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新突破经天地 新技术通人和

来源:南方日报  2020-01-08 08:50:14


2019年,中国航天成就举世瞩目,新的纪录,新的突破,彰显了人类探索未知的进取心和勇气;在火星探测“窗口期”到来的2020年,中国和世界航天都将踏上新的征程。

2019年,世界各国科研人员从学科出发,科学论述了气候治理问题需要全人类的共同努力,“环球同此凉热”。科学共同体通过这一议题,有力地回击了逆全球化。

新技术带来新现象、新问题、新争议。这告诉我们,技术进步的同时,也需要社会认识和法律法规的同步完善。而5G的走近,则描绘了科技改变旧产业、成为经济发展新引擎的未来。

既是回顾,也是展望,从2019到2020,科技将带来哪些变化?让我们拭目以待。

关键词 进取

“胖五”复飞 “超级二〇二〇”令人期待

2019年,全世界航天发射任务多达102次,人类与太空的关系越来越紧密。在全年102次发射任务中,中国占了34次,蝉联全球航天发射榜首。

2019年,中国航天实现了嫦娥四号月背软着陆的壮举。如航天工程博士毛新愿所言,这是人类在阿波罗登月时代后,对月球探测的最大进展;2019年6月,长征十一号运载火箭首次实现海上发射;北斗卫星导航系统第52、53颗卫星入轨,这标志着北斗三号全球系统核心星座部署完成,为实现全球组网奠定坚实基础……

2019年,也是中国商业航天加速前进的一年。“国家队”面向商业发射市场,有了“捷龙一号”“快舟一号”……中国民营航天公司也实现了运载火箭发射首次成功发射入轨。货运领域,2019年美国SpaceX的“龙飞船”执行了3次国际空间站补给任务;其可重复使用的猎鹰重型运载火箭,今年首次实现了“二手”助推器重复使用、首次实现芯级火箭、整流罩回收。

当然,最让我们激动的要数“胖五”的重磅复出:长征五号遥三运载火箭在文昌航天发射场成功发射(见左上图,新华社发),这也是2019年全世界最后一项航天发射任务。火箭院院长王小军介绍,长征五号火箭在大幅提升我国自主进入空间能力的同时,也为构筑我国新一代运载火箭系列型谱,以及为发展重型运载火箭奠定了坚实的技术基础。

有了金刚钻,才能揽瓷器活。毛新愿说,“胖五”复飞意味着一系列对中国航天有着深远意义的大型任务可以开始实施。

按照计划,今年我国将用长征五号运载火箭择机发射“嫦娥五号”,实现月面无人采样返回,完成探月工程三步走的总体规划目标。长征五号火箭总指挥王珏介绍,要将重达8吨的嫦娥五号探测器直接送入地月转移轨道,必须由具有大运载能力的长征五号运载火箭来完成。

作为执行载人航天空间站工程中发射空间站核心舱的主力火箭——长征五号B火箭预计将在今年完成首秀。据载人航天办公室介绍,我国载人航天空间站预计在2022年左右建成,可支持3名航天员长期驻留,在轨运行10年。

此外,我国今年还计划使用长征五号发射火星探测器,并通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视探测。一同围绕太阳公转的火星和地球,每隔26个月距离会达到极近值,这也是人类探测火星的好机会。今年7月前后,我们将迎来探测火星的“窗口”期,长征五号将助推我国的火星探测器前往火星。

据中国航天报报道,航天科技集团2020年宇航发射继续开启“超级模式”,有望首次达到“40+”,将实现北斗导航、探月三期等重大工程收官,完成火星探测等重大任务发射,完成长征五号B、长征七号甲、长征八号三型运载火箭首飞,完成亚太6D卫星、集团公司卫星互联网融合试验星等商业卫星的发射。

不仅是中国,对于世界航天来说,2020年也是“大年”:7月,俄罗斯和欧洲联合研制的火星探测器计划发射,探测器将由飞行模块和登陆模块组成,包含俄罗斯研制的着陆器和欧洲研制的火星车;NASA也不想错过“火星2020”,去年底NASA公开展示了新一代火星车,它将在火星收集岩石样本并送回地球……

关键词 绿色

全球变暖呼唤各国科技协作

2019年,世界各地不乏极端气候。

1月,欧洲多国出现强暴风雪。3月,飓风“伊代”席卷莫桑比克、津巴布韦和马拉维,导致近300万人受灾,超过700人死亡。5月,美国记录到555次龙卷风,为1991年至2010年同期的两倍。6月,高温热浪席卷欧洲和美国西部,欧洲平均气温较1910年至2000年同期偏高2.93℃,为1910年以来同期最高;8月,亚马逊地区森林大火多发且持续燃烧,“地球之肺”过火面积超过100万公顷……

极地的天然“冰箱”也在融化。研究发现,自20世纪90年代起,北极变暖速度是地球其他地区的2倍。过去6年,更是北极地区最热的6年。

全球应对气候变化的共识也面临挑战。11月,美国政府无视国际和国内批评,正式启动退出《巴黎协定》的程序。年底,在西班牙马德里举行的联合国气候变化大会因“谈判非常艰难”而延长2天,但在几项问题上存在分歧,最终未达成一致。

应对气候变化,仅仅是一个全球治理课题吗?2019年,科学家们纷纷通过发表学术论文的形式,来论证气候变化的可能性,有理有据地告诉我们,为什么应对气候变化如此重要,如此迫在眉睫。

英国埃克塞特大学全球系统研究所教授蒂姆·莱顿等人在《自然》杂志发表论文,警示人们重视“气候临界点”:目前地球在南极西部冰盖、亚马逊雨林等9个区域/领域正在接近“气候临界点”。突破这些关键点可能会导致“量变引发质变”,造成不可逆的后果。莱顿警告,“临界点”之所以可怕,一方面在于其不可逆,另一方面在于人类尚无法完全确定这个“点”的具体发生时间和特征。

美国加州大学洛杉矶分校气象学家亚历克斯·霍尔在《自然—气候变化》发表的一篇论文中,分析了23个可显示季节性海冰融化情况的模型,最终分析认为,北冰洋夏天完全无冰最早可能在25年之后(2044年夏天)出现。

“北冰洋就像一台大冰箱,储存着全球的碳。北冰洋不仅影响着北极周边生态系统,并且是气候变化中举足轻重的成员,对中低纬度大气环流、极端天气气候事件的发生都有影响。”国家气候中心高级工程师孙丞虎说。

医学界从对人类健康危害的角度,阐述气候变暖的影响。医学期刊《柳叶刀》发布特别报告《柳叶刀2030倒计时:2019年人类健康与气候变化报告》指出,如果人类不采取任何行动,任由高碳排放和气候变化以目前的速度继续发展,那么现在出生的孩子到他们71岁时,全球平均气温将比现在高4℃以上——这将威胁他们人生各个阶段的生命健康。

我国发布的《中国应对气候变化的政策与行动2019年度报告》也新增了“人体健康领域”章节:生态环境部副部长赵英民在2019年11月27日的国新办新闻发布会上指出,对人体健康的影响反映出气候变化的影响是全局性和长期性的,与社会福祉和人民群众密切相关,“一方面,我们还需要进一步加强相关研究,另一方面,也需要和国际社会携手共同应对,不断强化应对气候变化的行动,努力减少气候变化带来的各种不利影响。”

关键词 争议

人工智能必须谨慎对待

以深度学习技术为基础的人脸识别技术,2019年开始走进生活。这也带来了新的问题:“我的脸到底属于谁?”同无数科技一样,人脸识别也伴生了争议与挑战。

手机人脸解锁、上下班人脸打卡、乘车刷脸过闸……“刷脸”甚至可以成为新的支付方式——蚂蚁金服有“蜻蜓”、微信有“青蛙”,“国家队”银联也发布了刷脸支付产品“蓝鲸”。在刷脸支付的“动物王国”里,各方来势汹汹。

另一方面,人脸识别早已经不只是对人脸特征的识别,它还将人脸信息与个人身份、金融、行为、位置、偏好等信息对接,人脸正成为辨认个体身份的重要数据。

企业对数据保护的力度也参差不齐。2019年初,一家人脸识别公司数据库没有密码保护,超过250万用户的信息包括身份证号码、地址、识别其身份的位置等外泄,人脸识别安全亮起红灯。

需要注意的是,从技术上来说人脸识别技术仍不够成熟,存在识别错误和被攻击的可能。去年8月,一3D打印的公众号发布测试视频,工作人员使用3D打印制作的蜡像人头,骗过支付宝的人脸识别系统,成功买到了一张火车票。

神经网络和深度学习不断进步,但干扰技术也在不断升级。例如:通过细微地改动图片,就可以使神经网络识别出错。算法研究人员用一个面具、一张贴纸、一件衣服、甚至一个文身,就能干扰机器的人脸识别。

另一种担忧则是针对技术滥用。AI换脸软件持续引发争议,从明星到普通人,都担心这一技术会导致自己的脸被“挪用”,用于生产假新闻、假淫秽视频等;某学校将AI视频监控引入课堂,发呆、打瞌睡、举手次数等动作都能被识别,引发隐私及伦理判断的争议。

广东省信息安全技术重点实验室主任、中山大学数据科学与计算机学院教授赖剑煌对此表示,深度学习技术的发展,已使人脸识别从“不可用”变成“可用”,但由于缺乏相关规范化的应用指导,人脸识别技术正处于滥用的状态。“有关部门需要加强规范化的应用指导。”

技术是“双刃剑”,监管部门也早已关注到一点。2019年6月,国家新一代人工智能治理专业委员会发布《新一代人工智能治理原则》,提出发展“负责任的人工智能”;国内某AI换脸软件也被工信部网络安全管理局迅速介入并约谈。

专家表示,人脸等生物特征是最重要的个人生物数据之一,具有唯一性且终生相伴、不可篡改,一旦泄露后果不堪设想。对这些信息的收集和应用,必须抱以谨慎的态度,能用其它方式来验证的,应优先采用其它方式;对于公共领域的应用,也应明确信息收集的必要性和范围,对隐私的不利影响控制在最小限度。

去年11月,世界5G大会在北京举行。图为参展商在展会上为观众介绍5G应用。新华社发

关键词 元年

5G开启产业数字化元年

工信部正式发出5G牌照、三大运营商发布了5G套餐,各大品牌发力5G手机……2019年也被称为“5G商用元年”。对于“手机控”来说,5G意味着更流畅的网络,更低的延迟;而对于整个社会生产来说,5G更意味着产业数字化的未来。

5G建设并非一蹴而就。正如“香农公式”所指出的,增加频谱的带宽可增加无线传输速率。随着通信技术发展,攻上5G“高地”,也成为科学家和产业界共识。

5G背后技术储备已经进行了数年:

2016年11月17日,在美国拉斯维加斯召开的国际无线标准化机构3GPP第87次会议上决定了编码标准:最终,5G三大场景之一——“增强型移动宽带”场景的控制信道方案,由华为主推的极化码方案胜出。

这之后,中国企业5G核心技术研发和标准制定不断取得突破。“1G空白、2G跟随、3G突破、4G并跑、5G领先”,中国企业在标准制定、专利申请、整机设备、终端芯片研发等方面都走到了世界前列,在全球5G建设中扮演了不可或缺的角色。

“移动通信从第一代到现在5G,十年一代,每一代都是前一代速率的1000倍。”中国工程院院士邬贺铨在去年的首届世界科技与发展论坛上说。

2019年,不仅中国,美国、瑞士、英国等国家都开始向个人消费者提供5G商用;摩洛哥更是成为全球首个5G全覆盖的国家。

标准和技术路线确定后,5G建网同样不容易。

高带宽、低延迟、大接入……这些是5G的优势;相应的,频率越高覆盖范围越小;换句话说,采用超高频信号的5G,覆盖范围有限,这就需要更多的基站。

“与4G基站相比,单个5G基站所能覆盖支持的范围变小,要保证服务质量,相同面积内5G基站的密度就要比4G基站的大,成本也更高。”广东移动规划技术部总经理蔡伟文表示。

2019年12月24日,全国工业和信息化工作会议披露,全国已开通5G基站12.6万个;2020年底,我国将实现全国所有地级市覆盖5G网络。另有通信业专业人士估算,未来全国的5G基站数量可能达到1000万个。

邬贺铨说,不同于1G到4G主要面向消费者,5G将扩展到产业互联网和智慧城市的应用。

虽然尚未成熟,但5G的应用已现端倪。荷兰壳牌公司炼油厂采用5G遥控机器人巡检油气管道;瑞典沃尔沃集团应用5G远程控制深井作业;中国商飞公司与合作伙伴一起建成全球首个5G工业园区,把5G用到了飞机制造的22个环节……未来,在电网、港口、炼油厂、机械厂、化工厂,5G将成为如同水、电一般的基础设施,赋予传统工业新的发展。

甚至,由于显著的高带宽低延迟优势,外科手术这种“手艺活”也能够依托5G实现远程操作。2019年,全国已有多起5G远程实时指导手术的尝试。

“5G+工业在今年很可能有更多实质性落地。”通信行业分析师张毅展望。

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