2016年10月3日，日本科学家大隅良典因发现细胞自噬机制获得诺贝尔生理学或医学奖。2016年10月4日，美国科学家戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯德里茨，因发现了物质的拓扑相变和拓扑相而获得诺贝尔物理学奖。2016年10月5日，让-皮埃尔·索维奇、J.弗雷泽·斯托达特、伯纳德·L·费林加，因在分子机器的设计和合成领域取得的成就而获得了诺贝尔化学奖。

“发展不能以污染环境为代价”，近些年这句话本来是对经济发展说的。没有料到，现在这话居然也适用于科学发展。

最近研制的活病毒疫苗具有革命性的意义。这是人类的新“武器”，它能够消灭几乎任何一种病毒及其变体，这将扭转人类与病毒的战斗局面。

2016年11月30日，一场题为“表观遗传及其在细胞命运决定中的作用”的学术辩论在北京大学上演。而引发这场辩论的是发表在《纽约客》上的一篇关于表观遗传学的报道文章。文章发表后，一些科学家指出其过度强调“组蛋白修饰和DNA甲基化的表观调控” ，而忽视了更为主要的调控因素“转录因子”。表观因子相对于转录因子究竟有多重要，科学家论剑争锋，相持不下。

从政治经济学角度来说，科学技术是生产力，并且是第一生产力，恐怕很少有人会怀疑。但在卫生与健康事业中，从宏观角度看，高新技术的研发与使用并不一定能带来很好的经济效益。

本文从知识产权法律；作者、出版社和社会公众三方利益；伦理道德共3个方面对中英文“一稿两投”问题进行了深入分析，指出中英文“一稿两投”是否违反知识产权法律取决于作者与出版社之间的民事约定，无一定之规；中英文“一稿两投”对三方的利益影响不同，应根据社会利益最大化进行取舍。中英文“一稿两投”在只计算一项成果的前提下，与科学道德无关，且有利于中文科技杂志的繁荣和科技成果在我国的传播应用，利大于弊。

美国物理学家索利斯（David J.Thouless）、霍尔丹（F.Duncan M.Haldane）、科斯德里茨（J.Michael Kosterlitz）因“关于拓扑相变和物质拓扑相的理论发现”获得2016年度诺贝尔物理学奖。介绍了这3位诺贝尔物理学奖获得者的学术经历，并从拓扑与拓扑相变、量子霍尔效应中的拓扑、1维量子反铁磁与对称性保护的拓扑态等方面探析拓扑相变和物质拓扑相理论发现的科学意义。

2016年度诺贝尔化学奖授予Jean-Pierre Sauvage、Sir J.Fraser Stoddart和Bernard L.Feringa 3位科学家，以表彰他们在分子机器设计与合成方面的重大贡献。分子机器是一个新兴的研究领域，致力于构建分子水平上的机器。超分子化学在分子机器的研究中起到至关重要的作用，从一定意义来说，这是继1987年以来，诺贝尔化学奖第2次授予超分子研究领域的科学家。本文简述分子机器的设计理念、合成思路、发展现状和前景。

2016年度诺贝尔化学奖授予Jean-Pierre Sauvage、J.Fraser Stoddart和Bernard L.Feringa 3位科学家，以表彰他们对人工分子机器研究领域的重大贡献。本文阐述分子机器的起源、发展和研究现状，并展望人工分子机器的未来发展趋势。

自噬是一种细胞自身成分降解并回收利用的基本过程。日本科学家Yoshinori Ohsumi（大隅良典）因阐明细胞自噬的分子机制和生理功能而获得2016年度诺贝尔生理学或医学奖。这项工作不但为理解机体适应饥饿、感染免疫应答等诸多生化过程打开了一扇窗，也为治疗自噬相关疾病及开发针对自噬的潜在药物靶标奠定了基础。本文解读细胞自噬分子机制的科学背景及内涵，综述自噬相关研究的进展，并探讨其对人类健康的重大意义。

类风湿关节炎（RA）是一种自身免疫性疾病，全球患病率约0.24%。RA发病机制复杂，致残率极高，严重影响患者的生活质量，给社会带来沉重的经济负担，对RA的有效治疗成为全球医药行业关注的重点。据艾美仕数据统计，2015年全球医药市场用于治疗RA的药物支出达214亿美元。本报告依据相关文献及Thomson Reuters、IMS Health等数据库信息，对RA全球药物研发市场、治疗药物类别、靶标、专利等药物研发状况进行分析。目前，RA治疗药物类别包括抗炎药、抗风湿药、激素类药物、生物制剂、联合用药、免疫重建等；治疗靶标有肿瘤坏死因子α、环氧化酶类、B-淋巴细胞抗原、白细胞介素类、细胞核转录因子kB、小分子激酶等；近些年，生物技术药物在RA等自身免疫性疾病治疗领域取得了前所未有的成功，未来市场小分子药物及生物仿制药也将会发挥关键作用。

核受体Rev-erbs是能量稳态调控的核心转录调节因子，其表达受饮食、药物、运动等因素的影响；Rev-erbs参与糖脂代谢、胰岛素分泌、血糖稳态调节等多个生物学过程，是肥胖症、糖尿病等慢性代谢性疾病治疗的重要药物靶标，通过调节糖脂代谢通路中的靶分子，调控组织的能量稳态。运动干预刺激肝脏、骨骼肌等组织中Rev-erbs表达，调控糖脂代谢基因，维持细胞能量稳态，可能是慢性病运动干预的重要适应机制。简述了Rev-erbs的结构特点、表达调控因素与作用机制，分析了运动干预对Rev-erbs表达的影响与代谢调控机制，以及Rev-erbs在运动科学领域的国际前沿和发展趋势。

材料基因组计划的核心理念，是通过计算、数据和实验“三位一体”的方式，变革传统的主要基于经验和实验的“试错法”材料研发模式，把发现、开发、生产和应用新材料的速度提高到目前的两倍。它旨在建立一个新的以计算模拟和理论预测优先、实验验证在后的新材料研发文化，从而取代现有的以经验和实验为主的材料研发的模式。本文论述如何通过计算和数据的方法加快新材料研发，介绍帮助加快新材料发现的高通量集成计算基础平台和软件框架MatCloud。

在GPS信号较弱甚至失效的环境下，视觉伺服能够通过视觉信息控制自主飞行，因此近年来视觉伺服在自主飞行控制领域受到广泛关注。根据获取的图像信息不同，可将视觉伺服分为基于位置的视觉伺服和基于图像的视觉伺服。与基于图像的视觉伺服相比，基于位置的视觉伺服位姿估计稳定，可直观地在直角坐标空间定义机器人运动，符合机器人工作方式，且控制器设计简单，但控制精度受摄像机和机器人标定精度的影响，且计算量较大。对于小型四旋翼无人机自主飞行控制的应用研究中，视觉伺服的实时性、精确性和鲁棒性尚待提高，且小型四旋翼无人机的智能化不高，在室内室外模式转换及室内协同控制方面还有广阔的发展空间。

基于中国再制造工程及智能技术的发展基础与趋势，提出了智能再制造的概念，构建了智能再制造工程体系，并阐述了智能再制造物流、智能再制造生产、智能再制造加工、智能再制造营销等重要部分的概念、方法和体系，指明了中国智能再制造工程的当前主要任务和未来发展方向。智能再制造工程是智能制造的重要组成，智能再制造工程体系是当前中国再制造产业发展模式的全面总结和提升，可实现再制造全系统、全流程的自动化、柔性化与数字化，大力提高再制造企业的产品效益、生产能力和管理水平。

多金属氧酸盐作为一种无机金属-氧簇化合物，在抗肿瘤、抗病毒等药物化学领域引起广泛关注。研究了以下5种含5-氟尿嘧啶稀土磷钨酸盐K₉（C₄H₄FN₂O₂）₂La（PW₁₁O₃₉）₂·18H₂O，K₉（C₄H₄FN₂O₂）₂Ce（PW₁₁O₃₉）₂·23H₂O，K₉（C₄H₄FN₂O₂）₂Nd（PW₁₁O₃₉）₂·25H₂O，K₉（C₄H₄FN₂O₂）₂Sm（PW₁₁O₃₉）₂·11H₂O和K₉H（C₄H₄FN₂O₂）Eu（PW₁₁O₃₉）₂·11H₂O（FLnPW，Ln=La、Ce、Nd、Sm、Eu）对HeLa细胞凋亡和周期的影响，以5-氟尿嘧啶为阴性对照，同时比较了含5-氟尿嘧啶磷钨酸盐K11C₄H₄FN₂O₂（PW₁₁O₃₉）·7H₂O（FPW）及磷钨酸H₃PW₁₂O₄₀（PW）的生物活性。细胞形态检测表明，化合物作用于HeLa细胞后均出现明显凋亡形态特征，细胞核染色质呈高度浓缩和边缘化现象（PW除外）。流式细胞周期检测表明，化合物作用后HeLa细胞均出现S期阻滞，与5-氟尿嘧啶相比，FPW作用后S期阻滞增强，而FCePW、FNdPW和FEuPW组同时出现S期和G₂/M期阻滞。流式细胞检测表明，化合物诱导HeLa细胞发生凋亡（PW除外），且诱导凋亡活性顺序为FLnPW > FPW > 5-氟尿嘧啶。Caspase 3检测表明，化合物作用后Caspase 3活性增强（PW除外），活性顺序与凋亡活性顺序相同，其中FCePW组和FEuPW组Caspase 3相对活性显著增强。实验结果表明，所考查化合物（PW除外）能诱导细胞周期阻滞、诱导凋亡活性以及激活Caspase 3，且FLnPW的活性均高于FPW和5-氟尿嘧啶，而PW只能使肿瘤细胞发生坏死，说明5-氟尿嘧啶和稀土元素对化合物的抗肿瘤活性发挥关键作用，FLnPW可能是通过诱导细胞周期阻滞以及激活Cas-pase 3细胞凋亡通路，实现显著抑制HeLa细胞增殖。

两性霉素B是多烯类广谱抗真菌抗生素，已广泛应用于深部真菌感染。以结节链霉菌Streptomyces nodosus ZJB15076为出发菌种，对其发酵生产两性霉素B的培养基成分进行了优化，确定了较优的碳源和氮源及最适浓度：质量分数为葡萄糖4.5%、牛肉膏4%；在此基础上继续进行发酵条件的研究，确定了较优的发酵条件：发酵初始pH值为7.0，培养温度为28℃，装液量为40 mL/250 mL，接种量（体积分数）为2%。分析了在摇瓶内添加玻璃珠对两性霉素B产量的影响，研究结果表明，添加玻璃珠后能显著改善菌丝聚集情况并显著提高两性霉素B的产量，产量与对照组相比提高了341.1%，达到4563.2 mg/L。

加拿大萨斯喀彻温省钾盐矿床是世界上最大的钾盐矿床，以规模大、矿层厚、品位高、有害杂质少著称。对中川国际矿业控股有限公司位于萨斯喀彻温省的“中钾”项目矿区内2008-2009年完钻的5口钻井岩心进行了沉积学、矿物学和地球化学综合研究。结果表明，该项目区域成钾与萨斯喀彻温省目前在产钾矿成矿状况相近，钾石盐资源巨大、埋藏浅、分布广，其钾盐层埋藏深度略深于目前在产钾盐矿。萨斯喀彻温省钾盐矿床成矿稳定连续，以钾石盐为主，光卤石少，矿床自东北向西南方向以极小的倾角倾斜，从曼尼托巴省的露头一直倾斜到萨斯喀彻温省南部达到2750 m深，表明该钾盐区仍然有巨大的资源潜力待勘探开发。

针对低渗透油藏储集层孔道微细、孔隙结构复杂等特点，采用管径为20、15、10 μm的微圆管，以纳微米聚合物颗粒溶液为流动介质，研究微圆管中流体微观流动规律，分析纳微米聚合物颗粒溶液的实验流速与压力梯度的关系，研究纳微米聚合物颗粒溶液在窄小孔道中微尺度效应下的微观流动规律，明确在微管内所受微观力和流体动力学特性。研究表明：随着微管内径的逐渐减小，纳微米聚合物溶液的流速均明显减小；随着纳微米聚合物颗粒尺寸和溶液质量浓度的增加，流体流速逐渐降低；实验压力范围内，纳微米聚合物流速与压力梯度基本呈线性关系；微管管径越小，颗粒粒径越大，非达西流动特征越显著。

为保证试井解释出充足而准确的油藏信息，需要足够长时间的测试数据。针对海上低渗透气藏压力恢复试井测试时间长、成本高的问题，通过推导反卷积试井模型，用Matlab编制反卷积算法，提出基于反卷积处理的压力恢复试井分析操作步骤，实现了用短期压力恢复数据和生产数据反演气藏压力响应历史的过程，大幅度节省了时间并降低了成本。通过数值试井算例验证了此方法的正确性。研究表明，对于渗透率为1×10^-3 μm²地层，水力裂缝半长为120 m无限导流裂缝的压裂气井，需要关井测试22 h才可以探测到地层径向流，若使用反卷积压力恢复试井分析，仅需要1 h的压力恢复数据即可合理计算压裂施工参数。最后，东海低渗气田1口压裂井的现场应用证明了该方法的可行性。

能源消费是诱发全球气候变化的主要因素之一，对能源消费引致的碳足迹及生态压力进行研究具有重要意义。应用能源消费碳足迹相关研究模型，计算得出2005-2010年湖南省能源消费的碳足迹、碳生态承载力和碳生态压力指数，在此基础上进行了湖南省能源消费碳足迹的动态演化与空间差异分析。研究结果表明：1）2005-2010年，湖南省能源消费碳足迹总体呈上升趋势，由2005年的2242.57 hm²上升至2010年的2835.23 hm²；2）2005-2010年，湖南省碳生态承载力变化较小，其生态承载力基本在1880 hm²左右；3）湖南省能源消费碳足迹生态环境压力的空间差异较大，其中高度生态承载区包括邵阳、永州、怀化、张家界与湘西5市州，中度生态环境压力区包括岳阳和衡阳2城市，轻度生态环境压力区包括长沙和益阳2城市，一般过渡区包括常德、郴州和株洲3城市，重度生态环境压力区包括娄底和湘潭2城市。

以2014年北京APEC会议前后京津冀地区的PM_2.5、SO₂、NO₂监测数据为基础，通过最优空间插值得到该地区空气污染物质量浓度的空间分布变化图，采用空间自相关与核密度分析法研究了污染物分布的空间差异和变化规律。结果表明，京津冀空气污染物质量浓度具有显著的空间正相关与空间集聚特性，城市群空气污染空间关联密切，PM_2.5热点集中在北京南部、天津、石家庄和保定等地，SO₂热点集中在保定、天津、唐山和石家庄等地，NO₂热点集中在北京-天津-唐山片区和保定-石家庄-邢台片区；不同时段空气污染物质量浓度差异显著，APEC会议前及期间，在冷空气活动与减排措施的双重作用下，污染物质量浓度显著降低，高密度热点区均逐渐向中、低密度区转化，而APEC会议后，受冷空气影响良好空气质量得以短期维持，但污染反弹现象较快出现，高密度热点区污染迅速加强并扩展。

樟子松是中国北方地区主要造林树种，影响其林分生长的主导因子之一是密度。研究樟子松生长特性及其与密度的相关性，对引种栽培和林分抚育管理等都有重要意义。选取内蒙古中部地区那日斯台林场为试验地，通过对高密度（>3000株/hm²）、中密度（2000~3000株/hm²）、低密度（1000~2000株/hm²）3个不同密度组被选的8个样地每木检尺和解析木分析，结果显示，各年龄段3个密度组之间在树高生长量上没有大的分化，而在胸径、单株材积和蓄积量具有较大的分化。研究表明，密度对山地樟子松的胸径、单株材积和蓄积量有显著影响，而对树高生长量影响不明显；随着密度的增加，林分胸径和单株材积减少，蓄积增加；20龄高密度组和低密度组胸径总生长量相差10 cm、材积总生长量相差0.9 m³。密度愈大，材积迅速生长开始期的树龄愈大。

随着中国换发第二代居民身份证（简称二代证）计划的推广，目前二代证已得到普及。作为射频卡的一种，二代证继承了射频卡的优点，并采用了数字防伪技术和印刷防伪技术，其安全性得到了较大程度的提高。鉴于其安全性、普及性且唯一性，二代证可以应用在安防系统中作为个人身份识别的唯一标识。在分析门禁系统发展现状的基础上，设计了一款符合当前门禁系统发展趋势、集现代化和智能化于一体的二代证门禁控制系统。目前，已完成该软件的需求分析、设计、实现及测试工作。针对该系统的功能及性能测试表明，该系统满足设计要求，且具有安全性高、实时性强、识别效率高等特点。

电子尼古丁传送系统（ENDS）具有成分简单、烟碱含量可控等优点，被认为是一种理想的卷烟有效替代品。由于电子尼古丁传送系统在尼古丁释放过程中不发生燃烧，可降低烟雾中的有害成分，被认为可降低对吸烟者造成的危害。为进一步认识ENDS，本文综述了其使用中可能面临的DNA损伤及典型有害成分亚硝胺和苯并[a]芘的致突变性等问题。从化学分析、毒理学、细胞暴露、动物实验和临床研究5个方面讨论了ENDS的风险性，并对ENDS的发展进行了展望。

在印度出生，取得了印度巴罗达大学的物理学理学学位，随后前往美国求学，获得美国俄亥俄大学物理学博士学位，再接着前往英国，进行分子生物学的研究，随后在2009年获得了诺贝尔化学奖，这听起来是不可思议的传奇经历，然而却真实的发生在一个人的身上，那就是现在的英国皇家学会会长文卡特拉曼·拉马克里希南（Venkatraman Ramakrishnan），同事一般亲切地称他为文卡·拉马克里希南（Venki Ramakrishnan）。

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。

2014年8月至2015年8月，我在国家留学基金委的资助下，前往美国德克萨斯大学奥斯汀分校（The University ofTexas at Austin）进行为期一年的访学生涯。这一年的访学经历，使我深切感受到了美国的先进教学理念、前沿的科学技术以及浓郁的创新氛围，让我明白了世界各国优秀学子前去美国“膜拜”的原因所在。然而，除了科学知识的获取以外，让我感悟最深刻的却是从我的美国合作导师赵东高教授身上看到的“为师之道”

“科学家”是小时候的我眼中神圣的职业，尽管当时我对于科研完全没有概念。刚刚跨过科研的门槛时，我也将学术工作看成是自己可以追求的最有意义的工作。随着对科研工作内容了解程度的增加，以及对于社会分工日益加深的认识，我转而认为，对于社会而言，学术界之外也有很多意义重大的工作。学术研究工作尽管依然有吸引我的地方，但是可以直接给公众带来福祉的科技研发工作，带给我更多热情，让我乐于投身其中。

什么知识最有价值?早在1859年，英国哲学家、社会学家斯宾塞就给出明确答案：毫无疑问，科学知识最有价值。斯宾塞还阐述了科学教育的重要价值，主张通过科学教育，促进人的能力得到充分发展。随后，科学教育的价值逐渐被大众认可，人们开始探索科学教育的内容和方法。20世纪初期的科学教育重点在于讲授自然科学知识；20世纪60-70年代，科学教育进入新的时期，科学教育重点在让学生理解科学方法，强调儿童通过动手在实验中寻找答案；20世纪末，2061计划影响全球，科学教育的重点在于学生自己动手探究，科学教育进入科学探究和科学素养时代。时间已经进入新的世纪，人们对科学教育的关注和思考仍在继续。在科技竞争日益激烈、科技信息爆炸的时代背景下，面向全体学生的科学教育应该怎么教和教什么，由韦钰院士翻译、科学普及出版社于2011年出版的《科学教育的原则与大概念》对于这个问题给出了方向性的指导。