2025年, 第43卷, 第18期 刊出日期:2025-09-28
  

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    卷首语
  • 周成虎
    科技导报. 2025, 43(18): 1-2.
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    “坤元”是地理科学迈向智能时代的重要里程碑,为中国构建自主可控的地理认知系统奠定了基础。

  • 科技新闻
  • 科技导报. 2025, 43(18): 2-2.
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    2025年9月8日,中国科学院自动化研究所李国齐和徐波团队与相关单位合作,首次在国产GPU(图形处理器)算力平台上完成原生类脑脉冲大模型“瞬悉” 1.0的全流程训练和推理,并开源70亿参数版、开放760亿参数版测试,成为全球首个类脑脉冲大模型,标志中国在类脑计算与大模型融合上取得突破。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 3-3.
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    2025年9月11日,瑞士苏黎世联邦理工学院团队发表于《Science》的全球评估提醒我们:判断森林状况,关键不只是“有多少块、面积多大”,而是这些森林能不能彼此连起来、聚在一起。研究用30 m分辨率的Landsat(美国“陆地卫星计划”)数据,按5~40 km不同尺度重新计算2000—2020年的森林变化。结果显示:如果按“连通性”(CFI)看,全球51%~67% 的森林实际上变得更破碎,热带地区更高,达58%~80%;按“聚集性”(AFI)评估,结论相近。相反,只看传统的结构指标(SFI),只有30%~35% 显示恶化,个别地方甚至会“看起来更完整”,产生误判。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 4-4.
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    中国科学院大连化学物理研究所王峰团队携手意大利里雅斯特大学,报道了在金/二氧化钛(Au/TiO2)界面以365 nm光照诱导“氢气异裂”,在室温下生成成对的亲核/亲电氢物种,并将其直接用于CO2的选择性加氢——先几乎定量生成乙烷再经串联单元转化为乙烯;体系乙烯选择性大于99%,稳定运行超过1500 h,且在可见光响应材料与自然阳光下也实现了对CO2的高选择性转化示范(乙烷选择性最高达约90%)。2025年9月5日,该研究发表于《Science》。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 5-5.
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    让玻璃“透光不透热”,还能自己散热——郑州大学刘宪虎等人开发出一款透明冷却薄膜,贴在窗上既不影响采光,又能把大部分热量挡在室外,同时可以把部分热量以红外辐射的方式“送”到太空。原理并不复杂:把太阳光按用途分流——可见光放行,保证室内明亮;紫外光和近红外(主要携带热量的部分)被薄膜拦截;同时在8~13 μm“大气窗口”波段像散热器一样把热量辐射到外层空间,实现被动降温。这样做的关键是兼顾3点:高可见光透过率、强UV/NIR屏蔽、高“大气窗口”发射率。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 6-6.
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    2025年9月16日,世界知识产权组织(WIPO)发布《全球创新指数(GII)2025》,中国取代欧洲最大经济体德国,首次跻身最具创新力国家排名前10。此前,WIPO在香港发布了《2025年全球创新指数》百强创新集群,中国以24个集群数量继续位列全球第一,其中“深圳-香港-广州”创新集群在“榜单”上首次名列榜首。北京位列创新集群第4位,其中京东方PCT专利申请占比最高为20%,共计9701件,主要涉及数字通信、计算机技术、视听技术和半导体等。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 7-7.
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    2025年9月18日,新疆哈密戈壁滩上26万块银镜同步转向落日余晖——三峡集团哈密百万千瓦“光热+ 光伏”项目正式实现全容量并网发电。作为全国最大的“线性菲涅尔”(linear Fresnel reflector, LFR)光热综合示范工程,这项融合前沿聚光技术与储能科技的超级工程,正重塑新能源发电的稳定供给模式。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 8-8.
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    探索低成本可再生能源,科研人员把目光投向了常被忽视的“冰能”。2025年8月27日,西安交通大学航天航空学院力化学耦合与智能介质实验室申胜平团队等在《Nature Physics》报道:常见六方冰在非均匀变形下会产生极化并输出电信号,证实冰的挠曲电性,并揭示其在温度低于-110℃下的表面铁电行为(表层分子像小磁针那样整齐指向,电极性可切换),然而力电转换强度远达不到实用。为了增强冰的挠曲电性,研究团队进一步于2025年9月15日在《Nature Materials》发表新作,提出在冰里掺少量食盐的方法。这样做会让冰晶之间的“缝隙”形成纳米级的薄薄盐水通道;当冰被弯曲时,这些盐水会从受压一侧被“挤”向受拉一侧,因界面携带净电荷而形成电流。研究团队把这一全新的力—电转换方式命名为“挠曲流电效应”。结果非常亮眼:在约25%(质量分数)的NaCl条件下,冰的等效挠曲电系数被放大到约3 μC/m,比纯冰提升了3个数量级。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 9-9.
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    2025年9月17日,加州大学伯克利分校研究团队在《Science Advances》报告:非洲2处长期观测点的系统测量显示,野外黑猩猩几乎每天都会以“低剂量、分散式”的方式摄入酒精。研究团队在乌干达基巴莱与科特迪瓦太伊国家公园采集20余种常食果实,用便携式“呼气”传感器、便携气相色谱与化学显色3种方法交叉检测,测得果肉乙醇0.26%~0.32%(质量分数)。结合长期觅食数据推算,黑猩猩日均乙醇摄入量约14 g,呈全天多次的小剂量暴露,而非短时高剂量饮酒。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 10-10.
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    日益数字化的世界面临着数据存储问题。硬盘和其他存储介质正逐渐达到存储极限,而我们创造数据的速度超过了存储数据的速度。幸运的是,我们无需费力寻找解决方案,因为自然界中已经存在一种强大的存储介质——DNA(脱氧核糖核酸)。中国南方科技大学蒋兴宇等正是利用这种遗传物质来制造DNA存储盒。

  • 科技导报. 2025, 43(18): 11-11.
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    地球进入更热、更急、更复杂的时代,传统基于物理与统计的灾害模型正被AI加速刷新,但“黑箱”增加了决策不确定性。悉尼科技大学Pradhan在《Geoscience Frontiers》发文称,可解释人工智能(XAI,eXplainable AI)是破题关键,可揭示模型如何利用输入变量、在何处识别风险,使洪水、干旱、滑坡等空间建模更透明、可审计,更易纳入政府与行业的风险治理流程。

  • 黄文光
    科技导报. 2025, 43(18): 12-12.
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    细胞间通信作为多细胞生命活动的核心调控机制,天然细胞通过外泌体等胞外囊泡载体实现RNA等生物分子的定向传递与功能调控[1]。在合成生物学领域,人工细胞通信系统的构建长期面临关键技术瓶颈:传统模型大多依赖小分子扩散或DNA信号传递,无法模拟天然外泌体对RNA的保护性运输及时空精准释放特性[2]。这一局限严重制约了人工细胞向复杂生命功能模拟的突破。

  • Cho Adrian
    科技导报. 2025, 43(18): 13-14.
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    在首次探测到时空涟漪(引力波)近10年后,物理学家宣布捕获了迄今为止最强的引力波信号,源自遥远星系中2个黑洞的螺旋合并,这让研究人员能够以全新方式验证Albert Einstein的引力理论(广义相对论)。据《Physical Review Letters》报道,对该事件的分析证实了Stephen Hawking提出的定理:黑洞的表面积只会增加,不会减少。

  • Brandvain Yaniv
    科技导报. 2025, 43(18): 15-15.
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    自1942年Ernst Mayr将物种定义为“实际上或潜在能够杂交的自然群体,且与其他此类群体存在生殖隔离”以来,动物学家长期认为杂交(2个不同物种交配产生后代)现象罕见,且最终无法产生可育后代。相比之下,植物学家更受Göte Turesson等学者观点的影响,认为“物种问题在很大程度上是生态问题”,并相信通过杂交(以及杂交后代与亲本物种回交)实现的基因交流在生态分化物种间既普遍存在,又有重要意义。然而,这2种观点始终缺乏实证支撑。在9月11日《Science》上,Monnet团队通过群体基因组证据揭示:与传统认知相反,植物谱系在基因组分化程度较低时就会停止基因交流,而动物谱系间的基因交流则会持续到更高的基因组分化程度。

  • 科技评论
  • 朱鹏飞, 姚鑫杰, 姜国崧, 范妍, 曹海芳, 高西远, 徐兴歆, 陶柏安, 李维浩, 武嘉和, 胡清华
    科技导报. 2025, 43(18): 16-22. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.03.00022
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    人工智能(AI)的快速发展正在推动科学研究迈向以“智能驱动”为核心的第5科研范式,这是继经验、理论、计算与数据驱动之后的新一轮科研模式变革。回顾了科研范式的历史演进,分析了AI推动科研从“人类主导”向“人机协同”的转型逻辑,论述了大模型时代的发展与现状,并探讨了AI在科研管理、科学假设生成、论文与项目中的应用场景。研究发现,AI不仅能够重塑科研流程和提升科研效率,而且能够推动跨学科知识重组与创新,逐步形成以大模型和生成式AI为核心的智能科研生态,同时也带来了模型幻觉、可解释性不足和伦理风险等问题。基于此,提出构建可信科研AI体系,推进人机协同创新模式,完善科研治理与政策框架,加强跨学科融合,并健全科研伦理与社会责任机制,以确保AI驱动科研范式的可持续发展与有序演进。

  • 本刊专稿
  • 司黎明, 马天宇, 党晨阳, 刘博洋, 孙厚军, 吕昕
    科技导报. 2025, 43(18): 23-40. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.01.00009
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    随着无线通信与人工智能技术的发展,小型移动设备的数量正在急剧增加,传统有线电力供应模式已不能满足人们对便携性和移动性的需求。射频与微波无线输能技术能够摆脱有线能源的限制,在无线设备中具有巨大的应用潜力。综述了超表面技术的关键热点,介绍了无线输能融合无线通信、无线传感、可重构智能超表面和目标识别与定位等技术的研究进展。超表面具备独特的电磁参量调控能力和二维紧凑可共形等优势,有望在射频与微波无线输能领域起到关键作用。无线输能超表面技术的关键热点主要包括无线电力传输、无线能量收集、同步无线信息与电力传输和可重构无线输能技术等。在无线输能系统中,超表面可以在发射端生成能量波束,在传输路径中增强耦合谐振,还可以在接收端提高交直流转换效率。

  • 特色专题
  • 姜侯, 姚凌, 刘唐, 黄耀欢, 秦军, 周成虎
    科技导报. 2025, 43(18): 41-47. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.04.00131
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    地理智能系统(GeoIS)作为融合地理科学与人工智能的新兴技术体系,正成为驱动空间认知重构与时空智能决策的重要力量。梳理了GeoIS的发展演进与国际关键研究进展,聚焦“感知—分析—决策”3层核心能力,分析中国在传感器、算法、平台引擎与数据治理方面存在的“应用强、基础弱”结构性失衡问题。在此基础上,提出了“技术攻坚—交叉融合—场景牵引”的发展路径,并建议明确顶层战略定位、加强AI-Ready数据标准建设、强化安全治理与人才保障体系等政策建议,为构建自主、安全、协同演进的GeoIS体系提供参考。

  • 罗远波, 孙嘉, 陶俐芝
    科技导报. 2025, 43(18): 48-56. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00037
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    近年来,大模型凭借其强大的序列建模能力、优异的表征学习潜力和灵活的预训练−微调范式,在自然语言处理和计算机视觉领域取得了突破性进展,也为时间序列和时空数据的挖掘分析带来新的发展机遇。综述了大模型在时间序列与时空数据分析中的研究进展,重点涵盖大语言模型赋能与专用基础模型构建2条路径。前者通过提示工程、标记化设计和参数微调等手段,使大模型能够适配时序与时空任务;后者则依托跨域大规模预训练,形成统一的动态表征能力。大语言模型赋能路径具有开发成本低、零样本/少样本迁移灵活等优势,而专用基础模型在跨域泛化方面表现更优。与此同时,这2类方法仍存在可解释性不足、多模态语义对齐困难等问题。未来研究亟需在可解释性增强、多模态联合建模以及模型架构创新等方面取得突破。

  • 王嘉嚇, 赵鑫科, 罗远波, 安晨瑾, 李忠美
    科技导报. 2025, 43(18): 57-66. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00038
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    面向对象建模方法是地理信息系统领域的重要建模范式,在表达空间结构、语义关系与动态行为等方面具有明显优势。回顾了对象空间建模的理论基础与发展脉络,梳理了其在空间认知建模体系中的核心地位与演进路径,并结合城市建模、流域管理与滑坡研究等典型场景,阐述其由几何向语义、由静态向智能的演进路径,展示在语义融合、过程耦合与智能推理等方面的技术成效;针对大模型时代对地理空间智能的需求,从结构化空间语义嵌入、可计算空间关系逻辑、图谱化认知执行框架和统一中间表示语言4个方面,提出了对象空间建模赋能大模型地理空间认知的路径与方法。研究表明,引入面向对象的认知结构与动态过程模型,能够显著提升预训练模型在空间语义理解、因果推理与复杂任务执行中的表现。

  • 张立福, 张赛, 孙雪剑, 赵淑馨, 黄长平, 高宇, 童庆禧
    科技导报. 2025, 43(18): 67-76. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.02.00227
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    综述了遥感多维数据格式(特别是多维时空谱数据)的国内外发展情况、最新研究成果、当前技术难点以及未来发展方向。介绍了中国科学院空天信息创新研究院在国际上首次提出的多维数据格式及其多维遥感数据综合与表征的理论和技术体系,促进了国内在数据组织方面的发展,并对国际研究产生了积极影响。随着遥感技术的快速发展,多维时空谱遥感数据不断涌现。旨在综述遥感多维数据格式的国内外发展情况,阐述最新研究成果,剖析当前技术难点,并对未来发展方向进行展望,为相关领域研究人员提供全面的参考。

  • 陆宇翔, 沈靖, 姜侯, 刘唐
    科技导报. 2025, 43(18): 77-85. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00086
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    由于早期考古工作受限于技术手段,大量遗址仅以文本形式记载大致位置,缺乏精确坐标信息,给后续的考古调查、遗址保护与研究带来了诸多不便。传统的田野调查方法耗时费力,难以适应大规模、多批次的遗址定位需求。为解决这一问题,提出了一种基于大语言模型的考古遗址智能定位框架。该方法通过设计自然语言提示,引导大语言模型从互联网中的考古文献与资料中自动提取遗址的地理描述信息(如参照物、方位、距离等);随后结合遥感影像分析技术,获取目标区域的高分辨率卫星图像,综合推理并计算遗址的精确地理坐标。该流程实现了从文本信息抽取、遥感数据调用到空间位置反演的全流程自动化,显著提升了遗址定位的效率与智能化水平。在老虎山遗址、三星堆遗址和辽中京遗址的实证验证中,自动定位结果与实测坐标的偏差控制在千米以内,最优精度可达10 m级,满足考古学对定位精度的基本要求。定位误差主要来源于文献描述模糊和影像判读的不确定性。与传统人工方法相比,该方法不仅大幅减少了人力投入,还具备更强的可扩展性和应用潜力。研究成果为考古信息数字化、遗址保护与再研究提供了新的技术路径和工具支撑。

  • 研究论文
  • 沈靖, 刘泽, 何亚文
    科技导报. 2025, 43(18): 86-98. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00056
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    提出了一种融合提示工程与遥感特征知识驱动的高标准农田多要素自动提取流程框架,结合视觉大模型的通用分割能力,以及开源数据与遥感特征驱动的专用算法,实现了对农田地块、田间道路、农田防护林及灌溉与排水等关键要素的高效自动识别,以山东省寿光市高标准农田建设区为例,基于高分辨率国产卫星遥感影像开展了农田多要素遥感提取技术验证。实验结果表明,所提方法可在农田项目区实现批量自动处理,显著降低对大量高质量训练样本的依赖和人工处理工作量,并在不同时相、不同分辨率及不同地区的影像上均表现出良好的泛化能力,显著提升了数据生产效率和实际应用潜力。

  • 王白雪, 程维明, 钱紫华, 宋珂钰, 师庆东, 包安明
    科技导报. 2025, 43(18): 99-114. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00080
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    土地资源类型是评价土地适宜性和开发潜力的基础。“三山夹两盆”的地貌格局和“山地−绿洲−荒漠”的景观分布特征对新疆土地资源类型划分提出了较大的挑战。构建了一种基于网格的模糊自组织特征映射(grid−based fuzzy self−organizing feature map model,GF−SOFM)耦合方法的土地资源分类方案,首先基于主控因素(气候+地貌)、稳定因素(土壤)、相对稳定因素(植被)、动态因素(土地利用)的研究思路,构建5个因素多项指标的4级土地资源分类体系。然后将研究区划分为1 km×1 km网格单元,在每个网格中对所选指标进行空间量化,并以主控因素为控制边界,将模糊处理后的指标数据输入SOFM模型,实现土地资源类型自动识别,生成新疆土地资源类型图。最后通过面积一致性检验,将GF−SOFM方法与传统主题图层叠加法的分类结果进行对比验证。结果表明:新疆地区被划分为133类主控因素类型、1906类稳定因素类型、6054类相对稳定因素类型和38493类动态因素类型,总体分类精度平均达86%。本方案与传统分层叠加法的分类结果在空间上高度一致,其中主控因素128类面积一致性超过92.35%。通过细化地貌分类和土地利用现状,GF−SOFM方法能够有效实现对土地资源的精细分类,分类结果精准刻画了“气候−地貌−土壤−植被−土地利用”的空间格局。应用该方法开展不同气候地貌区域的生态地理研究,能够有效指示区域分异,是一种相对理想的自然地理综合分类方法。该研究可为土地资源的合理开发与利用提供科学依据。

  • 曹新运, 葛玉龙, 刘天骏, 杨柳, 徐磊, 沈飞
    科技导报. 2025, 43(18): 115-126. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00087
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    广域快速精密单点定位(PPP)技术突破了传统差分技术对密集参考站的依赖性,是推动全球导航卫星系统(GNSS)实现广域自主高精度时空基准建立与维持的关键手段之一。围绕北斗/GNSS广域快速PPP,系统梳理了北斗/GNSS系统星座构成、地基站点建设以及卫星精密产品的发展现状,综述了多频多模增强、模糊度固定增强、大气增强、低轨卫星增强等关键技术手段的研究进展,重点分析了上述4种技术手段对提升PPP定位精度与收敛速度的贡献,总结了国内外PPP商业化服务的应用现状,阐述了包含北斗PPP-B2b的星基PPP服务的最新动态,最后,探讨了当前广域快速PPP面临的误差建模与改正、异构星座、GNSS信号与网络异常等核心挑战,展望了高低轨星座深度融合、多源融合定位增强、广域星基PPP服务体系等未来重点发展方向,旨在为北斗/GNSS高精度定位技术的规模化应用和服务体系构建提供参考。

  • 政策建议
  • 孙红军, 黄菊秀, 杜洋
    科技导报. 2025, 43(18): 127-134. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.06.00717
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    实证研究了2015—2020年147家国家高新区开放创新水平的时空分异与动态转移特征。研究发现:世界一流高科技园区开放创新水平高于创新型科技园区,创新型科技园区好于创新型特色园区;8大地区国家高新区开放创新水平的整体区域内差距呈现扩大态势,南部沿海、北部沿海以及东部沿海国家高新区开放创新水平的区域内差距最大,大西北国家高新区区域内差距最小;8大地区国家高新区开放创新水平的区域间差距均呈现出了扩大态势,其区域间差距增速存在明显的区域异质性,区域间差距逐步成为区域差距的主要来源;在不考虑空间关联效应下,其空间转移特征表现出“非对称向上”“俱乐部趋同”“阶段性差异”等态势。

  • 科技人文
  • 叶青, 樊荣
    科技导报. 2025, 43(18): 135-140. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.12.01713
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    20世纪80年代,中美两国在合作需求、人才资源和目标认知等方面的差异是中美高能物理合作面临的巨大挑战。李政道凭借跨国学术声望与中美双边网络资源,具备打通合作要素流通的关键优势。分析了在北京正负电子对撞机项目的推进过程中,李政道以信任中介、知识中介和人才中介三重角色,促成了双方在政策制定、目标决策和人才培养等方面的有效对接,推动了中美高能物理合作的顺利开展;提出了非对称性情景下国际科技合作中中介角色的重要性,并为未来的国际科技合作提供借鉴与参考。