2025年2月17—18日,中国科学技术协会在北京召开第十届全国委员会第九次会议,审议通过《中国科协2035行动计划纲要》(以下简称《纲要》)。《纲要》围绕科技强国建设重大部署,提出到2035年的3大目标:科协组织全面覆盖科研机构和科技人员、提升全国学会和在华国际科技组织的影响力以及优化科协系统功能配置。《纲要》明确了组织凝聚工程、思想铸魂工程、人才托举工程、学术荟萃工程、产学融通工程、科普促进工程、智库集思工程、开放合作工程共8大重点工程和21项重点举措。《纲要》还提出要壮大一流科技期刊方阵。未来10年,中国科协将滚动实施中国科技期刊卓越行动计划、扩大中层科技期刊支持覆盖面、扩大集群集团化试点规模等,到2035年建成千种具有世界影响力的科技期刊。
2025年2月27日,麻省理工学院和哈佛大学博德(Broad)研究所的张锋团队在《Science》期刊发表研究,宣布发现一种全新的基因编辑系统——TIGR-Tas。这一突破性成果有望克服现有CRISPR-Cas技术的局限性,为基因治疗和生物技术领域带来更高效、更灵活的解决方案。
2025年2月18日,国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士薛其坤领衔的南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研究团队在《Nature》发表研究成果,发现常压下镍氧化物存在高温超导特性。这一发现使镍基材料成为继铜基、铁基之后,第3类在常压下突破40 K“麦克米兰极限”的高温超导材料,为解决高温超导机理的科学难题提供了新的突破口。
2025年2月17日,天津大学脑机海河实验室与清华大学集成电路学院联合在《Nature Electronics》发布研究成果称新一代脑机接口技术成功将解码速度提升216倍,能耗降低至原有的千分之一,并首次实现持续6 h的意念精准操控无人机,创下全球最长稳控纪录。科幻电影中“意念操控”的场景正逐渐成为现实。
美国南加州大学张砺团队发现,实验室小鼠会本能地对昏迷同伴实施特殊“急救”。当感知同伴失去意识时,清醒小鼠会通过撕咬、舔眼、甚至拉出舌头等行为,主动清理呼吸道以提高存活率。该研究发表于2025年2月21日的《Science》。
血脂异常是指血液中脂质代谢紊乱,表现为血清总胆固醇和甘油三酯水平升高,是心血管疾病的重要诱因。2025年2月24日,南方医科大学尹恝团队在《Environmental Science & Technology》发表成果,首次通过大规模人群研究揭示,血液中三卤甲烷(Trihalome thanes,THMs)浓度与血脂异常风险呈正相关,为饮水安全与公共健康政策敲响警钟。研究基于美国国家健康与营养调查(NHANES)2005—2018年数据,覆盖1.6万余名成年人。结果显示,长期暴露于高浓度THMs(包括氯仿、一溴二氯甲烷、溴仿等)的人群,血脂异常风险较普通人升高23%~35%,尤其在中青年群体中,关联性更为明显。通过综合评估多种THMs的联合效应,风险进一步增加。
2025年2月19日,美国弧形研究所、美国芯片制造商英伟达公司和美国斯坦福大学等机构的研究人员共同开发的Evo2基因组大模型引发全球关注,该模型以400亿参数创下生物学领域最大开源AI模型纪录,可在百万级核苷酸尺度上解析DNA、RNA及蛋白质的序列规律。基于12.8万个物种的9.3万亿核苷酸训练数据,Evo2采用突破性的StripedHyena架构,显著提升基因序列生成与突变预测能力,已成功生成染色体、预测90%以上乳腺癌相关基因突变,并支持基因治疗元件设计。项目通过2000余块H100 GPU训练后实现全面开源,向学界开放模型权重和数据集,其在线平台Evo Designer允许科学家直接生成定制基因组。
你是否常常在饱餐一顿后,仍对蛋糕、冰淇淋毫无抵抗力?德国马克斯·普朗克老龄化生物学研究所的科学家在一项新的研究中证实,这种“甜品胃”并非凭空想象,而是由大脑中的特殊神经机制操控。该成果发表于2025年2月13日的《Science》,揭示了人类“即使吃饱仍渴望糖分”的生物学奥秘。
泥炭地是一种潮湿的酸性土壤,虽然仅占地球土地面积的3%,但储存约6000亿吨碳,超过了全球森林的碳储量。一项全球调查显示,近1/4的泥炭地正受到农业、人为焚烧和采矿等人类活动的严重威胁。在全球400万km2的泥炭地中,仅有17%受到保护,远逊于热带森林或红树林等其他富含碳的栖息地。该研究团队于2025年2月21日在《Conservation Letters》发表报告称,即使在受保护的泥炭地中,也有1/2受到中度到高度威胁。泥炭地在受到干扰时会以温室气体的形式释放碳。好消息是,超过100万km2的泥炭地位于原住民地区,能够得到更可持续的管理。
内华达州奶牛感染第2种禽流感病毒(这种病毒正导致大量家禽和野生鸟类死亡),这一发现可能使控制该疾病并防止其向人类传播的工作面临更大挑战。
大陆岩石圈厚度控制着地球构造模式、克拉通稳定性和矿产资源分布,但其演化历史长期缺乏有效研究手段。传统地球物理观测方法难以追溯古老岩石圈厚度变化,而现代板内玄武岩作为古老岩石圈熔融的典型产物,依然缺少利用其来反演地球早期岩石圈厚度及演化规律的方法和认识。
随着长期稳定度和不确定度更优的冷原子微波钟(优于10-16量级)和冷原子光钟(优于10-17量级)的在轨运行,如何建立稳定的星地时频传递链路,实现星地复杂环境下的高精度时间同步,成为高精度空间时频基准开展应用的关键,这也是空间时频技术体系亟待发展的核心能力。现有的星地微波时间同步技术由于其在技术体制、误差修正算法等方面的限制,目前仅能实现10-15量级稳定度和亚纳秒级时间同步精度,难以满足高精度空间时频基准对时间同步的需求。
地球物理学家认为,地球中间层是“迟钝”的。地壳因板块构造而断裂扭曲,地核搅动液态铁并产生地球磁场。在二者间的地幔当中,一条2900 km长的高温高压岩石带正在缓慢对流,形态宛若一盏超大号熔岩灯。对地震波的研究表明,除了自下而上贯穿地幔的热岩石羽流和自上而下滑向地核的地表板块残余物之外,地幔当中几乎没有其他结构。
一个中微子在地中海下3.5 km处发出一道闪光,其能量超过之前记录的30倍。虽然研究人员无法确定这种难以捉摸的粒子来自何处,但这一发现表明人类将在不久之后捕获更多中微子,从而为揭示宇宙中一些最剧烈的事件提供线索。
科技发展和科技促进发展的重大决策更加复杂和不确定,对科技战略咨询的综合集成提出了更高要求。通过对系统方法论、智库双螺旋法、哲理-数理-物理-事理-人理、融合科学等理论研究的梳理,在把握科技战略咨询规律,掌握科学方法和实践路径的基础上,归纳了科技战略咨询综合集成的3种基本路径:智库科学与工程导论为科技战略咨询的综合集成奠定了基础、应用数字技术为科技战略咨询的综合集成提供了手段、技术识别预测系统为科技战略的综合集成提供了实践案例。更好综合集成科技战略各要素,提升科技智库的战略研究与战略咨询能力,以及政策建议的科学性和可行性,以高质量科技战略研究与科技战略咨询支撑高水平科技战略决策。
2024年12月5日,美国国家科学院发布了新的十年调查报告《太阳和空间物理探索的未来十年:探索和保护人类的太空家园(2024—2033年)》,这是美国国家科学院发布的第3个用于指导太阳和空间物理(也称日球层物理)领域未来10年发展的战略研究报告,引起了国际空间科学领域的广泛关注。本文对该十年调查报告进行了解读,分析了美国未来10年太阳与空间物理“探索和发现宇宙奥秘、拓展和保护人类太空家园”的发展愿景、科学探索与空间天气的主题以及拟解决的科学问题、科学探测任务等内容,研究了其面向科学发现和社会发展的双重需求,以及通过实施天基与地基的大、中、小型系列任务取得重大突破的战略布局,将对中国太阳和空间物理领域的研究与发展提供有益的启发和借鉴。
深入探讨了大科学装置在推动人类知识创新进程中的核心作用,特别聚焦于稳态强磁场实验装置(SHMFF)这一实例,剖析了其在达成科学目标、驱动知识创新、促进产业升级、加强国际合作与交流以及吸引高端人才等多个维度上的显著贡献。SHMFF通过构建高场磁体集群,为物理、化学、材料、生物学等多学科前沿研究提供先进实验条件,支撑用户取得系列高水平成果。其衍生技术广泛应用于高端装备制造、药物研发等领域,有效促进区域经济发展。同时,SHMFF坚持开放共享理念,通过国际合作在生物、材料等领域取得多项突破,促进知识共享。SHMFF的成功实践验证了大科学装置对知识创新的推动作用,也为中国优化大科学装置布局、提升设施先进性提供了重要参考。未来,持续建设和完善大科学装置体系,将成为推动知识创新和科技进步的重要战略支撑。
粒子加速器作为大科学装置,在世界科学技术的发展进程中发挥着非常关键的作用。同步辐射光源是一种利用相对论电子产生同步辐射的粒子加速器,迄今已历经4代的发展,在基础科学研究和应用科学领域扮演越来越重要的角色。阐述了粒子加速器和同步辐射光源的代际演变,剖析了基于衍射极限储存环加速器的第四代同步辐射光源的主要技术特点,包括紧凑型多弯铁消色散结构设计、小孔径磁铁与新型真空镀膜技术的协同突破等,结合国际第四代同步辐射光源发展动态,重点介绍了中国高能同步辐射光源等装置的最新进展,对束流发射度极限突破、人工智能驱动的束流实时调控、衍射极限储存环与自由电子激光原理融合等加速器光源未来发展的潜在方向做了初步探讨。
综述了自毫秒脉冲星发现42年以来的研究进展,包括其物理性质、形成与演化、毫秒脉冲星计时阵列与引力波探测等方面的构想与新进展。介绍了球状星团中的毫秒脉冲星,这为认识它的演化提供了新的视角,并且有助于揭示脉冲星演化的关键过程。凭借FAST的高精度和高灵敏度优势,有望在未来从球状星团中发现新的特殊类型脉冲星和奇异天体,如双毫秒脉冲星系统(MSP-MSP)、毫秒脉冲星—黑洞系统(MSP-BH)、亚毫秒脉冲星等,这将极大地丰富对中子星种类和特性的认识。此外,FAST还将在纳赫兹引力波的探测中发挥重要作用,这为认识宇宙提供更加深入的洞察,揭示更多的奥秘。
FAST作为世界顶级射电望远镜,虽在诸多方向取得重要成果,但FAST的局限性也日益显现。FAST二期工程概念的提出,旨在发展低成本、快速实施的阵列升级方案。计划到2027年,在FAST周边5 km内建设24台40 m口径天线,组网形成综合孔径阵列,灵敏度达到3600 m2/K;2030年底,在30 km内再建设40台同等口径天线,组成FAST二期,增强成像能力和空间分辨率。升级后的FAST将与国内其他大型全可动单天线联合工作,实现15 mas的分辨率和6400 m2/K的灵敏度,约为ngVLA的2倍。FAST二期工程不仅提升灵敏度,还将增强高分辨率成像能力,显著推进时域天文、遥远星系中性氢探测、宇宙大尺度结构、暗能量等前沿研究。
通过梳理全球主要的科考船、深潜器、海底观测网、海洋钻井平台和海洋卫星等海洋大科学装置的建设情况、发展趋势和特点,以期为中国海洋大科学装置的建设、发展、管理和运行维护等方面提供借鉴与参考。针对中国海洋大科学装置建设存在立项难度大、设施运行效率低、经费支持不稳定等问题,从加强顶层设计、保障经费支持、强化产研结合、发挥设施潜能及打造创新生态共5个方面提出建议。
系统梳理国际大洋钻探50余年的钻探工作量、样品资料积累,以及在地球动力学、气候演变规律、生命起源与演化和海洋自然灾害等领域的重大科学成果产出,并分析了新形势下大洋钻探的在运营体系、数据资料管理与应用及科学目标制定等方面的发展方向。科学大洋钻探历经半个多世纪,不断刷新钻探的深度和广度,但全球洋底仍然存在大范围待探索的区域和亟待解决的科学问题。随着美国“决心”号钻探船退出历史舞台,欧洲、日本联合启动新一轮大洋钻探计划(IODP3),中国“梦想”号钻探船建成入列之际,IODP国际格局将迎来重大变革,中国科学家应当围绕国家战略发展需求,紧跟前沿科学领域,加强国际交流与合作,充分发挥自身优势,在未来科学大洋钻探领域占据主导权。
基于“墨子号”研发资料,回顾其立项、研制及技术突破过程,总结科学家深度参与所体现的工程思维、团队紧密协作及指标融合的新特点。研究表明,“墨子号”项目是一种新型举国体制下的大科学工程模式,科学家和工程师联合团队围绕科学目标,通过网络式大协作实现技术攻关创新,其中科学是导向,技术是支撑,工程则体现了各系统的统筹与通力合作。
轨道交通运输规划及控制的数学本质为离散约束下的优化问题,具有NP(non-deterministic polynomial)难的高计算复杂度问题。作为未来计算能力跨越式发展的重要探索方向,量子计算有望为解决现有大规模路网中的复杂问题提供潜在解决方案。介绍了量子计算的基础概念及算法,分析了其在轨道交通领域的潜在应用场景,包括行车调度组织优化、列车自动运行控制和列车群组的动态编解。通过实验验证了量子粒子群算法在解决复杂优化问题中的优势,表明量子计算在处理大规模离散约束优化问题时具有显著的计算效率提升。然而,量子计算技术在轨道交通中的应用仍面临量子比特退相干、硬件集成和结果安全性等挑战。总结了量子计算在轨道交通中的应用前景及可能面临的问题,强调了量子计算技术在推动轨道交通智能化发展中的潜力与挑战。
计算全息技术是动态三维显示的理想解决方案,具有广阔的应用前景。在当前的技术条件下,计算全息技术面临的最大挑战是全息算法难以同时兼顾计算的精度和速度。为此,提出了卷积误差消除的模型驱动相位型全息图生成网络,实现了高保真相位型全息图的快速生成。首先,研究了角谱法中卷积误差的产生机制,提出了无卷积误差的角谱法,开发了基于无卷积误差角谱法的迭代框架,证实了无卷积误差角谱法对于提升相位型全息图计算精度的有效性;其次,以无卷积误差角谱法作为编码器构建了卷积误差消除的模型驱动相位型全息图生成网络,将相位型全息图的计算时间减小了3个数量级。通过网络生成的相位型全息图,抑制了全息光学重建中的散斑噪声,提高了重建结果的细节质量,平均峰值信噪比高达20.38 dB。伴随着深度梯度显著性和通道效率一致性的继续提升,该网络有望广泛应用在虚拟现实、元宇宙和三维视频通讯等领域。
实现技术发展与安全的平衡,是当前全球人工智能治理必须直面的重大现实问题。目前全球人工智能治理最具代表性的是,欧盟以伦理先行为导向的“硬法治”模式和美国以技术先行为导向的“软规则”模式。从治理思想、治理主体、治理体系和治理策略系统分析了2种模式的区别,并基于此提出了优化我国人工智能治理路径的政策启示:在治理思想上,应坚持伦理治理和鼓励创新并重;在治理机制上,建立分级分类风险治理机制,实行精细化监管;在治理体系上,构建多层次全方位的人工智能治理体系;在治理主体上,注重发挥企业和行业自治力量;在治理合作机制上,积极参与多边治理交流合作,提高中国在人工智能全球治理的影响力和话语权。
黄旭华是中国第一代核潜艇工程总设计师,是中国核潜艇事业的开拓者与奠基人之一。论述了黄旭华的学术成就,从核潜艇研制工程的重要性、一代两型核潜艇的研制难度、第一代核潜艇与美苏同代核潜艇的技术、战术性能比较等维度归纳出黄旭华的学术成就,指出了其在第一代核潜艇研制中所锤炼出的“核潜艇精神”。探讨了黄旭华取得举世瞩目学术成就的内在动力,厘清其成就主要源自不竭的创新观念与思想、坚韧的家国情怀及不懈的事业追求。