《中國經(jīng)濟(jì)周刊》 記者 賈璇 | 北京報道

科技興則民族興，科技強(qiáng)則國家強(qiáng)。我國始終高度重視科技創(chuàng)新在國家發(fā)展全局中的重要作用。75年來，我國科技事業(yè)取得長足發(fā)展，成為世界上具有重要影響力的科技大國。

從 “東方紅一號”衛(wèi)星成功發(fā)射，到中國航天員筑夢“太空之家”；從第一艘潛艇成功深潛探索，到“奮斗者”號勇闖萬米深淵；從“中國天眼”成為國際天文學(xué)界“新秀”，到高海拔宇宙線觀測站接連取得世界級發(fā)現(xiàn)……在黨中央堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，一代又一代科技工作者賡續(xù)奮斗，用一大批重要科技成果捍衛(wèi)國家安全、推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

黨的十八大以來，黨中央把科技創(chuàng)新擺在更加重要的位置，提出大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，開啟建設(shè)世界科技強(qiáng)國的新征程。

2023年我國全社會研究與試驗(yàn)發(fā)展（R&D）經(jīng)費(fèi)投入規(guī)模達(dá)33278億元，比1991年增長233倍，年均增長18.6%；2023年我國按折合全時工作量計(jì)算的研發(fā)人員總量達(dá)724萬人年，較1991年增長10倍,連續(xù)11年穩(wěn)居世界第一; 截至2023年年底，我國境內(nèi)發(fā)明專利有效量達(dá)到401.5萬件，成為世界上首個有效發(fā)明專利數(shù)量突破400萬件的國家……

世界知識產(chǎn)權(quán)組織發(fā)布的全球創(chuàng)新指數(shù)顯示，我國創(chuàng)新能力綜合排名從2012年的第34位躍升至2023年的第12位，成為前30位中唯一的中等收入經(jīng)濟(jì)體。

當(dāng)前，全球科技創(chuàng)新進(jìn)入密集活躍期，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革迅猛發(fā)展，基礎(chǔ)研究不斷拓展人類認(rèn)知邊界，前沿技術(shù)推動全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)形態(tài)和人類生活方式深刻調(diào)整。從全球格局看，世界百年未有之大變局加速演進(jìn)，高技術(shù)領(lǐng)域成為國際競爭最前沿和主戰(zhàn)場。

目前，具有中國特色的國家創(chuàng)新體系日益健全，科技體制改革不斷深入，創(chuàng)新要素加速聚集，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展動能充沛，科技自立自強(qiáng)有力推進(jìn)，科技強(qiáng)國建設(shè)步伐穩(wěn)健。我國將在優(yōu)化重大科技創(chuàng)新組織機(jī)制、統(tǒng)籌強(qiáng)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)等方面持續(xù)深化改革，堅(jiān)定不移地走科技強(qiáng)國之路,向著科技強(qiáng)國的目標(biāo)奮勇前進(jìn)。

親歷者：李子穎 中核集團(tuán)首席科學(xué)家、中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院月球研究團(tuán)隊(duì)牽頭人

探月工程成果凝結(jié)著我國幾代航天人的智慧和心血，從一個側(cè)面展示了我們這些年在科技自立自強(qiáng)上取得的顯著成就，充分展現(xiàn)了中國人的志氣、骨氣和底氣。

1978年，中國科學(xué)家第一次接觸月球樣品，由美國贈送，重量為1克。42年后，2020年12月17日，我國首個實(shí)施無人月面取樣返回的月球探測器——嫦娥五號返回器攜帶1731克月球樣品成功返回地面，中國成為繼美國和蘇聯(lián)之后第三個獲取月球樣品的國家，是世界單次采樣量最大的無人月球采樣任務(wù)，中國科學(xué)家第一次擁有屬于自己的地外天體返回樣品。

李子穎 （左） 帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究月樣礦物

“嫦娥石”晶體理想圖

“嫦娥石”真實(shí)顆粒CT掃描三維形態(tài)圖

中國成為世界第三個在月球發(fā)現(xiàn)新礦物的國家

我們月球樣品研究團(tuán)隊(duì)是在得知嫦娥五號成功發(fā)射后，即2020年11月，就結(jié)合自身科研優(yōu)勢和基礎(chǔ)，首次系統(tǒng)規(guī)劃并提出開展嫦娥五號月球樣品的研究方向、目標(biāo)和內(nèi)容，制定了技術(shù)流線和方法，確定了“嫦娥五號月球樣品核能元素研究”方向，形成礦物學(xué)、裂變和聚變元素同位素等九大科學(xué)研究問題。

月球樣品的申請競爭異常激烈。2021年6月，嫦娥五號第一批樣品開放申請，一共有23家高校和科研院所的85份申請通過初審，最終有13家單位的31份申請通過評審，通過率僅為36.5%。

2021年7月，我們團(tuán)隊(duì)成功申請到第一批月球科研樣品——50毫克月壤，成為全國首批開展月球樣品科研工作的單位之一，正式開啟“月球探尋”之旅。

月球樣品具有極微小、極微量、珍貴且?guī)ъo電的特點(diǎn)?！版隙鹗钡陌l(fā)現(xiàn)過程也極具挑戰(zhàn)性。

我們第一次研究的樣品是粉末樣，呈灰黑色，細(xì)度像面粉，由各種礦物組成，想要深入研究，首先面臨的挑戰(zhàn)是分樣，就是根據(jù)研究把粘連、混雜在一起的顆粒們分離。

月壤樣品極其珍貴，我們可以研究消耗的樣品量僅20毫克。在開啟樣品之前，我們制定了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，包括取樣步驟、取出的樣品量、分為多少份、每份各自多少量、針對不同實(shí)驗(yàn)如何分裝、如何轉(zhuǎn)移等，并且實(shí)行全過程記錄。

挑樣是這次研究的又一大挑戰(zhàn)。本次實(shí)驗(yàn)需要將月壤按粒度和礦物種類分為7個組別。在顯微鏡下操作，使用針頭直徑小于0.5微米的取樣針，將月壤一顆一顆挑選。本次申請到的月壤顆粒的尺寸集中在1微米到150微米之間，大多在10微米左右，按密度保守計(jì)算，每1mg樣品中包含不少于10000個顆粒。這些顆粒中，小的不足頭發(fā)直徑的1/100，大的也只有一根頭發(fā)粗細(xì)，團(tuán)隊(duì)和這些顆粒死磕了兩個多月，挑選任務(wù)才終于完成。

確定一個礦物是否屬新礦物有兩個要素，一是準(zhǔn)確分析它的成分，二是鑒定其結(jié)構(gòu)。

在開展第一批月壤樣品研究時，科研人員通過對數(shù)十萬個平均大小僅10微米的月壤顆粒開展礦物學(xué)研究。在大量成分分析的過程中，憑借專業(yè)敏感性，我們發(fā)現(xiàn)一顆不足10微米的月壤顆粒具有異常的成分，并鎖定其作為疑似新礦物。

這些礦物顆粒太小，在現(xiàn)有儀器設(shè)備探測能力下，難以滿足獲取理想的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。由于我們第一次申請的樣品量有限，全部研究僅允許消耗使用最多20毫克，2021年11月，我們再次申請并獲批第二個光片樣品，15毫克，并對該樣品中14萬多個顆粒進(jìn)行全面分析。

令人興奮的是，科研人員再次發(fā)現(xiàn)了具同類成分的礦物顆粒，但它與其他礦物長在一起。切割分離出所需礦物晶體，且必須一次成功，這是另一重大挑戰(zhàn)。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)反復(fù)論證和多次模擬實(shí)驗(yàn)，最終采用納米級分割技術(shù)，成功切割分離出一顆10×7×4微米的單晶，分析鑒定出它的晶體結(jié)構(gòu)。通過系統(tǒng)詳盡的礦物學(xué)研究，最終成功確定其是一種從未被發(fā)現(xiàn)過的富稀土的磷酸鹽新礦物，其理想化學(xué)式為(Ca8Y)□Fe2+(PO4)7，呈自形到半自形的柱狀和針狀，無色透明具玻璃光澤，脆性，有貝殼狀斷口。

2022年8月3日，經(jīng)過來自不同國家的20位礦物學(xué)家評審?fù)镀?，新礦物獲得國際礦物學(xué)會（IMA）新礦物命名及分類委員會（CNMNC）正式批準(zhǔn)，批準(zhǔn)號為IMA2022-023a。它是我國發(fā)現(xiàn)的第一個月球新礦物，也是人類在月球上發(fā)現(xiàn)的第六個新礦物，中國成為世界上繼美國、蘇聯(lián)后，第三個在月球發(fā)現(xiàn)新礦物的國家。

用“嫦娥”命名，體現(xiàn)中國科技突破和文化自信

發(fā)現(xiàn)新礦物后，我們又面臨一個新任務(wù)——給新礦物命名。我提出叫“嫦娥石”，按照命名規(guī)則，英文名應(yīng)為Changeite。但該名稱和已有礦物Changoite相似，沒有被批準(zhǔn)。為此，我們得重新考慮名稱，但是我和團(tuán)隊(duì)都堅(jiān)持用“嫦娥”來命名，英文遵循漢語拼音，經(jīng)過多次反復(fù)推敲，最終確定了Changesite這個名字，即在Change（嫦娥）和ite（表示礦物的后綴）之間加了字母S，意為嫦娥的石頭，這個新名稱很快得到新礦物命名委員會的批準(zhǔn)。

取名“嫦娥石”，一是紀(jì)念中國嫦娥探月工程首次取回月球樣品；二是發(fā)音更接近中文“嫦娥石”發(fā)音，外國人也好發(fā)音；三是 “S”均是中文“石”和英文“Stone”的第一個字母，“石”通常是大眾對“礦物巖石”的總稱；四是名稱Changesite可分成Change（嫦娥）和site（地址），可理解為嫦娥住地，即月球，又可解釋為嫦娥五號月球落地點(diǎn)；五是名稱也可理解為Change（改變）和site（地址），可引申為此次中國嫦娥五號與之前Apollo（美國）和Luna（蘇聯(lián)）的落月地點(diǎn)都不同。

“嫦娥石”這個名字，既有中國人獨(dú)有的浪漫，也是我們團(tuán)隊(duì)對中國航天事業(yè)的致敬，更是我國科技突破和文化自信的體現(xiàn)。

“嫦娥石”礦物學(xué)研究表明，“嫦娥石”的晶體結(jié)構(gòu)具有容納大離子半徑的親石元素和稀土元素的能力，其中稀土元素含量高達(dá)7%，且為嫦娥五號樣品中較常見的礦物，為分析月球稀土元素地球化學(xué)特征與月球起源和演化提供了重要研究對象。

該礦物的發(fā)現(xiàn)豐富了礦物學(xué)和天體地球化學(xué)的內(nèi)容，書寫了我國星體探測和天體月球科學(xué)研究新篇章，為月球成因、演化和深空科學(xué)探測提供新的重要支撐。更重要的是，它不但體現(xiàn)了我國的現(xiàn)代科技和工程水平已經(jīng)位居世界前列，也是我國科學(xué)家在新時代為人類月球探測和深空探測作出的新貢獻(xiàn)。

目前，我們團(tuán)隊(duì)也已做好充分準(zhǔn)備，將對嫦娥六號帶回的月球樣品進(jìn)行研究，由于此次帶回的樣品首次來自“神秘之地”月背，科學(xué)意義更加重大，我們也期待更大的突破。

（本文刊發(fā)于《中國經(jīng)濟(jì)周刊》2024年第18期）