粒子物理是研究物质的基本组成和相互作用的前沿学科。从希格斯物理、新物理寻找、中微子物理、暗物质寻找、新强子态和强作用力机制研究、以及未来对撞机研究等方面回顾了2018年粒子物理学取得的重大进展及突破。

2018年，化学学科在合成与催化、理论与机制、分析与测量等核心领域取得诸多突破性进展；更重要的是，化学作为一门传统学科，在与生命、医学、材料、环境、能源等领域的交叉中焕发出新活力，极大地拓展了自身的发展空间。本文选择一些代表性示例，介绍了2018年化学在新分子创造、结构表征、催化合成、手性科学等方向的亮点工作，评述了对化学生物学、机器学习在化学中的应用、材料与能源化学等交叉领域的典型成果。

天文学是一门以观测为基础的学科，其发展主要依靠观测和数据的支持。基于SAO/NASA Astrophysics Data System天文物理学数据系统中高被引文章并结合热点新闻报道，回顾了2018年天文学热点的进展和发现，以观测和基础研究、仪器研制及工具开发两大方面论述了2018年天文学研究热点。

回顾了2018年全球空间科学重要研究进展、重大战略调整以及新发射的空间科学重要任务平台，盘点了“盖亚”绘制最新银河系地图，科学家首次确定银河系外高能中微子来源，火星勘测轨道器发现火星浅层地表之下的冰，“旅行者2号”飞出太阳系；美国密集出台航天新战略，俄罗斯公布月球计划路线图，国际空间探索协调组更新国际载人航天新战略；首个飞入日冕的帕克太阳探测器成果发射，人类首个月球背面探测器“嫦娥四号”顺利登月等重大科学事件。

临近空间神秘而迷人，其资源还远没有得到有效利用，临近空间飞行器是认识和利用临近空间的必然工具。回顾了2018年临近空间飞行器热点：中国科学院启动A类战略性先导科技专项“临近空间科学实验系统”；谷歌公司旨在平流层气球组网的Project Loon完成7球中继1000 km里程碑，双球单跳最远传输距离达600 km；Zephyr S无人机创造临近空间太阳能无人机驻留时间新记录；高超声速飞行器方面，普京宣称弹道导弹“匕首”已经服役，美俄在滑翔导弹剑拔弩张，吸气式巡航飞行器波澜不惊、多国仍在努力攻关；Virgin Galactic的SpaceShip Two跨入太空的门槛，Blue Origin的New Shepard完成了为普通乘客到大气层更边缘遨游之前的两次关键飞行。探索与认知，打击与防御，遨游与分享，未来临近空间必将上演更多异彩纷呈的篇章。

深空探测指人类航天器离开近地轨道、进入太阳系空间和宇宙空间，对地球以外天体（月球及以远天体）或空间环境开展的科学探测。2018年，国际深空探测叠彩纷呈：中国“嫦娥四号”成功实现国际首次月球背面软着陆并将开展巡视勘察；美国“洞察号”探测器登陆火星；向太阳系空间进发，朝向日心方向，欧洲空间局和日本合作研制的BeipiColombo探测器正飞向水星、美国“帕克号”探测器开启“史诗级”旅行去“触摸太阳”，远离日心方向，“新视野号”成功飞掠柯伊伯带的小行星“天涯海角”、“旅行者2号”突破日球层顶；美国“奥西里斯-REx”和日本“隼鸟2号”顺利抵达各自目标小行星执行采样任务。2018年，月球表面存在水冰、火星发现有机分子、太阳系边际再抵近等发现或突破对于探寻生命起源、太阳系起源和演化，拓展人类知识体系具有重要意义。

盘点了2018年农业科学研发取得的一些重要成果。小麦、水稻、玉米及大豆、荞麦、马铃薯等主要粮食作物在基因组测序、分子育种、遗传机理解析、氮高效利用、起源演化、基因编辑等方面获得快速发展，发布了世界首个六倍体小麦基因组图谱，完成了3000份水稻基因组计划和中黄13的基因组测序，克隆了一系列产量、品质及抗病虫害基因，解析了一些重要的生长发育调控机制。油菜、棉花、茶叶、烟草等主要经济作物在基因组学、风味调控机理、光合效率等方面有所突破，中国油菜基础研究与应用已达到国际领先水平。此外，水稻、小麦、番茄、苹果等作物的病虫害防治，畜禽的繁殖、品种改良和疾病防治，蜜蜂的基因组和转录组解析，蚕病害防治和驯化历史，化肥和水稻品种对气候变化的影响、气候变化对作物产量的影响，茎叶类蔬菜和食用豆收获设备、油菜播种机等农机农艺领域均有突破性进展。

肿瘤免疫疗法已成为肿瘤治疗的重要手段，是肿瘤研究领域的焦点和热点。肿瘤免疫治疗相关药物相继问世，而2018年度诺贝尔生理学或医学奖授予两位在肿瘤免疫治疗中有突出贡献的免疫学家，更是确立了肿瘤免疫治疗时代的到来。本文概述了2018年肿瘤免疫治疗研究的热点及进展，包括新的肿瘤免疫检查点的发现、T细胞耗竭的深入探究、新的肿瘤免疫抑制细胞亚群的发现以及肿瘤免疫治疗新策略的探索。

先进纤维复合材料的产品创新研发和技术日益成熟，对国民经济的发展及国防现代化建设具有重大的意义。回顾了2018年先进纤维复合材料在成型工艺、性能优化、产品创新、成本缩减、技术转化等方面的进展，评述了先进纤维复合材料在航空航天、轨道交通、汽车、船舶和能源领域的应用。

热超构材料研发活动在2018年再次取得丰硕的研究成果。回顾了热超构材料2018年在热传导、热对流、热辐射3种传热方式方面的研究进展及应用，归纳为7个研究热点：结构表面高效调控热传导、非均匀热学结构理论进展及应用开发、热学零折射隐身斗篷、建立了变换热对流理论、反常对流传热现象、从太阳和太空中同步收集能量、热超构材料应用设计与集成开发。

能源结构转型是世界各国正在面临的严峻问题。中国可再生能源丰富，但高比例的可再生能源渗透对电网的安全运行提出重大挑战。储能作为协同新能源运行的有效手段，可打破电能“即发即用”的特点，实现能量的高效利用。在大规模储能背景下，压缩空气储能以其自身的清洁、低成本等特点，逐步成为研究热点。2018年，压缩空气储能领域向示范工程、商业化初期不断迈进。本文回顾2018年压缩空气储能领域热点问题，总结了该领域多能互补、液化压缩、盐穴储气、循环控温、协同水利发电等技术方面的突出进展。

2018年清洁能源领域取得了一系列激动人心的进展，提出了液态阳光的概念，不依赖p-n结的光伏转化新原理被发现以及锂硫电池步入商业化应用等。本文评述了太阳能电池、燃料电池、锂电池及生物质能源等技术在2018年的重要突破，并展望了未来清洁能源领域的发展方向。

盘点了2018年核能科技重点领域所取得的重要研究与工程进展，重点介绍了第四代反应堆、核电站项目建设以及退役方面的最新状况。总体情况显示，核能仍是全球能源结构中的关键一环。随着新一代核能设施研发和核退役部署，有望进一步确保和发挥核能的关键作用。

2018年地热领域研究热点纷呈：世界各国在地热发电领域发展迅猛，中国面临着很大的机遇和挑战，地热勘查逐步走向精细化，地热开发逐步走向集约化，地热利用逐步走向综合化。地热成为地质界真正的热点，封闭式井下换热技术、采灌均衡地热评价技术、地热-太阳能等混合能源开发利用等方面相关技术和规范不断完善，在理论方面，地热开发过程与微地震的发生之间的机制认识更进一步，干热岩开发理论更加深入，此外，围绕地热流体的生态环境、微生物以及油田地热开发方面也呈现出创新性的见解。

2018年是钙钛矿太阳能电池发展的第10年，国际上该领域取得了一系列重要进展。从器件效率的持续刷新，钙钛矿材料和器件稳定性问题的解决，器件到模块化制备以及柔性和半透明电池的应用等方面简要介绍了代表性研究进展。

回顾了2018年信息科学的热点，包括：对抗网络成为人工智能领域新的发展热点，更具实用性的离子阱量子计算机问世，谷歌的人工智能虚拟助手能够以真人声音与用户对话，桌面3D金属打印机进入市场，癌症基因组图谱正式完成，加密锚和区块链被联合应用来打击造假者，基因预测逐渐成为主流。

2018年，人工智能学科各分支取得了一系列研究进展，并在众多领域获得广泛应用。本文遴选人机融合智能、群体智能、认知计算、情感计算、智能机器人、智慧城市、人工智能医疗等分支作为代表，回顾了2018年人工智能领域的热点事件。

2018年，无人机技术、产品、应用、监管等领域取得了系列进展。回顾了无人机集群飞行、载人无人机与飞行汽车、无人机与5G融合、变体无人机、新能源无人机、有人机无人化等前沿热点进展，以及大型无人机融入国家空域、无人机空中交通管理系统和无人机监管法规政策等无人机安全及监管方面的最新进展。

脑机接口提供了人脑与外部设备之间的直接通信通道，它的独特之处是不依赖于外周神经和肌肉组织。近年来，脑机接口领域发展迅速，脑机接口研究正在不断扩展，其应用范围也在不断扩大。本文综述了2018年脑机接口领域在系统应用与关键技术方面所取得的重要研究进展，展望了脑机接口智能化、移动化的发展新趋势，并提出脑机接口伦理风险的新思考。

2018年，医用机器人研发领域呈现出宽领域、多层次发展趋势，手术机器人应用范围和产业规模持续扩大，康复机器人产品类型日趋多样化和层次化，护理机器人受到越来越多的关注。人工智能和大数据技术显著提升了医用机器人的决策智能化和操作安全化程度。多学科技术融合态势得到进一步强化，医疗环境下的人、机器人与环境之间的协作关系更为融洽。医用机器人已经成为高端医疗器械产业的代表性子领域。

2018年隧道与地下工程在工程建设和技术进步方面取得了一系列成果。本文介绍了盾构和全断面隧道掘进机、新型隧道形式重大建设和项目技术进展及新型化、智能化的研究进展，并展望了相关技术及行业应用的发展趋势。

2018年宜居城市研究持续获得国内的广泛关注。盘点了在城市宜居性因素研究、宜居城市建设与实践、宜居城市的评价、宜居城市理论探讨等方面取得新进展；总结了中国响应生态文明和谐宜居城市建设战略，在围绕生态宜居城市建设等方面开展了全方位的实践探索，提出了宜居城市的建设朝着实证化、具体化、精细化方向迈进。

建成遗产保护与城市规划在2018年保持着较高的研究热度。本文综述了国内外遗产保护研究与规划在建筑领域、城市领域及景观领域3个方面的理论成果，盘点了建成遗产保护与传承、旧城更新、新区规划、可持续城市规划、国土空间规划以及大数据时代下的城市规划技术等方向为代表的研究与实践成果。

科技研发、应用、服务活动中，创新性进展精彩纷呈，突破性应用层出不穷，人性化服务耳目一新。但作为人类活动，其中必然存在错漏、不端，因而需要揭露和质疑，通过反思和防范促进科学技术更好发展。本文遴选10件2018年社会关注度较高、颇具争议或负面影响重大的科技事件，以期引发进一步反思。