@ 2015.09.27 , 16:02

大科学到底有多大?

一些庞大的科学设备,如欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机,是人类探索宇宙世界奥秘的象征。

但人类社会对科学有多重视呢?

科学的范围有多大?这个不好说,但我们收集了大量来源可靠的数据并加以分析,答案呼之欲出。

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全球科研经费

虽然无法地得到世界各国大大小小每一个科研项目的确切经费,但通过对世界上一些主要经济体的科研费用加以分析研究,也可以知道一个大概。

美国2012年,4535亿美元

*所有国家的研发费用均用美元表示,并针对世界各国不同的生活成本加以转换。

中国2012年,2433亿美元

日本2011年,1484亿美元

德国2012年,1002亿美元

韩国2011年,584亿美元

法国2012年,547亿美元

英国2012年,391亿美元

俄罗斯2012年,379亿美元

印度2011年,362亿美元

巴西2011年,274亿美元

意大利2012年,263亿美元

加拿大2012年,248亿美元

澳大利亚2010年,208亿美元

其它国家:土耳其113亿,墨西哥80亿,南非40亿,印度尼西亚8亿,沙特5亿

# 以下是一些超级科研项目:

国际空间站

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耗资1400亿美元,包括十多年来的研发、组装和运行费用。1998年国际空间站的第一个组件 -- 曙光号功能货舱(美国出资,俄罗斯制造)发射成功。

把宇航员送入太空,在太空生活并进行科学实验,这就是国际空间站的目的。这是科学史上最昂贵的项目之一。

阿波罗计划

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预算总拨款1043亿。

阿波罗计划是美国1960年至1973年期间组织实施的一系列载人登月飞行任务。目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察,为载人行星飞行和探测进行技术准备,它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。

火星科学实验室

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又名“好奇号”火星车,于2011年发射,耗资26亿美元。

新视野号冥王星任务

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整个工程耗资7亿美元。新视野号已经飞掠冥王星。由于距离地球50亿公里,传输速率非常缓慢,将全部冥王星数据传回将用时16个月。

曼哈顿计划

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当时这个项目的经费为22亿美元,相当于现在的230亿~270亿美元。

曼哈顿计划第二次世界大战期间美国研究核武器(原子弹)计划的代号。曼哈顿计划的负责人为美国物理学家罗伯特·奥本海默,整个计划的经费超过230亿美元,雇员13万人。不管怎么说,这是超大科研项目的成功典范。

国际热核聚变实验堆(ITER)计划

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预算197亿美元,预计2027年建成。

核聚变研究是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。与不可再生能源和常规清洁能源不同,聚变能具有资源无限,不污染环境,不产生高放射性核废料等优点,是人类未来能源的主导形式之一,ITER计划的目标是验证和平利用聚变能的科学和技术可行性。参与国有中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等七方。

一旦建成,将是人类历史上规模最大的核聚变反应堆。

詹姆斯·韦伯太空望远镜

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JWST主镜片的直径大约为6米,面积为哈勃太空望远镜的5倍以上。如此巨大的镜片使得JWST能够探测到的物体可以比"哈勃"望远镜能够探测到的物体暗淡400倍。由于没有哪个运载火箭的有效载荷整流罩宽到可以容纳如此大的镜片,JWST的镜片将由一系列六边型分镜片组成,发射时分镜片将折叠成起来。

随着哈勃望远镜的老化,美国航天总署(NASA)为此开发了下一代的太空望远镜:J詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST),预算80亿美元。这个太空望远镜以前美国NASA局长的名字命名。

ALMA望远镜

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ALMA毫米/亚毫米波阵列望远镜项目耗资14亿美元,有66台天线,是世界上最强大的射电天文观测设备。于2005年10月在智利动土兴建,2013年3月13日开始运作。

大型强子对撞机(欧洲核子研究组织)

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人员、材料、研发、测试和试运转耗资54亿美元,2008年初次启动进行测试。

大型强子对撞机是世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一种将质子加速对撞的高能物理设备。它是一个圆形加速器,深埋于地下100米,它的环状隧道有27公里长。

大型对撞机(中国)

估计耗资30亿美元。这个项目是极其庞大极其昂贵,但对于物理学家来说又是极其必要的,可以模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态。中国的对撞机将有52公里的地下环路,将近欧洲对撞机两倍。
(据说当时中国也想加入欧洲项目,但遭到了美国的坚决反对,称中国有军事目的。)

欧洲散裂中子源

预算23亿美元,2014年开始动工。

人类基因组计划

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1990年~2003年期间,耗资47亿美元。按照这个计划的设想,要把人体内约2.5万个基因的密码全部解开,同时绘制出人类基因的图谱。这个项目已经在2003年结束,可以说是生物医药方面的首个大科学项目。

人脑计划

项目时间2013年~2023,预计耗资16亿美元。

人类面临三大挑战 -- 地球、宇宙和自己的大脑。据计划,研究人员需将人类大脑切成 8000片,而后利用高性能扫描仪进行数字化处理、绘制人脑详图;同时利用超级计算机描绘和模拟大脑所需的海量数据,最后将成千上万的神经元模型组装为一个可正常运转的、完整的人类大脑模型。科学家称这一模型的成功创建有助于治疗例如帕金森氏症等疾病,还有助于智能机器人和超级计算机的研制。

人脑活动图工程

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美国的这个项目耗资3亿美元以上。目的在于找到治疗老年痴呆等神经性紊乱病症的方法。奥巴马总统表示,绘制人类基因图谱改变了遗传学,现在他希望绘制人脑活动图也能有类似的科学作用。奥巴马在其2013年美国国情演说中强调了包括人脑活动图工程的科学研究和开发的重要性。

F-35战斗机

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计划建造2457架F-35战机,总耗资3911亿美元。

《阿凡达》

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《阿凡达》(Avatar)是一部由詹姆斯·卡梅隆执导的科幻电影,票房近28亿美元。

酒精饮料

2013年美国在酒精上消费了1743亿美元。

综观全局,最为昂贵的科研项目竟然是军事经费。而火星实验室(好奇号火星车)项目的预算还不及电影《阿凡达》。第五代战机全部成本将达到3911亿美元。

大科学大挑战,以上就是2015年科学报告。

本文译自 Scientific American,由译者 人一 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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