便攜式“戰(zhàn)地磁共振影像（MRI）系統(tǒng)”走出實(shí)驗(yàn)室。獎(jiǎng)給美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的Michelle Espy和同事們，他們?cè)斐隽藢?shí)用的、便攜的、超低磁場(chǎng)的MRI系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的用超導(dǎo)線圈產(chǎn)生很強(qiáng)磁場(chǎng)的MRI系統(tǒng)（注釋：看，這就是超導(dǎo)的用途之一）不同，新系統(tǒng)所用的磁場(chǎng)要弱得多，從遠(yuǎn)方產(chǎn)生這種磁場(chǎng)就容易多了。然而這意味著該系統(tǒng)必須能夠探測(cè)弱得多的信號(hào)，這一點(diǎn)它是用超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）來實(shí)現(xiàn)的（注釋：避開了超導(dǎo)的一種用途，又用到超導(dǎo)的另一種用途）。由于有低功耗和輕質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)希望這種原型設(shè)計(jì)能夠盡快部署到發(fā)展中國家的醫(yī)療中心以及戰(zhàn)地醫(yī)院。按：這是十大物理學(xué)突破中唯一跟日常生活直接相關(guān)的，可能歐洲物理學(xué)會(huì)選擇它也有這方面的原因。
費(fèi)米子顯微鏡露出曙光。獎(jiǎng)給美國麻省理工大學(xué)的Lawrence Chuck、Martin Zwierlein和同事們，他們制造了第一臺(tái)“費(fèi)米子顯微鏡”——一臺(tái)能夠?yàn)槌錃怏w中多達(dá)1000個(gè)獨(dú)立原子成像的設(shè)備。對(duì)于理解材料中的電子如何相互作用，已經(jīng)有許多重大的進(jìn)展。這是通過把費(fèi)米子原子冷卻到超低溫度、再用光和磁場(chǎng)精細(xì)調(diào)節(jié)原子間的相互作用來實(shí)現(xiàn)的。通過允許物理學(xué)家觀測(cè)單個(gè)費(fèi)米子在氣體冷卻時(shí)的行為，費(fèi)米子顯微鏡把這種方法又推進(jìn)了重要的一步。這項(xiàng)新技術(shù)可能很快就會(huì)被研究者用于觀測(cè)原子間的磁相互作用，甚至可能被用于探測(cè)體系內(nèi)的量子糾纏。注釋：這項(xiàng)工作的重要性，在于把觀測(cè)對(duì)象從很多原子的集合縮小到單個(gè)原子，即大大提高了分辨率。由此我們有可能觀察到很多以前想象不到的現(xiàn)象，以后還有可能把對(duì)單原子的觀測(cè)（只是看）升級(jí)為控制（不僅看還能動(dòng)）。想想看，如果我們可以隨意觀察和操控單個(gè)原子，而且這些原子還是處于量子糾纏中的，我們能夠看到和造出多少不可思議的東西！
硅量子邏輯門是第一步。獎(jiǎng)給澳大利亞新南威爾士大學(xué)和日本慶應(yīng)義塾大學(xué)的Andrew Dzurak、Menno Veldhorst和同事們，他們?cè)斐隽说谝粋�(gè)硅的量子邏輯器件。他們的控制非（CNOT）門是量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)基礎(chǔ)元件，以前是用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體加工工藝制造的。這個(gè)器件用電子自旋來存儲(chǔ)量子信息，研究者們現(xiàn)在計(jì)劃把技術(shù)擴(kuò)展到制造完全意義的量子計(jì)算機(jī)芯片。按：量子計(jì)算機(jī)在理論上對(duì)于某些問題比現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)（經(jīng)典計(jì)算機(jī)）快得多。例如對(duì)于因子分解，傳統(tǒng)算法的計(jì)算量隨位數(shù)的變化是指數(shù)增長，而量子算法只是多項(xiàng)式增長。分解一個(gè)5000位的數(shù)字，在原理上經(jīng)典算法需要50億年的時(shí)間，量子算法只需要2分鐘�？墒悄壳斑�沒有實(shí)用意義上的量子計(jì)算機(jī)，原因之一就是用的材料都不是硅，量子信息只能用硅之外的光子、離子阱、核磁共振等方式來儲(chǔ)存�，F(xiàn)在可以用硅來儲(chǔ)存與操作量子信息，半個(gè)多世紀(jì)以來半導(dǎo)體技術(shù)的豐富積累就有可能用上，大大促進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。
介紹完十大物理學(xué)突破，我們來統(tǒng)計(jì)一下有哪些國家出鏡，各國參與了多少項(xiàng)工作。中國獨(dú)占一項(xiàng)（榜首的多自由度量子隱形傳態(tài)），分享一項(xiàng)（外爾費(fèi)米子）。美國獨(dú)占三項(xiàng)（單電子同步輻射、便攜式MRI和費(fèi)米子顯微鏡），分享一項(xiàng)（外爾費(fèi)米子）。荷蘭獨(dú)占一項(xiàng)（無漏洞的貝爾實(shí)驗(yàn)）。德國獨(dú)占一項(xiàng)（硫化氫的203 K超導(dǎo)），對(duì)此中國科學(xué)家做了理論預(yù)測(cè)。澳大利亞和日本分享一項(xiàng)（硅量子邏輯門），這一項(xiàng)有點(diǎn)奇怪，Andrew Dzurak和Menno Veldhorst的名字看起來都不像日本人，可能以澳大利亞的貢獻(xiàn)為主。葡萄牙領(lǐng)銜，和法國、瑞士、智利分享一項(xiàng)（系外行星的光）。歐洲作為整體，有CERN發(fā)現(xiàn)的一項(xiàng)（五夸克態(tài)）。
按照這個(gè)統(tǒng)計(jì)，美國共有四項(xiàng)，整體實(shí)力是最雄厚的。中國有兩項(xiàng)，包括榜首，整體僅次于美國，并且在局部占據(jù)制高點(diǎn)。中國的科技正處于爆炸式發(fā)展之中（見我的文章《見龍?jiān)谔铮褐袊萍寂c世界大勢(shì)（上）》（http://weibo.com/p/1001603864112261145733），修訂后由觀察者網(wǎng)轉(zhuǎn)載為《中國科技實(shí)力正以多快的加速度逼近美國》（http://www.guancha.cn/YuanLanFeng/2015_08_12_330260.shtml），以及我的另一篇文章《中國的研發(fā)投入需要更大幅度的增長》（http://www.guancha.cn/YuanLanFeng/2015_11_13_341140_s.shtml和http://weibo.com/p/1001603908683422639166）），潛力最大，前途不可限量。本文中提到的潘建偉、陸朝陽、方忠、翁紅明、戴希、馬琰銘和崔田分別出生于1970年、1982年、1970年、1977年、1971年、1972年和1964年，年富力強(qiáng)，充滿朝氣，他們是中國科技井噴的縮影。歐洲各國加起來共有四項(xiàng)，作為整體仍然是科學(xué)中心之一，但由于政治的碎片化，單獨(dú)一國都不如中美兩個(gè)超級(jí)大國。澳大利亞、日本和智利是中美歐之外僅有的上榜國家，而且只有一項(xiàng)成果是中美歐都未參與的�？梢哉J(rèn)為，美國、歐洲和中國是目前的三大科學(xué)中心。如果把中國擴(kuò)大到東亞，把日本、韓國甚至澳大利亞都包括進(jìn)去，那就更是鐵板釘釘了。這三大地區(qū)之外的國家，如俄羅斯、巴西、印度、印尼，在世界科學(xué)版圖上都處于邊緣地位。
中國科學(xué)界在2015年收獲了屠呦呦的自然科學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)、科大團(tuán)隊(duì)的國際物理學(xué)年度突破，2015年必將作為嶄露頭角的一年被歷史銘記。對(duì)中國的科學(xué)工作者、科普工作者和愛好科學(xué)的公眾來說，這是最好的時(shí)代。對(duì)喋喋不休中國人不會(huì)創(chuàng)新、永遠(yuǎn)沒希望的逆向民族主義分子來說，這是最壞的時(shí)代，我們對(duì)他們的無知和偏執(zhí)感到可憐。
最大的幸福屬于年輕學(xué)子，你們的面前有嶄新的世界，無限的希望！
作者簡介：袁嵐峰，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)博士，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室副研究員，風(fēng)云學(xué)會(huì)會(huì)長，微博@中科大胡不歸 。
致謝：感謝風(fēng)云學(xué)會(huì)研究員郭曉明博士（@西西河氏唵啊吽 ）、陳經(jīng)等人提出的寶貴意見。
