24日，由科技日報社主辦、部分兩院院士和媒體負責(zé)人共同評選的2025年國內(nèi)、國際十大科技新聞揭曉。
入選的2025年國內(nèi)十大科技新聞分別是：國產(chǎn)人工智能大模型DeepSeek引發(fā)全球關(guān)注；中國“人造太陽”創(chuàng)造“億度千秒”世界紀錄；超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”成功構(gòu)建；國際上首次制備大面積二維金屬材料；我國首例侵入式腦機接口臨床試驗開展；月球背面演化歷史首次揭開；單個體細胞“變”完整植株奧秘揭示；高精度可擴展模擬矩陣計算芯片研制成功；四中全會《建議》突出科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用；我國第一艘電磁彈射型航空母艦入列。
入選的2025年國際十大科技新聞分別是：“深度求索”引領(lǐng)開源人工智能模式；腦機接口將腦活動解碼為連續(xù)語句；人工智能“從零開始”設(shè)計蛋白酶；光子計算芯片性能超越傳統(tǒng)電子硬件；魯賓天文臺發(fā)布宇宙攝影“首作”；智能機器人自主完成膽囊切除手術(shù)；新算法取得首個可驗證量子優(yōu)勢；引力波信號驗證霍金黑洞面積定理；地球達到首個災(zāi)難性氣候臨界點；跨物種哺乳動物腦細胞發(fā)育圖繪成。
2025國內(nèi)十大科技新聞解讀
國產(chǎn)人工智能大模型DeepSeek引發(fā)全球關(guān)注、我國首例侵入式腦機接口臨床試驗開展、月球背面演化歷史首次揭開……回望2025，中國在高水平科技自立自強的征程中砥礪前行，前沿突破正以前所未有的速度，從實驗室走進千家萬戶；曾經(jīng)勾勒的藍圖正化為現(xiàn)實，筑牢高質(zhì)量發(fā)展的堅實根基。科技創(chuàng)新不僅照亮了前行的路，更賦予我們直面挑戰(zhàn)的底氣與擁抱未來的從容。
國產(chǎn)人工智能大模型DeepSeek引發(fā)全球關(guān)注
今年1月，中國人工智能企業(yè)“深度求索”（DeepSeek）正式發(fā)布開源大模型DeepSeek-R1。其憑借極低的訓(xùn)練成本，以及在數(shù)學(xué)推理、代碼生成等任務(wù)中比肩國際領(lǐng)先水平的突出表現(xiàn)，引發(fā)全球AI領(lǐng)域震動，為全球人工智能大模型發(fā)展提供了一條低成本、高效能的“中國路徑”。
DeepSeek-R1的核心競爭力源于其對算力效率的系統(tǒng)性革新。其通過純強化學(xué)習(xí)的訓(xùn)練方式，首次證明無需海量標注數(shù)據(jù)也可實現(xiàn)頂尖推理能力，使訓(xùn)練成本大幅下降。同時，DeepSeek-R1還能夠自主生成和驗證推理步驟，實現(xiàn)自我反思和校正，展現(xiàn)出強大的智能水平。
此外，DeepSeek以開源姿態(tài)主動打破技術(shù)壟斷，開放模型架構(gòu)、訓(xùn)練工具及數(shù)據(jù)處理全流程，允許開發(fā)者自由調(diào)用與二次開發(fā)，吸引全球數(shù)十萬開發(fā)者參與生態(tài)共建。今年9月，DeepSeek-R1相關(guān)成果登上《自然》雜志封面，成為全球首個經(jīng)過權(quán)威同行評議的主流大語言模型。
DeepSeek的成功證明，通過算法優(yōu)化與工程創(chuàng)新，即使在有限的算力條件下，模型同樣可達到頂尖性能。DeepSeek的發(fā)展道路不僅為全球貢獻了全新的技術(shù)路徑，更有望推動全球AI競爭從“算力競賽”轉(zhuǎn)向“效率革命”，重塑以技術(shù)創(chuàng)新為核心驅(qū)動力的AI產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
中國“人造太陽”創(chuàng)造“億度千秒”世界紀錄
太陽內(nèi)部每時每刻都在進行核聚變反應(yīng)，為地球萬物提供能量。“人造太陽”便是要在地球上實現(xiàn)可控核聚變反應(yīng)，為人類解決能源問題提供“終極答案”。
1月20日，中國“人造太陽”——全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）首次完成1億攝氏度1000秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，創(chuàng)造新的世界紀錄，標志著我國聚變能源研究正從基礎(chǔ)探索邁向工程實踐，對人類加快實現(xiàn)可控核聚變具有重要意義。
高約束運行模式因其效率高、經(jīng)濟性強，是未來聚變實驗堆和工程堆穩(wěn)態(tài)運行的基本模式。“聚變反應(yīng)達到千秒量級才能自我維持，跨越‘億度千秒’意味著人類首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆運行所需的環(huán)境?！敝袊茖W(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說，實驗參數(shù)跨越的背后是一系列基礎(chǔ)研究和工程技術(shù)的突破。
EAST裝置匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等前沿技術(shù)于一體，擁有核心技術(shù)200多項、專利2000余項。自2006年建成運行以來，EAST裝置等離子體運行次數(shù)已超過15萬次，在穩(wěn)態(tài)等離子體運行工程和物理領(lǐng)域持續(xù)保持國際引領(lǐng)。
超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”成功構(gòu)建
量子計算在特定任務(wù)上擁有超越經(jīng)典計算的強大能力，被認為是下一代信息革命的關(guān)鍵技術(shù)。
3月3日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表的成果顯示，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)聯(lián)合國內(nèi)多家科研機構(gòu)共同構(gòu)建的超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”打破超導(dǎo)體系量子計算優(yōu)越性世界紀錄。
量子計算優(yōu)越性是驗證量子計算系統(tǒng)超越傳統(tǒng)超級計算機的重要標準，是量子計算具備應(yīng)用價值的前提條件，也是一個國家量子計算研究實力的直接體現(xiàn)。
經(jīng)測試，“祖沖之三號”完成83比特32層的隨機線路采樣，以目前最優(yōu)經(jīng)典算法為比較標準，計算速度比當前最快的超級計算機快千萬億倍，也比谷歌公開發(fā)表的最新成果快百萬倍，展現(xiàn)出目前該領(lǐng)域中最強的量子計算優(yōu)越性?！段锢碓u論快報》評論認為，其“構(gòu)建了目前最高水準的超導(dǎo)量子計算機”。
“祖沖之三號”包含105個可讀取比特和182個耦合比特，量子比特相干時間達到72微秒，并行單比特門保真度達到99.90%，并行兩比特門保真度達到99.62%，并行讀取保真度達到99.13%，綜合性能達到國際領(lǐng)先水平。
在“祖沖之三號”取得最強量子計算優(yōu)越性后，研發(fā)團隊正繼續(xù)開展量子糾錯、量子糾纏、量子模擬、量子化學(xué)等多方面探索。
國際上首次制備大面積二維金屬材料
在我國神話里，哪吒用蓮藕“重塑肉身”的故事家喻戶曉。有趣的是，中國科學(xué)院物理研究所的科研團隊，今年也完成了一項類似的“造物”壯舉。
他們成功為金屬“重塑金身”，在國際上首次實現(xiàn)大面積二維金屬材料制備，創(chuàng)造出單原子層超薄金屬，其厚度僅為頭發(fā)絲直徑的二十萬分之一，有望開創(chuàng)二維金屬研究新領(lǐng)域。相關(guān)研究成果3月13日在線發(fā)表于《自然》雜志。
二維材料是指僅有單個原子層或幾個原子層厚度的材料。2004年單層石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，二維材料極大地顛覆了人類對材料的原有認知，并引領(lǐng)了凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)等領(lǐng)域的系列突破性進展。
目前，實驗可獲得的二維材料達數(shù)百種，但這些二維材料目前局限在層狀材料體系，而包括金屬在內(nèi)的大部分材料均為非層狀材料。
在這項研究中，中國科學(xué)院物理研究所研究員張廣宇帶領(lǐng)團隊，發(fā)展了原子級制造的范德華擠壓技術(shù)，通過將金屬熔化并利用單層二硫化鉬作為范德華壓砧擠壓，成功實現(xiàn)原子極限厚度下各種二維金屬的普適制備。
《自然》審稿人認為，這一成果將有力推動二維金屬領(lǐng)域科學(xué)研究，是二維材料研究領(lǐng)域的一個重大進展。
我國首例侵入式腦機接口臨床試驗開展
侵入式腦機接口技術(shù)可以將大腦內(nèi)部的神經(jīng)信號與外部設(shè)備精準連接，實現(xiàn)真正的“意念操控”，是當前最為前沿的醫(yī)療技術(shù)之一。
6月14日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心發(fā)布消息，該中心聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院，與相關(guān)企業(yè)合作，成功開展我國首例侵入式腦機接口前瞻性臨床試驗，標志著我國成為全球第二個侵入式腦機接口技術(shù)進入臨床試驗階段的國家。
此次臨床試驗受試者植入腦機接口設(shè)備后，經(jīng)過2—3周的適應(yīng)性訓(xùn)練，便能夠通過意念控制電腦觸摸板，完成打字、發(fā)信息、玩電腦游戲等操作，達到與普通人相近的操控水平。
本次臨床試驗中采用的柔性神經(jīng)電極，具備高密度、大范圍、高通量、長時間的穩(wěn)定在體神經(jīng)信號采集能力，是目前全球最小尺寸、柔性最強的神經(jīng)電極，最大程度降低了對腦組織的損傷。此外，試驗中采用的腦控植入體，僅硬幣大小，同樣為全球最小尺寸，疊加神經(jīng)外科微創(chuàng)術(shù)式，有效降低手術(shù)期風(fēng)險，顯著縮短術(shù)后康復(fù)周期。
在為受試者進行手術(shù)前，華山醫(yī)院采用功能性核磁成像定位、人腦圖譜繪制定位、受試者專屬三維模型構(gòu)建等多種腦功能定位方案，繪制了患者大腦運動皮層的詳細功能地圖以確保植入位置的精確性，最大限度確保臨床試驗的安全性和有效性。目前，相關(guān)系統(tǒng)運行穩(wěn)定，受試者狀態(tài)良好。
月球背面演化歷史首次揭開
7月9日，中國科學(xué)院發(fā)布嫦娥六號月球樣品系列研究成果。其中，4項成果當天以封面文章的形式發(fā)表于《自然》雜志，分別揭示了月背巖漿活動、月球古磁場、月幔水含量及月幔演化特征，首次為人類揭開了月球背面的演化歷史。
嫦娥六號著陸在月球背面的南極—艾特肯盆地，填補了月球背面演化研究的空白。從南極—艾特肯盆地返回樣品，一直是國際上月球探測與研究的首要科學(xué)目標，但由于它位于月球背面，難度極大。
中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員吳福元表示，從工程角度看，我國首次從月球背面返回樣品，本身就創(chuàng)造了歷史。從研究看，我們關(guān)于月球南極—艾特肯盆地的研究，取得了多個“首創(chuàng)性”的關(guān)鍵進展。
比如，首次揭示月背在約42億年前和28億年前存在兩期不同的玄武質(zhì)火山活動，表明月球背面可以維持持久的火山活力；首次獲得月背古磁場信息，發(fā)現(xiàn)月球磁場強度可能在28億年前發(fā)生過反彈，指示月球發(fā)電機磁場并非單調(diào)衰減而是存在波動；首次獲得月球背面月幔的水含量，發(fā)現(xiàn)其顯著低于正面月幔，指示月球內(nèi)部水分布也存在二分性；首次發(fā)現(xiàn)月球背面玄武巖來自異常“貧瘠”的月幔區(qū)域，這表明原始月幔本身就很貧瘠，或大撞擊事件把月幔中的熔融物質(zhì)“抽走”了，揭示大型撞擊事件可能對月球深部圈層演化產(chǎn)生巨大影響。
單個體細胞“變”完整植株奧秘揭示
單個體細胞如何發(fā)育成完整植株？這個問題被《科學(xué)》雜志列為“最具挑戰(zhàn)的125個關(guān)鍵科學(xué)問題之一”。
如今，這一問題被中國團隊破解。9月16日，《細胞》在線發(fā)表山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研究團隊論文，首次揭示了單個體細胞發(fā)育成完整植株背后的分子機制，破解了困擾科學(xué)界的植物細胞全能性機制之謎。
早在1902年，植物學(xué)家哈伯蘭特就提出植物細胞全能性概念，認為植物的每個細胞均包含該物種全部遺傳信息，在適宜條件下，可以發(fā)育成“全能干細胞”，進而長成完整植株。120多年過去了，這一概念背后的機理始終未被揭示。
自2005年起，研究團隊就以擬南芥這一植物為研究對象，開啟長達20年的探索。經(jīng)過十幾萬次實驗積累，研究團隊大致分“兩步走”發(fā)現(xiàn)了單細胞“再生”植物機理：研究首先發(fā)現(xiàn)，只有擬南芥葉片體細胞內(nèi)合成大量生長素，這個“普通細胞”才能變身“全能干細胞”；在此基礎(chǔ)上又發(fā)現(xiàn)，在葉片氣孔前體細胞特有基因SPCH與人工誘導(dǎo)高表達基因LEC2協(xié)同作用下，體細胞才能合成大量生長素。
中國科學(xué)院院士種康認為，該發(fā)現(xiàn)不僅深化了對植物細胞全能性機理的理解，也為破解農(nóng)業(yè)生物技術(shù)長期存在的“再生瓶頸”開辟了新路徑。
高精度可擴展模擬矩陣計算芯片研制成功
在數(shù)字計算主導(dǎo)計算機領(lǐng)域半個多世紀后，我國科學(xué)家在新型計算架構(gòu)上取得重大突破。
10月13日，《自然·電子學(xué)》雜志發(fā)表北京大學(xué)研究團隊的重要進展，他們成功研制出基于阻變存儲器的高精度、可擴展模擬矩陣計算芯片，首次實現(xiàn)了在精度上可與數(shù)字計算媲美的模擬計算系統(tǒng)。
我們熟悉的通信基站信號處理、AI大模型訓(xùn)練參數(shù)優(yōu)化等，本質(zhì)都是在解復(fù)雜的矩陣方程。采用數(shù)字方法實現(xiàn)高精度矩陣求逆的計算開銷極大，耗時長、能耗高。于是，曾被視為老舊技術(shù)的模擬計算重新進入研究視野，它直接利用物理定律實現(xiàn)并行運算，在算力瓶頸背景下，具有延時低、功耗低等先天優(yōu)勢。
然而，如何讓模擬計算兼具高精度與可擴展性，從而在現(xiàn)代計算任務(wù)中發(fā)揮其先天優(yōu)勢，一直是困擾全球科學(xué)界的世紀難題。
在這項研究中，科研人員選擇了一條融合創(chuàng)新的道路，通過新型信息器件、原創(chuàng)電路和經(jīng)典算法的協(xié)同設(shè)計，構(gòu)建了一個基于阻變存儲器陣列的高精度、可拓展的全模擬矩陣方程求解器，首次將模擬計算的精度提升至24位定點精度。
這一成果標志著我國突破模擬計算世紀難題，在后摩爾時代計算范式變革中取得重大突破，為應(yīng)對人工智能與6G通信等領(lǐng)域的算力挑戰(zhàn)開辟了全新路徑。
四中全會《建議》突出科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用
10月23日，黨的二十屆四中全會審議通過《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》（以下簡稱《建議》），對未來五年發(fā)展作出頂層設(shè)計和戰(zhàn)略擘畫，科技創(chuàng)新成為其中高頻詞。
“十五五”是實現(xiàn)高水平科技自立自強、建成科技強國的關(guān)鍵攻堅期。《建議》提出，中國式現(xiàn)代化要靠科技現(xiàn)代化，并將“加快高水平科技自立自強，引領(lǐng)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力”列為專章，作出四方面具體部署：加強原始創(chuàng)新和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合、一體推進教育科技人才發(fā)展、深入推進數(shù)字中國建設(shè)。
這四方面部署靶向不同、精準發(fā)力，又彼此貫通、環(huán)環(huán)相扣，共同構(gòu)成了科技現(xiàn)代化賦能中國式現(xiàn)代化的核心支撐，不僅為未來五年科技創(chuàng)新實踐錨定了坐標，也為引領(lǐng)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力擘畫了清晰藍圖。
科技部部長陰和俊表示，黨的二十屆四中全會提出要加快高水平科技自立自強，引領(lǐng)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。這是以習(xí)近平同志為核心的黨中央深刻洞察國內(nèi)國際發(fā)展大勢、準確把握科技和經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)律作出的重大戰(zhàn)略決策?！拔覀兿嘈?，經(jīng)過未來五年的奮斗，中國的科技實力又將邁上一個大臺階，科技創(chuàng)新引領(lǐng)新質(zhì)生產(chǎn)力、促進高質(zhì)量發(fā)展將取得更大成效，為中國式現(xiàn)代化建設(shè)提供更加有力的支撐?！标幒涂≌f。
我國第一艘電磁彈射型航空母艦入列
11月5日，我國第一艘電磁彈射型航空母艦福建艦入列授旗儀式在海南三亞某軍港舉行。這艘完全由我國自主設(shè)計建造的航母，不僅是中國第三艘航空母艦，也是全球首艘采用常規(guī)動力電磁彈射技術(shù)的航母。
福建艦最引人矚目的突破，在于它跳過了蒸汽彈射階段，直接采用最先進的電磁彈射技術(shù)。這一技術(shù)由我國自主設(shè)計、自主研發(fā)、自主制造，處于世界先進水平。
與傳統(tǒng)起飛方式相比，電磁彈射具備顯著優(yōu)勢。它能使戰(zhàn)斗機滿負荷起飛，直接提升戰(zhàn)機的作戰(zhàn)能力。同時，彈射起飛還讓航母具備了搭載固定翼艦載預(yù)警機的能力，大幅提升航母的預(yù)警探測和指揮調(diào)度能力。
軍事專家王群懷介紹，電磁彈射的核心是用磁力彈射，通過在導(dǎo)軌中鋪設(shè)通電線圈，使電磁力沿直線方向推動載具，實現(xiàn)能量高效轉(zhuǎn)化。相比蒸汽彈射，電磁彈射裝置重量更輕、體積更小，減少了對艦上輔助設(shè)備的需求，優(yōu)化了航母內(nèi)部布置，潛在地提升了航母的生存能力。
福建艦的入列，意味著人民海軍的航母實現(xiàn)了“從0到3”的跨越，實現(xiàn)了從改造升級到自主建造，從滑躍起飛到電磁彈射的跨越，開啟了中國海軍的“電磁彈射”時代和“三航母”時代。
2025國際十大科技新聞解讀
2025年，人類在探索未知的征程中留下了堅實的足跡。從“深度求索”用算法點亮AI效率革命，到谷歌量子計算首次實現(xiàn)可驗證的算力超越；從魯賓天文臺以巨眸凝視宇宙起源，到跨物種腦圖譜揭開神經(jīng)發(fā)育的奧秘……科技的力量既指向星辰大海，也照進生命精微深處。
在本報評選的十大國際科技新聞?wù)故镜膱D景中，有深沉的警醒，也有科技的溫度：首個氣候臨界點的到達警示著氣候的脆弱，腦科學(xué)與手術(shù)機器人的突破則承載著對個體健康的深切關(guān)懷?？萍嫉恼嬷B，從來不僅是追求極致，更是守護共生，是智慧與責(zé)任同行。我們相信，科技的內(nèi)核永遠是溫暖的，引領(lǐng)人類走向更堅韌、更包容的未來。
“深度求索”引領(lǐng)開源人工智能模式
在人工智能（AI）浪潮奔涌的2025年伊始，中國“深度求索”（DeepSeek）公司以其開源大模型DeepSeek-R1的突破性成果，在世界AI發(fā)展史上留下了深刻印記。
DeepSeek-R1開創(chuàng)性地采用純強化學(xué)習(xí)訓(xùn)練大規(guī)模推理模型，在提升模型能力的同時，顯著降低了對標注數(shù)據(jù)的依賴。該團隊今年9月在《自然》雜志發(fā)表的論文，系統(tǒng)闡述了這一技術(shù)路徑的科學(xué)價值與工程實現(xiàn)。其實現(xiàn)了在有限算力條件下達到頂尖性能的目標，展現(xiàn)了中國科研人員獨具匠心的智慧。
更令人鼓舞的是，DeepSeek堅持開源開放的理念，將模型架構(gòu)、訓(xùn)練工具及數(shù)據(jù)處理流程全面公開，邀請全球開發(fā)者共同參與生態(tài)建設(shè)。這種開放包容的姿態(tài)，促進了知識共享與創(chuàng)新碰撞。
DeepSeek的實踐向人們展示了一條更加可持續(xù)的AI發(fā)展路徑。這條道路有望讓AI發(fā)展回歸技術(shù)本質(zhì)，惠及更廣泛的社會領(lǐng)域。這一“中國方案”的成功，不僅是技術(shù)上的突破，更是發(fā)展理念的革新。
腦機接口將腦活動解碼為連續(xù)語句
今年，腦機接口的進步，將思想的無聲洪流轉(zhuǎn)化為流暢文字。
2月，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校在腦科學(xué)領(lǐng)域取得一項令人矚目的進展。他們開發(fā)的基于AI的新型腦機接口，能將人的思維解碼為連續(xù)文本，而無需用語言說出來。這部解碼器僅需大約1小時，就能適應(yīng)個人獨特的腦活動模式，標志著“讀腦”技術(shù)在效率與適用性上的顯著飛躍。
該項創(chuàng)新借鑒預(yù)訓(xùn)練模型的思想，利用轉(zhuǎn)換器算法將新個體短暫的腦活動數(shù)據(jù)映射到已有模型之上，從而將解碼器所需的“校準”時間從傳統(tǒng)的數(shù)十小時大幅縮短至約1小時，極大地降低了使用者的負擔(dān)，使得該技術(shù)的實際應(yīng)用看到了曙光。
可貴的是，該技術(shù)并非旨在“解讀”私密思緒，而是專注于重建語言的含義。在模擬腦損傷條件的測試中，解碼器展現(xiàn)了其幫助失語癥患者恢復(fù)溝通能力的巨大潛力。目前，團隊正積極與臨床專家合作，致力于讓這項技術(shù)切實改善患者生活。
這項研究的價值不僅在于技術(shù)層面的精巧，更在于其背后所承載的關(guān)懷——讓技術(shù)真正服務(wù)于人，特別是那些在沉默中渴望溝通的心靈，照亮他們與世界重新連接的希望。
人工智能“從零開始”設(shè)計蛋白酶
在生命設(shè)計的深邃領(lǐng)域，AI正悄然開啟一扇全新的大門。
2月，諾貝爾獎得主大衛(wèi)·貝克領(lǐng)導(dǎo)的團隊在《科學(xué)》期刊發(fā)表里程碑成果，首次實現(xiàn)了AI“從零開始”設(shè)計具有復(fù)雜活性位點的絲氨酸水解酶。這項突破不僅標志著計算生物學(xué)向前邁出關(guān)鍵一步，更預(yù)示著人類在理解與創(chuàng)造生命催化機制方面進入了新紀元。
貝克團隊開發(fā)了一種名為PLACER的機器學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合RFdiffusion蛋白質(zhì)生成方法，成功構(gòu)建出既能穩(wěn)定折疊又能高效催化酯水解反應(yīng)的全新酶分子。這些AI設(shè)計的酶，不僅展現(xiàn)出與天然酶相媲美的活性，更突破了自然演化的結(jié)構(gòu)限制——研究中發(fā)現(xiàn)了5種自然界未曾存在的全新酶折疊方式，為這一古老酶家族注入了前所未有的結(jié)構(gòu)多樣性。
當AI展現(xiàn)出創(chuàng)造生命核心元件的能力，我們或許正在見證一場悄然發(fā)生的生物技術(shù)革命：不是改造生命，而是理解并延展生命演化的無限可能。
光子計算芯片性能超越傳統(tǒng)電子硬件
當電子芯片的能效瓶頸日益成為AI發(fā)展的制約，一束來自光計算領(lǐng)域的新曙光正照亮前路。
4月，《自然》雜志發(fā)表的兩篇獨立研究論文介紹了兩種光子計算芯片，與電子系統(tǒng)結(jié)合在一起，比傳統(tǒng)電子芯片性能更高，能耗更低，將能滿足AI技術(shù)發(fā)展而推升的計算需求。
新加坡Lightelligence公司演示了一種名為PACE的光子加速器，能完成極低時延的計算。這個大型加速器由逾16000個光子元件以64×64矩陣組成，能解決“伊辛問題”這類很難的計算問題，證明了其在實際應(yīng)用中的可行性。而美國Lightmatter團隊則描述了一種能以高準確度、高效執(zhí)行AI模型的光子處理器。該處理器由4個128×128矩陣組成，能執(zhí)行自然語言處理模型和用于圖像處理的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，準確度與傳統(tǒng)電子處理器不相上下。
光子計算的研發(fā)已有數(shù)十載，但今年這些演示可能意味著，我們終于能利用光來構(gòu)建更強大、更高效的計算系統(tǒng)。
魯賓天文臺發(fā)布宇宙攝影“首作”
在智利阿塔卡馬高原的靜謐山巔，人類凝視宇宙的“巨眼”首次睜開，便向我們展現(xiàn)了一個前所未有的深邃圖景。
6月，薇拉·C·魯賓天文臺發(fā)布了其首批測試圖像，這臺有史以來最大的數(shù)字相機，以其震撼的視野，將數(shù)百萬顆遙遠恒星、星系以及數(shù)千顆此前隱匿無蹤的小行星，一并呈現(xiàn)在我們面前。
這組圖像是未來十年“時空遺珍巡天”項目的“第一瞥”，卻已顯露出變革性的觀測能力。在短短十余小時的測試中，它便發(fā)現(xiàn)了2104顆太陽系內(nèi)新小行星。更令人嘆為觀止的是一幅由678張圖像拼接而成的三葉星云與礁湖星云馬賽克圖，僅短短7小時拍攝而成，卻捕捉到數(shù)千光年外恒星搖籃的纖毫細節(jié)，其氣體與塵埃的微妙結(jié)構(gòu)超越了以往觀測的極限。
魯賓天文臺的使命不僅是拍攝靜態(tài)照片，更是為宇宙“制作電影”，通過持續(xù)凝視來動態(tài)解讀時空的演化。它如同一位剛剛就位的宇宙史官，即將開始系統(tǒng)記錄兩百億個星系的宏大史詩。此次發(fā)布，恰如這部浩瀚編年史的精美序章，預(yù)示著人類對宇宙的認知，即將步入一個數(shù)據(jù)驅(qū)動的新紀元。
智能機器人自主完成膽囊切除手術(shù)
在人類外科手術(shù)的精微世界里，一個全新的智能伙伴正悄然登場。
7月，美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)團隊發(fā)表在《科學(xué)·機器人》雜志的論文表明，其研發(fā)的智能機器人成功在沒有人工協(xié)助的情況下，完成了一例完整的膽囊切除手術(shù)。這不僅是技術(shù)上的突破，更意味著手術(shù)機器人從精確的“執(zhí)行者”向具備理解與適應(yīng)能力的“智能外科醫(yī)生”邁出了關(guān)鍵一步。
與以往依賴預(yù)設(shè)程序或特殊標記的機器人不同，這款名為SRT-H的新型系統(tǒng)，展現(xiàn)了前所未有的自主性與靈活性。其不僅能實時識別個體解剖結(jié)構(gòu)的細微差異，還能在手術(shù)中自主決策、調(diào)整動作，甚至面對突發(fā)狀況也依然沉穩(wěn)應(yīng)對，展現(xiàn)出與熟練外科醫(yī)生相媲美的專業(yè)素養(yǎng)。
這項突破的核心價值在于，機器人首次將機械系統(tǒng)的高精度與人類醫(yī)生的適應(yīng)性理解融為一體。在包含17個復(fù)雜步驟的膽囊切除手術(shù)中，它實現(xiàn)了100%的成功率。雖然當前操作速度略慢于人類專家，但其穩(wěn)定性與抗干擾能力，為在真實、不可預(yù)測的醫(yī)療環(huán)境中部署自主手術(shù)系統(tǒng)奠定了堅實基礎(chǔ)。
從輔助工具到智能伙伴，手術(shù)機器人的這一飛躍不僅預(yù)示著外科手術(shù)將進入更精準、更安全的新階段，更讓我們看到人機協(xié)作在未來醫(yī)療中蘊含的無限可能。當機器開始理解手術(shù)的精髓，人類醫(yī)生的智慧與經(jīng)驗將得以延伸至更廣闊的疆域。
新算法取得首個可驗證量子優(yōu)勢
當量子計算在可驗證的賽道上超越經(jīng)典計算的極限，或許意味著，人們正站在新時代的門檻上。
10月，谷歌公司宣布，其量子計算研究實現(xiàn)了一項關(guān)鍵突破：在105比特的“Willow”量子處理器上，首次完成了具有可驗證性的量子優(yōu)勢演示。這項名為“量子回聲”的實驗，在測量特定復(fù)雜函數(shù)的“二階非時序關(guān)聯(lián)函數(shù)”（OTOC）任務(wù)中，其計算速度達到經(jīng)典超級計算機的約13000倍，為量子計算領(lǐng)域樹立了一個新的里程碑。相關(guān)成果作為封面論文發(fā)表在《自然》雜志上。
與以往的原理性演示不同，此次突破的核心在于將抽象的量子理論轉(zhuǎn)化為可測量的物理現(xiàn)實。OTOC函數(shù)如同一枚高靈敏度的“量子干涉探針”，能夠揭示系統(tǒng)內(nèi)部不同演化路徑間的微妙干涉效應(yīng)。對經(jīng)典計算機而言，此類計算的復(fù)雜度隨量子比特數(shù)呈指數(shù)增長，堪稱難以逾越的障礙——谷歌量子處理器僅用2.1小時完成65個量子比特的OTOC測量，而同等任務(wù)需耗用全球最快超算“前沿”約3.2年。
這也代表著，在量子計算邁向?qū)嵱没穆L征途上，一道可驗證的優(yōu)勢界限正被清晰劃定。
引力波信號驗證霍金黑洞面積定理
在宇宙深處一場發(fā)生于13億年前的劇烈碰撞，如今為人類驗證一個偉大的思想實驗提供了最堅實的證據(jù)。
9月，一組國際科研團隊宣布通過分析美國激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）探測到的信號GW250114，以高達99.999%的置信度，證實了霍金于1971年提出的黑洞面積定理。
黑洞面積定理預(yù)言，并合后新黑洞的視界總面積永遠不會減少。此次觀測到的事件，源自兩個約32倍太陽質(zhì)量的黑洞的并合，其并合前后視界面積從24萬平方公里增至40萬平方公里的數(shù)據(jù)，完美符合了這一定律?，F(xiàn)今，LIGO探測器靈敏度已提升至2015年的3倍，這也令探測“從耳語變吶喊”，讓科學(xué)家得以清晰捕捉到此前轉(zhuǎn)瞬即逝的引力波“泛音”，從而以前所未有的精度完成了驗證。
從2015年引力波的首次直接探測，到如今以極高置信度驗證黑洞面積定理，我們正一步步揭開宇宙最幽暗天體的奧秘。當理論的預(yù)言被宇宙深處的回響所印證，人類對時空本質(zhì)的認知，也隨之邁入了更深的層次。
地球達到首個災(zāi)難性氣候臨界點
當溫水珊瑚礁的大規(guī)模白化與死亡，從預(yù)警變?yōu)楝F(xiàn)實，人類收到了地球氣候達到第一個臨界點的明確信號。
10月，來自23個國家87個機構(gòu)的160名科學(xué)家共同撰寫并發(fā)布的《全球臨界點報告》稱，隨著全球變暖突破1.5℃臨界閾值，世界正迅速逼近一系列災(zāi)難性臨界點，其中溫水珊瑚礁大規(guī)模死亡已成為首個顯著標志。這也意味著人類進入一個全新的“氣候現(xiàn)實”。
報告指出，當前全球氣溫已較工業(yè)化前上升約1.4℃，而珊瑚礁的熱臨界點約為1.2℃。即便未來能將升溫控制在1.5℃以內(nèi)，這一支撐近十億人生計和四分之一海洋生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)，也已幾乎確定將大面積消失。更嚴峻的是，格陵蘭和西南極冰蓋的失控融化、亞馬孫雨林的大規(guī)模退化、大西洋環(huán)流的潛在崩潰等更多臨界點也近在眼前。一旦越過，變化將是劇烈、系統(tǒng)且不可逆的，而當前全球治理體系遠未做好應(yīng)對準備。
然而，報告并未止步于警示。它同樣指出，人類仍可通過觸發(fā)“積極臨界點”來扭轉(zhuǎn)危局。近年來，可再生能源、電動汽車等綠色技術(shù)的成本下降與快速普及，已展現(xiàn)出社會技術(shù)系統(tǒng)向可持續(xù)方向轉(zhuǎn)型的強大潛力。
這份報告既是一記警鐘，也是一張路線圖。它提醒我們，每一度升溫都至關(guān)重要，每延遲一年行動，都可能將人類推向更不可控的深淵。唯有以堅定的政治意愿、公平的轉(zhuǎn)型策略和全社會的共同行動，才能在這場與時間的賽跑中，守護一個仍可棲居的地球。
跨物種哺乳動物腦細胞發(fā)育圖繪成
在探索生命最復(fù)雜的器官——大腦的征程中，科學(xué)界邁出了里程碑式的一步。
11月，由全球多國科學(xué)家聯(lián)合完成的最詳盡跨物種哺乳動物腦細胞發(fā)育圖譜正式發(fā)布，覆蓋從小鼠到人類的多種哺乳動物，完整揭示了腦細胞從出現(xiàn)、遷移、成熟到建立精密網(wǎng)絡(luò)的全過程。相關(guān)成果以12篇論文的形式發(fā)表于《自然》系列期刊，標志著腦科學(xué)研究正式進入系統(tǒng)化、動態(tài)化的新階段。
該研究源于美國“BRAIN計劃細胞網(wǎng)絡(luò)圖譜”項目，整合了單細胞基因組學(xué)、空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)等前沿技術(shù)，構(gòu)建出貫穿發(fā)育全程的細胞級分辨率圖譜。在其中一項突破中，研究人員系統(tǒng)追蹤了小鼠大腦中超過120萬個抑制性神經(jīng)元的發(fā)育路徑，這類細胞如同大腦的“剎車系統(tǒng)”，對運動、記憶和情緒調(diào)控至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，這些神經(jīng)元能夠長距離遷移，有些甚至跨越整個大腦，最終定位到特定功能區(qū)。
另一項研究通過對小鼠視覺皮層77萬個細胞的追蹤表明，腦細胞的多樣化并非在出生前完成，而是在出生后接受視覺、聽覺等感官刺激的過程中持續(xù)塑造。這揭示出后天經(jīng)驗對神經(jīng)回路成熟的關(guān)鍵作用，也為早期干預(yù)提供了科學(xué)依據(jù)。
此外，借助高精度空間基因測序技術(shù)，團隊還發(fā)現(xiàn)不同神經(jīng)元組合形成的“細胞特征”可精確定義大腦功能區(qū)，進一步闡明基因與環(huán)境在發(fā)育中的協(xié)同機制。
這一系列圖譜不僅是對生命科學(xué)基礎(chǔ)認知的重大推進，更為理解自閉癥、注意力缺陷多動障礙等神經(jīng)發(fā)育性疾病的起源提供了全新視角。隨著腦發(fā)育“黑箱”被逐步打開，人類有望在未來實現(xiàn)更早期的診斷、更精準的干預(yù)，為眾多受腦疾病困擾的個體點亮希望之光。
（原載于《科技日報》?2025-12-25?01版）
