梳理了霍金的科学贡献及其对相关领域的影响。以时间为序回顾了霍金在经典引力、黑洞热力学及量子宇宙学等领域的巨大科学贡献，并介绍了这些学术工作对引力的全息性质、引力波物理等方面的启发和影响。当然这些包括霍金最为重要的工作，即1974年关于黑洞辐射和黑洞热力学的研究。这一工作影响深远，为人类理解宇宙尤其是引力的本质打开了一扇明亮的窗口。

火星上是否有水以及水的储藏位置和规模，不仅是一个科学问题，更与未来载人登陆火星和火星移民密切相关。作为太阳系中与地球最为相似的行星，火星表面同样覆盖了厚厚的沉积物，但这些沉积物之下究竟有什么，对人类来说一直是个谜。近期，科学家发现，火星中纬度地区的地下储藏着大量纯净的水冰。本文评论火星地下冰川这一发现的意义，讨论了科学家究竟发现了什么、如何证明观测到的物质确实是地下冰层、这些冰层是如何形成的、冰层所记录的历史等相关问题，并展望了未来火星探测中如何利用这些水冰资源。

古生物学是以化石为主要研究对象，研究地质历史时期的生物界及其发展的科学，属于地球科学与生命科学之间的交叉学科。随着生命科学基因组学与地球系统科学的迅猛发展，古生物学这门古老学科进入了纵深发展的新时代，不断涌现振奋人心的研究进展与新发现。本文回顾了2017年国际古生物研究领域取得的重要进展与研究热点，并介绍了中国古生物学界2017年在早期生命、早期后口动物、古脊椎动物、古人类、古DNA以及演化古生物学等研究方向做出的重要贡献。

中国科学家孙强研究团队利用类似克隆羊多莉的体细胞克隆技术，在国际上率先获得了克隆猴的成功，这一成果于2018年1月25日发表在《Cell》上。本文回顾了克隆猴的技术流程和难点、体细胞克隆动物简史及国内外克隆猴不成功的历史，点评了克隆猴成功的关键和意义，指出需要更多的实验室来推动该技术的优化。

从微观生物大分子和宏观整体相结合的观点出发，给出了生命的一个定义，这就是：生命是个内禀（外兼信息交流）调控的蛋白质核酸等自组织有机整体。

语言交互能力是人类认知发展、终身学习的基础，这为人类开启了智慧之门。人工智能时代，语言交互也将是人类和机器之间表达思想、交流知识、相互沟通的重要工具，这就需要让机器听懂复杂场景下的人类语言并且适应人类几千年进化形成的远场语音交互习惯，从而让机器真正认知人类世界，为机器产生类人智能提供一种参考。

一项针对全国9省份医务人员问卷调查结果揭示：超过80%的医务人员不会拒绝患者不必要核磁共振检查要求，揭示出医务人员在尊重患者自主性和坚持医生专业自主性方面存在伦理困惑。调查同时发现，医务人员合法权益保障情况、患者对医生的信任情况、执业环境和媒体营造的医患语境等因素与医务人员能否坚持专业自主性具有相关性。本文从伦理学角度对医务人员的困惑进行了分析，指出医生应该尊重患者的价值观，但尊重患者自主性并非没有边界，患者自主性更不能僭越医生专业自主性。结合伦理学论证和调查结果提出以下建议： 1）医务人员尊重患者自主性，首先应该做到充分告知医疗信息； 2）医患之间应该加强沟通，建立信任的医患关系； 3）有关部门应该重视保障医务人员合法权益，改善执业环境，同时加强对媒体的管理，营造和谐的医患语境。

在互联网上看新闻、收发邮件、查阅资料、购物、挂号、看视频、打游戏、用即时通讯软件聊天……7亿中国网民每天自觉或不自觉地被裹挟在网络洪流中，互联网已经改变了我们的生活方式。互联网的影响力、渗透力无可比拟。那么，回到最初，互联网是如何在中国燃起星星之火的?

大自然的美丽在于一年有春夏秋冬4个季节，而花儿是最能代表季节个性的植物。

中国葡萄栽培历史悠久，但葡萄产业以鲜食和制干为主。直到20世纪80年代，国内外普遍认为只有地中海式气候才适宜栽培酿酒葡萄，而中国以大陆季风性气候为主，没有酿酒葡萄适生区。当时，中国的葡萄酒以勾兑酒为主（表1），不符合国际标准。在此背景下，我们致力于用现代科学技术来解决中国传统葡萄酒面临的艰巨难题。经过几十年的发展，中国葡萄酒产业取得了很大进展。

自工业革命以来，在人类活动和自然因素的双重影响下，全球气候状况正经历着全球增温、海平面上升、极端气候事件频发等一些列变化，严重影响了人类的生产生活，全球气候变化受到世界的广泛关注。气溶胶和云相互作用因对地气系统的辐射平衡、水循环和能量循环有着重要影响而成为气候和天气预测中的重要组成部分，但因缺乏对其辐射过程、与大气环流作用等的深入了解，也使其成为了不确定性最大的部分，是未来全球气候变化研究领域的重点。

世界卫生组织指出，8000万欧盟公民生活在超标的环境噪声水平下，交通噪声的社会成本可达GDP的0.2%~2%。英国环境部的数据表明，英国每年噪声造成的损失高达70~100亿英镑。在中国，环保部指出环境投诉中噪声占35%，高居环境问题的榜首。噪声不仅干扰睡眠，还会造成听力损伤，引发心血管疾病等，导致社会交流障碍、学习与工作效率下降、事故率提高以及房价降低等。

传统生物标本馆（biological collec-tion）通常是指系统化储存各种动植物标本的贮藏库。与人体生物样本库（bio-bank）的日渐火热相比，很多生物标本馆正面临资助经费危机，甚至一些标本馆已因经费削减而关闭。近年来，生物标本馆对科学和社会的贡献越来越大，它不仅在环境安全和流行病学的科学研究中扮演着关键角色，还能在国土安全方面为预防、检测和调查各种生物恐怖主义提供重要依据。生物标本馆面临的经费危机，主要源于社会对生物标本的重要性未充分认识。笔者从多方面论述生物标本馆的重要性。

当代科技艺术发生存在于当代艺术生态系统中。一般认为艺术与科学是两种根本对立的文化形式。科学使用抽象概括和数学公式，而艺术使用具体形式和特殊形象。本文仅把艺术生产作为社会和历史情境中的一部分加以分析，藉此探究艺术与科学的真实关系。

20世纪60年代，一部荣获奥斯卡最佳视觉效果大奖的科幻电影《神奇旅程》描述了科学家驾驶"微型潜水艇"在人体内的冒险之旅，将大众的视线转移到了神奇的微观世界。现实世界中，在微观领域进行探索和操作需要一类小的机器人作为帮手，它们的尺寸要小到能够在微米甚至是纳米尺度执行特定任务，这就是微型机器人。微型机器人由于个体太小，在研制过程中主要面临3个方面挑战：能源、驱动和控制。微型机器人不能像宏观机器人那样外接电线或携带电池为其供能；也不能装载电机来产生运动；此外，如何无线遥控微型机器人在小尺度空间按指令运动及作业也是需攻克的难题。

最近一段时间，源于国际期刊对中国论文大规模撤稿事件，有关期刊及论文流向的争论不断^[1-2]。尽管撤销107篇中国医生论文的期刊《Tumor biology》（《肿瘤生物学》）最终被SCI除名^[3]，但中国科技期刊究竟应如何发展，依旧是我们挥之不去的忧虑^[4-5]。基于各自不同的背景和立场，有关主管部门、科技界及出版界各抒己见的言论层出不穷、莫衷一是。如何实事求是地看待这一问题，笔者仅从资深办刊人的立场发表自己的管见，以期抛砖引玉。

结合我参与中国载人潜水器研制工作经历，谈谈对中国未来科技与教育发展的看法，期望引发国内同行探讨，促进科技教育管理体制机制改革，加快中国科技发展步伐。

在哈佛大学300多年的历史里仅仅取消过一个学科——地理学。1948年，哈佛大学在校董会上宣布解散地理系。哈佛大学地理系的“倒下”在学术界引起了巨大震动。哈佛大学的地理系可谓是全美历史最悠久的地理系，师资力量也最强，是地理学科领域内的权威。这样的一个系为什么要解散呢?这还要从头说起。

可降解电子是一种新型的电子器件，由可降解的电子材料组成，在生理溶液或者环境溶液中能以可控的速率完全溶解、消失，安全被人体或者环境吸收。

眼睛是人类认识客观世界的第一架“光学仪器”，但它的能力却是有限的，通常认为人眼睛的分辨率为0.1 mm。

在公众的传统印象中，科研人员就像陈景润那样，“躲进小楼成一统，管他春夏与秋冬”。但如今，网络、微信、博客等新媒体和报刊、电视等传统媒体无孔不入地渗入科研人员的工作和生活，成为一种“不可忽略的存在”。这对科研人员提高媒体素养提出了新的要求。

泊松比（Poisson's ratio）是力学中的一个概念，它的定义是材料受到纵向压力（或拉力）的时候，在弹性范围内它的横向变形量与纵向变形量的比值，泊松比也叫横向变形系数。人们在日常生活中所见到的大部分材料的泊松比都在0~0.5之间，例如：空气的泊松比为0，铝的泊松比为0.33，水的泊松比为0.5。传统材料受到外力挤压的时候，在压力作用的方向会收缩，而同时在垂直于压力的方向会发生膨胀。而负泊松比材料则正好相反，当负泊松比材料受到外界压力的时候，其同时会在平行与垂直于外力的方向发生收缩。负泊松比材料在军事、航天航空、汽车、船舶、医疗、体育用品等各个行业有着广泛用途。负泊松比特性很大程度上是由其微观几何结构所决定。所以可以通过设计其微观结构来获得所需的材料特性，这也催生了一个新兴的研究领域——超材料设计（meta-material design）。心脏支架就是一个几何、材料、机械和医学等多个学科结合的例子。

日前，我国科技界最吸引人眼球的新闻事件就是施普林格出版集团发布声明，撤销其麾下期刊《肿瘤生物学》所刊登的107篇论文，创下了正规学术期刊单次撤稿数量之最。

2017年2月，中国航空工业研制的多用途无人机——翼龙II成功首飞，标志中国成为继美国之后具备新一代察打一体无人机研制能力的国家。

皮肤是一种集感知触碰、拉伸、温度等信号于一体的器官，它不仅能够将感知到的外界信息转换为电信号发送给大脑，从而使后者做出进一步的数据处理，而且会据此对外界刺激做出相应的反应和调整。从功能上讲，皮肤是一种智能的传感系统，具有可拉伸、检测精度较高、适用范围广等特点。受生物皮肤的启发，人们希望能够发明出性能可与之相媲美可采集多种信号（如力学、温度等物理信号，PH 值、特定物质组分浓度等化学信号）的传感系统——电子皮肤（e-Skin），同时还希望它具有柔性或可拉伸性、透明性、自驱动、自修复、生物兼容性等优异的性质，以期能够在人工智能领域和仿生学修复术等领域拓展出更加广泛的应用。

大自然在亿万年的漫长演变历程中，逐渐形成了五彩缤纷、大小各异的生命，它们各自占据着属于自己的领域，并在激烈的生存斗争中完成自己的生活史，代代相传延续着本家族的“香火”。遗憾的是，在大浪淘沙的生命演变进程中，很多物种退出了历史的舞台。很幸运的是，也有很多物种在经历亿万年的风雨洗礼之后，依然坚强的在大自然的舞台上演绎着生命的赞歌。更为奇特的是，生命世界里还有一群独行者，它们亿万年来依然栖息在极端恶劣的生境下，默默无闻，而这种环境又极似地球形成早期的恶劣条件。他们就是生命世界里最古老的生命体之一——古细菌。

2017年1月9日，美国国家情报委员会（NIC）发布了每4年一度的全球趋势预测报告《全球趋势2035——进步的悖论》（《Global Trends 2035：Paradox of Progress》）。报告主要采用情景分析方法对2035年前可能出现的世界性趋势进行综合预测，为美国新任总统特朗普及政府提供未来全球战略的评估框架和决策基础。该项研究用时两年，汇聚了美国以及全球30多个国家的战略专家智慧，调查了超过2500人的意见。

2017年2月22日，美国国家航空航天局（NASA）宣布，一个国际天文研究小组借助斯皮策太空望远镜和地面观测等方式，发现了7颗围绕矮星TRAPPIST-1运转的行星（图1），其中3颗已确定位于宜居带，可能含有液态水。

作为一位科技工作者，无论研究的领域是什么，有关健康的话题永远如影随形、挥之不去。习近平总书记多次强调：没有全民健康就没有全面小康，要把人民健康放在优先发展的战略地位，努力全方位、全周期保障人民健康，为实现两个一百年奋斗目标，实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实健康基础。

唐山地震发生在1976年7月28日凌晨3点多。当时我住在北京前门附近一个非常破旧的二层木制结构的楼房里，楼房至少有50年历史，除了外墙是砖砌的，地板和骨架都是木质的，走起路来地板会发出“咯吱咯吱”的呻吟声。那时正好是夏天，天气出奇的闷热，难以让人入睡。我刚躺着一会儿，迷迷糊糊中就觉得床有些大幅度上下跳动，地板甚至整个楼房都发出“嘎吱”的声音。

2016年12月，中国青年学者邢立达与加拿大学者McKellar等在国际著名期刊《当代生物学》上报道了一块发现于缅甸克钦邦胡康河谷的白垩纪中期距今约9900万年的琥珀，这块拇指大小的琥珀保存了一段尾巴，尾巴上有序地丛生着有明显羽干和羽枝分化的羽毛，它的保存状态非常好，极为精细的羽毛结构都得以完美保存^[1]。

新年刚刚开始，中国超导界就迎来了喜讯。中国科学院物理研究所研究员、中国科学院院士赵忠贤以其在钇钡铜氧的发现和铁基超导体等方面的突出贡献获得了国家科技成就奖。赵忠贤院士获奖是对他几十年来在高温超导体研究中孜孜以求、不断求索的认可，是实至名归。

传统的胶体化学研究简单分散体系的稳定、絮凝、沉淀或电泳等物理化学现象，而溶胶-凝胶化学则不同，溶胶本身包含“由溶液到胶体”的意思，即从单相的溶液体系通过一定的化学反应逐渐生成胶体粒子，从而形成胶体分散体系。如果化学反应持续进行，胶体粒子就会不断长大直至溶胶失去流动性形成凝胶。

最近，亚马逊公司旗下的云计算服务平台（AWS）发布了Amazon Polly和Amazon Lex。Amazon Polly的发音与人声已经非常相像，很多时候很难分辨机器与人声的界限。Amazon Lex是亚马逊的人工智能助手Alexa的内核，而Alexa已经被应用于亚马逊的Echo系列智能音箱。

在中国近现代教育史上，国立西南联合大学（以下简称西南联大）是一个耀眼的焦点。西南联大为什么在特殊的时期能够创造辉煌业绩?这是引人深思的重要话题。任继愈先生的看法是：“如问西南联大何以能创造奇迹，可以明确回答：这奇迹来自1919年‘五四’爱国运动，西南联大关心天下大事（外抗日寇，内争民主），实事求是的科学精神，尊重别人的民族传统，‘五四’的火炬在联大师生手中传承下来^[1]。”除却肯定西南联大的民主校风外，还有学者将自由氛围视为西南联大取得卓越成绩的重要原因，如有学者认为“自由散漫”“学术自由”才保证西南联大人才辈出^[2]，也有学者将此描述为西南联大“学术自由、兼容并包的办学理念^[3]”。

2016年是信息科学突飞猛进的一年。AlphaGo战胜人类围棋冠军的消息让普通大众第一次感觉到人工智能带来的挑战。通过深度学习的不断应用，人工智能在各种模式识别领域出现了众多突破，自动购物、自动驾驶等技术不断走向成熟，比以往任何时候更接近实现科幻世界里所描述的人与计算机的自然互动。中国超级计算机继续保持世界领先地位。人脑模拟取得了重要进展，通过植入芯片实现人脑与机器的耦合变为可能。微软首先将增强现实眼镜推向市场。以虚拟现实技术为代表的三维眼镜市场则出现了各大公司自由竞争的局面。区块链从比特币的核心技术演变为金融、保险、法律等行业的新一代关键技术。量子信息技术从理论逐渐变成现实，各大科技公司纷纷研发量子计算机，中国在量子通信领域保持世界领先水平。

历史中，我们的先祖曾使用石块或者石碑来记录信息。很多年后，虽然石块上的符号仍然存在，但是我们已经不知道怎样去理解上面的文字了。生活中有很多信息的存储介质，如图1中的羊皮、纸张等。很多信息存储介质都具有一定的物理形态，也有一些存储介质并不具备物理形态。

举世瞩目的美国大选终于尘埃落定，唐纳德·特朗普当选为美国新一任总统。而在美国新总统上台之前，《Science》已经为其准备了6堂重要的科学课：危险的进化，病原体的变化比我们的防御快；基因编辑，该技术引起了棘手的伦理问题；海平面上升，大西洋沿岸已经有被淹没的危险；大脑健康，有关阿尔兹海默病等疾病的个人、政府预算支出负担沉重；聪明的人工智能，飞速发展中期望与风险并存；风险评估，不要高估我们的能力，直觉判断会带来糟糕的政策。这些问题涉及今后4~8年中，美国总统办公室可能最应关注的6个方面的科学政策问题，它们也可能是值得中国科技工作者密切关注的与全球社会、经济及民生发展密切相关的科学议题。限于个人的学识与认知，在此仅就危险的进化方面陈述自己的管见，以求教于大家。

基础研究是非常重要的，它是应用研究的基础。在医学方面，应用研究早期的疗法、早期检测和疾病预防等都是基于基础研究的发展。基础研究对应用研究有很大的推动作用，对社会发展非常重要。然而，它也是一项长远的投入，一般来说，基础研究的进展速度不会太快，像我所从事的关于蛋白质的研究，可能需要30年才能有重大突破。

在20世纪80年代中期，关于物质的结构及其属性有3个发现，分别是：1984年，我与Ilan Blech、Denis Gratias和John Cahn教授发现的准周期性晶体；1985年，Herold Kroto、JR Heath、SCObrian、Robert Curl和Richard Smalley发现的富勒烯；1986年，Georg Bednorz和Alex Muller发现的高温超导性。这3个发现均获得了诺贝尔奖。