度泰勒环境成就奖获奖者简介 廖琴 375
5.11 2022年未来科学大奖获奖者简介 贾晓琪 378
第六章中国科学发展建议 383
6.1发展自主、可持续的基础软件技术与产业的建议 中国科学院学部咨询课题组 385
6. 2关于协同水土资源与环境治理保障国家粮食安全的对策建议 中国科学院学部咨询课题组 390
6.3全球化新格局下全方位吸引科技人才的政策建议 中国科学院学部咨询课题组 395
附录 401
附录一 2021年中国与世界十大科技进展 403
附录二 2021年中国科学院、中国工程院新当选院士名单 413
附录三2021年香山科学会议学术讨论会一览表 419
附录四2021年中国科学院学部“科学与技术前沿论坛”一览表 421
附录五2022年中国与世界十大科技进展 422
附录六2022年香山科学会议学术讨论会一览表 433
附录七2022年中国科学院学部“科学与技术前沿论坛” 一览表 435
CONTENTS
Enhance Basic Scientific and Technological Capacity i
Preface ix
Chapter 1 An Outlook on Science 1
1.1 Perspectives on the Terrestrial Ecosystem in the Context of Carbon Neutralization 17
1.2 Three Main Trends for Biomedicine in 21st Century 33
Chapter 2 Frontiers in Sciences 35
2.1 The New Era of 7-ray Astronomy 44
2.2 A Cloud over the 21st Century Physics ：“Muon Anomalous Magnetic Moment Conundrum” Sees the Dawn 53
2.3 Protein Structure Prediction： Current Status and Future Prospect of Related Problems 64
2.4 Biomanufacturing Driven by Synthetic/Engineered Biosystems 74
Chapter 3 Representative Achievements of Chinese Scientific Research in 2021 75
3.1 Gromov-Hausdorff Limit of Riemannian Manifolds and Applications 79
3.2 HXMT Identification of a Non-thermal X-ray Burst from SGR J1935+2154 84
3.3 Taiji-1 Toward the First Step of Chinese Space-Borne Gravitational Wave Detection Mission 89
3.4 Quantum Computational Advantages 93
3.5 Scientists Release Segmented Fermi Surface 96
3.6 New Progress in H2-Production by Water-Gas Shift (WGS) Reaction 99
3.7 A Next-Generation Technology for Flexible High-Resolution X-ray Imaging 102
3.8 Revealing the Key Role of Interfacial Water Structure in Electrocatalytic Reactions at the Molecular Scale 106
3.9 Genomic Innovations Contribute to the Water to Land Transition of Vertebrates 110
3.10 A Mechanism for SARS-CoV-2 RNA Capping and Its Inhibition by Nucleotide Analogue Inhibitors 115
3.11 Host Range of Corona viruses and Their Structural Basis 119
3.12 A New Therapeutic Strategy with High Efficacy and Low Toxicity to Improve Prognosis of Patients with Nasopharyngeal Carcinoma 122
3.13 A Route to de novo Domestication of Wild Allotetraploid Rice 126
3.14 Formation of Bird Migration Routes and Key Gene for Long Distance Migration 130
3.15 Diversity of Single Neurons at Whole-Brain Scale Is Effectively Studied Using a Big Data Informatics Platform 133
3.16 New Insights of Holocene Temperature Evolution and Their Shortcomings 138
3.17 Onset of Deep Recycling of Supracrustal Materials and Proto-subduction at 3. 23 Billion Years Ago 142
3.18 Over-Projected Pacific Warming and Extreme El Nino Frequency due to CMIP5 Common Biases 146
3.19 Chang’e-5 Lunar Samples Reveal the Mystery of the Evolution of the Moon 151
3.20 Space Hurricanes had been Discovered over the Earth’s Polar Lonosphere 155
Chapter 4 Observations on Development of Science and Technology 157
4.1 Basic Sciences and Frontiers 171
4.2 Life Health and

本报告是中国科学院发布的年度系列报告《科学发展报告》的第25部，旨在全面综述和分析2021~2022年度国际科学研究前沿进展动态，研判和展望国际重要科学领域研究进展和发展趋势，揭示和洞察科技创新突破及快速应用的重大经济社会影响，观察和综述国际主要科技领域科学研究进展及科技战略规划与研究布局，评述和介绍主要科学奖项的获奖工作，报道我国科学家具有代表性的重要科学研究成果，并向国家决策部门提出有关中国科学的发展战略和科技政策咨询建议，为国家促进科学发展的宏观决策提供重要依据。