2025年3月27日,以“新质生产力与全球科技合作”为主题的中关村论坛在北京开幕。
2025年3月7日,上海交通大学联合中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团在《Cell》同步发表4篇封面研究论文,系统揭示深渊极端环境下生命协同演化规律,并完成全球首个深渊生态系统全景图绘制。这项基于“溟渊计划”的突破性成果,标志着中国深海生命科学领域实现从“跟跑”到“国际领跑”的跨越。
直接电解海水可在无淡水消耗下制备绿氢,被视为清洁能源的“终极方案”,但因海水中高浓度氯离子引发的电极腐蚀、析氯副反应,制约了其商业化。2025年3月5日,北京化工大学孙晓明、周道金团队联合香港城市大学刘彬团队在《Nature》发文,提出“动态析氢-钝化循环”机制,实现碱性海水的超长稳定间歇电解。团队设计的NiCoP-Cr2O3纳米阵列电极在波动电流下(模拟风电启停)运行10000 h后,电压衰减速率低至0.5% khr-1(每千小时变化率),远超工业基准(常规电极通常低于1000 h)。
植物细菌性病害每年导致全球农作物损失高达数百亿美元,而传统铜制剂和抗生素因耐药性、环境污染等问题,难以大规模应用。2025年2月28日,中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民团队联合北京大学雷晓光团队,鉴别出一种全新植物抗病代谢物——芥酸酰胺,为绿色生物农药开辟了新方向。该成果发表于《Science》。
镉是剧毒重金属,但凭借其量子点(如硒化镉、碲化镉)卓越的光学特性,在量子点发光二极管(QLED)显示领域“横行”。2025年3月5日,上海大学杨绪勇、张建华团队与吉林大学张佳旗团队、TCL集团工业研究院等单位联合在《Nature》发表研究论文称,用锌替代镉,开发出了环保型纯蓝光QLED。该技术突破性地实现了24.7%的外量子效率、17 nm窄光谱发射及3万h寿命(100 cd/m2亮度下),性能首次超越传统含镉蓝光QLED,为量子点显示的绿色转型奠定基础。
2025年2月24日,国际数学界迎来一项里程碑式突破:34岁的中国数学家王虹与加拿大不列颠哥伦比亚大学教授约书亚·扎尔(Joshua Zahl)合作,在预印本平台arXiv提交了一篇长达127页的论文,称证明了三维挂谷猜想(Kakeya Conjecture)。这一成果被菲尔兹奖得主陶哲轩评价为“几何测度论领域的惊人进展”,并引发全球数学界震动。若通过同行评审,该成果将填补几何测度论领域百年空白,并为调和分析、数论等学科提供新工具。
2025年3月5日,美国计算机学会(ACM)宣布,将2024年图灵奖(Turing Award)授予美国马萨诸塞大学教授Andrew G.Barto与加拿大阿尔伯塔大学教授Richard S.Sutton,以表彰他们对强化学习理论框架方面的开创性贡献。图灵奖被誉为“计算界诺贝尔奖”,由谷歌公司提供百万美元奖金支持。谷歌高级副总裁Jeff Dean强调,这一贡献直接实现了图灵“机器经验学习”的构想,其算法已成为自动驾驶、芯片设计等领域的技术支柱。
高温不仅让人体感到不适,还可能加速衰老。2025年2月26日,《Science Advances》发布的一项研究揭示了极端高温对人类衰老进程的直接影响。美国南加州大学团队通过分析全美3600余名56岁以上老年人的血液样本发现,长期暴露于高温(热指数≥32℃)环境下,可能导致老年人的生物年龄(基于细胞层面的衰老程度)加速老化,最高可达2.48年。
无需复杂传感器或人工建模,机器人正在通过“照镜子”实现自我认知升级。美国哥伦比亚大学的研究人员于2025年2月25日,在《Nature Machine Intelli-gence》发表研究称,利用普通摄像头和深度神经网络,让机器人仅凭观察镜中动态影像,就能自主重构精细的3D运动学模型——相当于为机器植入一套“数字骨骼”,使其理解每一寸机械结构的运动逻辑。
研究人员发现,到2075年左右,大气中的二氧化碳(CO2)若持续溶解于海水中,将引发海洋酸化水平上升。这种酸度的改变会使浮游植物每年少吸收约50亿吨CO2,约占其总吸收量的10%。
浙江大学杨华勇和贺永团队研发了一种神奇的“生物打印机”——多材料投影式生物3D打印装备,不仅能像搭积木一样组合不同材料,还能打印出活性的器官结构。
AI时代的到来向当今算力提出了挑战。国防科技大学团队研发的CAInNet模型,首次在网络设备中嵌入AI计算单元,让数据传输和AI推理能够同时进行,为解决大规模AI计算的通信瓶颈提供了创新方案。该模型融合了单指令多数据流(SIMD)和多指令多数据流(MIMD)2种并行计算模式,SIMD可高效处理矩阵运算这类数据密集型任务,MIMD则能灵活处理报文字段这类计算密集型任务,从而实现了硬件资源的优化配置。同时,借助带内网络遥测技术实现网络可视化,并部署多层感知机(MLP)模型进行AI报文分类,替代传统的三态内容寻址存储器(TCAM)查表路由方法。实验显示,在5000条路由表项场景下,AI推理准确率高达98.3%,存储空间节省了98.7%,有效解决了“路由爆炸”问题。
结构化超材料(由定制几何形状产生的不同寻常的人造结构)能按照设想的方式引导形变和能量流动。超材料的一个子集,“声子带隙”超材料,通过操纵机械波与材料周期性结构的相互作用,可以反射、散射或吸收能量。特定频率范围内的波无法穿过这种材料,从而产生声子带隙。这种效应可用于声学成像、声学隐形、抗冲击和能量收集等技术。结构化超材料是人工制造的,自然界是否存在类似现象? 2025年2月7日发表在《Science》的一项研究称,螳螂虾指节棒具有声子带隙,可过滤特定频率的应力波。这表明天然材料同样可以呈现出在人工超材料中观察到的声子行为,从而为设计仿生和生物混合声子带隙材料开辟了更大的可能性。
水凝胶是一种可被水分子渗透的柔软聚合物网络。这种水合状态使得水凝胶可用于生物医学研究,以及隐形眼镜和伤口敷料等消费品。与加热或冷却时发生状态转变的聚合物相反,水凝胶因具有水合作用而通常不发生聚合相变。然而,温度变化会蒸发或冻结聚合物网络中的游离水分子,从而改变水凝胶的力学性能,这将损害水凝胶的弹性,使其更易破裂。2025年2月28日,Zhang等在《Science》发表论文,报告了一种控制聚合物网络水分子的方法,并制备了一种能在-115~143℃较大的温度范围内保持弹性的耐温水凝胶。这使得过去因操作条件限制而无法实现的应用成为可能。
概述了DeepSeek在通用人工智能领域的最新进展,重点讨论了其在大语言模型、推理技术方面的创新。DeepSeek-V3引入了新的模型架构和算法设计,基于相对有限的智能硬件,对模型训练方法进行了全面和深入的优化,显著提升了模型训练效率。在推理技术方面,DeepSeek-R1创新性地结合了强化学习(RL)与监督微调(SFT),提升了推理深度和逻辑推理能力。结合DeepSeek的创新工作,讨论了通用人工智能发展趋势,重点涉及3个问题:开源开放生态对发展通用人工智能的作用;依赖于模型规模扩展的“Neural Scaling Law”是否还能发挥作用;如何基于DeepSeek这类基座模型,以“通专结合”的方式实现行业大模型的落地等。
2024年,在饮用水新污染物防控领域取得了显著进展。系统回顾和分析了饮用水新污染物组成特征、新污染物环境效应及人体健康风险、饮用水处理工艺对新污染物的去除,以及新污染物去除领域的新技术与新材料研究进展,进一步提出了饮用水中新污染物防控策略与建议。研究表明,饮用水中全氟化合物、抗生素、微塑料及消毒副产物等新污染物的赋存特征备受关注,人工智能技术的融入以及传统饮用水处理工艺与新膜技术的耦合,显著提升了新污染物的削减效率。此外,新型改性活性炭吸附、光催化降解技术、紫外线高级氧化和功能型膜分离技术有助于饮用水新污染物的去除。为进一步强化新污染物的防控和治理工作,基于全生命周期理念,建议从饮用水源新污染物动态筛查、新污染物高效去除工艺与装备研发、环境健康风险评估及完善饮用水源新污染物标准体系等方面持续发力,以保障居民用水安全。
基于现有政策及建筑全生命周期体系,从农村低碳住宅的发展决策、材料与建造过程、日常运营、居民低碳行为、拆除及回收5个方面对农村低碳住宅研究进行了总结,分析了影响农村住宅碳排放的主要因素,例如低碳材料、能源效率、建材回收、居民价值观等,阐述了提高农村住宅建筑能源效率需从引入市场激励、鼓励低碳材料、优化住宅建筑、引导社区参与等战略计划出发,并指出未来农村低碳住宅的研究可扩大数据样本、形成标准体系,从而制定因地制宜的改造方案;同时结合数字化技术深入探究居民行为意愿及高质量的农村低碳住宅建筑。
城市是可持续发展的关键领域,量化评价城市建成环境的环境影响具有重要意义。系统分析了城市信息模型(CIM)与生命周期评价(LCA)集成的可行性,结果表明,CIM与LCA集成在技术上具备可行性,在效果上具备增强效应,且符合未来城市的发展需求。基于CIM平台数据,遵循LCA评价范式,探索构建了包括确定评估目标和范围、CIM数据提取、实景清单数据收集、环境影响量化评价与应用5个部分的城市建成环境CIM-LCA评价框架,并分析了该框架在城市全生命周期各个阶段的潜在应用价值,如规划阶段推演城市环境负荷、建设运行阶段监测城市环境影响等,探讨了CIM与LCA工具化发展前景。
回顾了全球范围内相关研究,从移民与跨境迁移、跨境日常出行2个方面展开讨论。根据当前研究存在的空白和未来发展潜力,指出了中国粤港澳大湾区跨境出行未来应更关注日常出行行为的微观研究(不同时空、不同出行目的、不同群体的个体层面等),促进绿色出行习惯,为提升低碳交通设施和政策提供依据。跨境出行的日常化不仅是跨境区域一体化发展的必然结果,还可以推动更多维度和更深层次的“双碳”型一体化进程。
随着国民经济不断发展,社会对于绿色低碳建成环境的需求越来越高。但不断增长的机动车保有量,使尾气排放问题成为城市绿色化、低碳化的一大阻碍。以北京市为例,通过道路运输排放计算(computer programme to calculate emissions from road transport,COPERT)模型推算路段中机动车尾气排放量的时间分布变化情况;基于各类建成环境要素,通过普遍最小二乘法(ordinary least squares,OLS)和熵权法分析各类建成环境要素对机动车尾气排放的主、客观影响程度;利用综合集成赋权法,分析尾气排放的显著影响要素。结果显示,工作日与休息日尾气排量变化趋势相似,均随着时间变化呈现先增后减的趋势,但工作日的日均排放量明显高于休息日。在众多建成环境要素中,路段长度为影响机动车排放的最显著要素。
了解不同年龄阶段儿童的出行特征,对建设儿童友好型社区具有重要意义。以成都市双流区为例,开展儿童出行特征调查,利用随机森林模型,考察了儿童年龄与其日常出行行为的非线性关系。结果表明:儿童年龄是家庭社会人口特征中影响儿童出行行为最重要的因素,特别是在出行陪伴方式中,相对重要性达到了25.37%;儿童出行方式随年龄变化呈现非线性特征,儿童出行方式随年龄变得更独立和多样化;出行陪伴方式和目的地选择也呈现年龄非线性特征,特别是在14岁后,儿童更倾向于选择独自出行和朋友陪伴,同时出行距离也开始显著上升。
活力出行不仅是老年人重要的体力活动方式,也是其日常出行的关键组成部分。然而,它与建成环境之间的非线性关系仍未得到充分揭示。研究基于成都市综合交通调查数据及多源大数据,构建可解释机器学习框架(随机森林融合SHAP模型),系统解析社区建成环境对老年人活力出行倾向的非线性影响。结果发现,健康设施可达性、步道率和绿视率是影响老年人活力出行倾向最为显著的建成环境要素。各建成环境变量与老年人活力出行倾向之间均呈现复杂的非线性关系,并表现出显著的“阈值”效应。健康设施可达性和绿视率等指标的影响是非对称的:低值带来的抑制作用远远大于高值的促进作用。
以西江23-1油田H2A砂岩储层为背景,分析了不同细粒含量砂岩孔隙结构。开展了不同细粒含量砂岩应力敏感性实验,采用应力敏感性系数、渗透率损害率和渗透率曲率评价了砂岩应力敏感性,结果表明,随着细粒含量的增加,砂岩渗透率应力敏感性增强。综合分析了砂岩孔隙结构及渗透率应力敏感性,表明孔隙体积分布是影响砂岩应力敏感性的主要因素,即小孔频率越高,渗透率应力敏感性越强。提出了砂岩孔隙率-应力预测模型,预测有效应力增加过程中砂岩孔隙演化。
基于“双碳”目标对城乡建设和建筑业低碳转型的要求,分析了绿色建筑多元主体协同治理的问题,从参与能力、协同合力、治理机制等方面提出绿色建筑多元主体协同治理的政策目标。从绿色建筑多元主体协同治理面临的现实困境出发,对比分析国外主要国家绿色建筑发展的政策经验并获得启示,从提升多元主体协同能力、保障多元主体协同利益、实现多元主体协同数字治理和打造多元主体协同的产业生态4个层面提出“双碳”目标下绿色建筑多元主体协同治理的政策建议,为加快建设绿色低碳友好建成环境和实现中国“双碳”目标提供理论支撑和经验借鉴。
美籍华裔物理学家李政道在物理学领域取得了卓越成就。本文以亲历者的视角论述了李政道在中国高能物理发展中做出的巨大贡献。他积极推动北京正负电子对撞机(BEPC)与北京谱仪(BES)建设,通过中美高能物理合作促进τ轻子质量测量实验等重大科研成果的产出。同时,他创立并推动中美联合培养物理类研究生计划(CUSPEA),为中国培养了大批高能物理人才。李政道以热情、谦逊、务实、低调的人格魅力,深刻影响了中国高能物理界,推动了中国的科技、教育事业的发展。