12月24日，由科技日報社主辦、部分兩院院士和媒體負責人共同評選的2025年國際十大科技新聞揭曉。

入選的2025年國際十大科技新聞分別是：

● “深度求索”引領開源人工智能模式

● 腦機接口將腦活動解碼為連續(xù)語句

● 人工智能“從零開始”設計蛋白酶

● 光子計算芯片性能超越傳統(tǒng)電子硬件

● 魯賓天文臺發(fā)布宇宙攝影“首作”

● 智能機器人自主完成膽囊切除手術

● 新算法取得首個可驗證量子優(yōu)勢

● 引力波信號驗證霍金黑洞面積定理

● 地球達到首個災難性氣候臨界點

● 跨物種哺乳動物腦細胞發(fā)育圖繪成

1

“深度求索”引領開源人工智能模式

在人工智能（AI）浪潮奔涌的2025年伊始，中國“深度求索”（DeepSeek）公司以其開源大模型DeepSeek-R1的突破性成果，在世界AI發(fā)展史上留下了深刻印記。

DeepSeek-R1開創(chuàng)性地采用純強化學習訓練大規(guī)模推理模型，在提升模型能力的同時，顯著降低了對標注數據的依賴。該團隊今年9月在《自然》雜志發(fā)表的論文，系統(tǒng)闡述了這一技術路徑的科學價值與工程實現。其實現了在有限算力條件下達到頂尖性能的目標，展現了中國科研人員獨具匠心的智慧。

“深度求索”標識藝術圖。圖片由AI生成

更令人鼓舞的是，DeepSeek堅持開源開放的理念，將模型架構、訓練工具及數據處理流程全面公開，邀請全球開發(fā)者共同參與生態(tài)建設。這種開放包容的姿態(tài)，促進了知識共享與創(chuàng)新碰撞。

DeepSeek的實踐向人們展示了一條更加可持續(xù)的AI發(fā)展路徑。這條道路有望讓AI發(fā)展回歸技術本質，惠及更廣泛的社會領域。這一“中國方案”的成功，不僅是技術上的突破，更是發(fā)展理念的革新。

2

腦機接口將腦活動解碼為連續(xù)語句

今年，腦機接口的進步，將思想的無聲洪流轉化為流暢文字。

2月，美國得克薩斯大學奧斯汀分校在腦科學領域取得一項令人矚目的進展。他們開發(fā)的基于AI的新型腦機接口，能將人的思維解碼為連續(xù)文本，而無需用語言說出來。這部解碼器僅需大約1小時，就能適應個人獨特的腦活動模式，標志著“讀腦”技術在效率與適用性上的顯著飛躍。

該項創(chuàng)新借鑒預訓練模型的思想，利用轉換器算法將新個體短暫的腦活動數據映射到已有模型之上，從而將解碼器所需的“校準”時間從傳統(tǒng)的數十小時大幅縮短至約1小時，極大地降低了使用者的負擔，使得該技術的實際應用看到了曙光。

可貴的是，該技術并非旨在“解讀”私密思緒，而是專注于重建語言的含義。在模擬腦損傷條件的測試中，解碼器展現了其幫助失語癥患者恢復溝通能力的巨大潛力。目前，團隊正積極與臨床專家合作，致力于讓這項技術切實改善患者生活。

這項研究的價值不僅在于技術層面的精巧，更在于其背后所承載的關懷——讓技術真正服務于人，特別是那些在沉默中渴望溝通的心靈，照亮他們與世界重新連接的希望。

3

人工智能“從零開始”設計蛋白酶

在生命設計的深邃領域，AI正悄然開啟一扇全新的大門。

2月，諾貝爾獎得主大衛(wèi)·貝克領導的團隊在《科學》期刊發(fā)表里程碑成果，首次實現了AI“從零開始”設計具有復雜活性位點的絲氨酸水解酶。這項突破不僅標志著計算生物學向前邁出關鍵一步，更預示著人類在理解與創(chuàng)造生命催化機制方面進入了新紀元。

AI從頭設計絲氨酸水解酶示意圖。圖片來源：《科學》

貝克團隊開發(fā)了一種名為PLACER的機器學習網絡，結合RFdiffusion蛋白質生成方法，成功構建出既能穩(wěn)定折疊又能高效催化酯水解反應的全新酶分子。這些AI設計的酶，不僅展現出與天然酶相媲美的活性，更突破了自然演化的結構限制——研究中發(fā)現了5種自然界未曾存在的全新酶折疊方式，為這一古老酶家族注入了前所未有的結構多樣性。

當AI展現出創(chuàng)造生命核心元件的能力，我們或許正在見證一場悄然發(fā)生的生物技術革命：不是改造生命，而是理解并延展生命演化的無限可能。

4

光子計算芯片性能超越傳統(tǒng)電子硬件

當電子芯片的能效瓶頸日益成為AI發(fā)展的制約，一束來自光計算領域的新曙光正照亮前路。

4月，《自然》雜志發(fā)表的兩篇獨立研究論文介紹了兩種光子計算芯片，與電子系統(tǒng)結合在一起，比傳統(tǒng)電子芯片性能更高，能耗更低，將能滿足AI技術發(fā)展而推升的計算需求。

光子處理器。圖片來源：英國《自然》在線版

新加坡Lightelligence公司演示了一種名為PACE的光子加速器，能完成極低時延的計算。這個大型加速器由逾16000個光子元件以64×64矩陣組成，能解決“伊辛問題”這類很難的計算問題，證明了其在實際應用中的可行性。而美國Lightmatter團隊則描述了一種能以高準確度、高效執(zhí)行AI模型的光子處理器。該處理器由4個128×128矩陣組成，能執(zhí)行自然語言處理模型和用于圖像處理的神經網絡，準確度與傳統(tǒng)電子處理器不相上下。

光子計算的研發(fā)已有數十載，但今年這些演示可能意味著，我們終于能利用光來構建更強大、更高效的計算系統(tǒng)。

5

魯賓天文臺發(fā)布宇宙攝影“首作”

在智利阿塔卡馬高原的靜謐山巔，人類凝視宇宙的“巨眼”首次睜開，便向我們展現了一個前所未有的深邃圖景。

6月，薇拉·C·魯賓天文臺發(fā)布了其首批測試圖像，這臺有史以來最大的數字相機，以其震撼的視野，將數百萬顆遙遠恒星、星系以及數千顆此前隱匿無蹤的小行星，一并呈現在我們面前。

魯賓天文臺首批照片合成的天空圖像。圖片來源：魯賓天文臺

這組圖像是未來十年“時空遺珍巡天”項目的“第一瞥”，卻已顯露出變革性的觀測能力。在短短十余小時的測試中，它便發(fā)現了2104顆太陽系內新小行星。更令人嘆為觀止的是一幅由678張圖像拼接而成的三葉星云與礁湖星云馬賽克圖，僅短短7小時拍攝而成，卻捕捉到數千光年外恒星搖籃的纖毫細節(jié)，其氣體與塵埃的微妙結構超越了以往觀測的極限。

魯賓天文臺的使命不僅是拍攝靜態(tài)照片，更是為宇宙“制作電影”，通過持續(xù)凝視來動態(tài)解讀時空的演化。它如同一位剛剛就位的宇宙史官，即將開始系統(tǒng)記錄兩百億個星系的宏大史詩。此次發(fā)布，恰如這部浩瀚編年史的精美序章，預示著人類對宇宙的認知，即將步入一個數據驅動的新紀元。

6

智能機器人自主完成膽囊切除手術

在人類外科手術的精微世界里，一個全新的智能伙伴正悄然登場。

7月，美國約翰斯·霍普金斯大學團隊發(fā)表在《科學·機器人》雜志的論文表明，其研發(fā)的智能機器人成功在沒有人工協(xié)助的情況下，完成了一例完整的膽囊切除手術。這不僅是技術上的突破，更意味著手術機器人從精確的“執(zhí)行者”向具備理解與適應能力的“智能外科醫(yī)生”邁出了關鍵一步。

手術機器人末端執(zhí)行器。圖片來源：約翰斯·霍普金斯大學

與以往依賴預設程序或特殊標記的機器人不同，這款名為SRT-H的新型系統(tǒng)，展現了前所未有的自主性與靈活性。其不僅能實時識別個體解剖結構的細微差異，還能在手術中自主決策、調整動作，甚至面對突發(fā)狀況也依然沉穩(wěn)應對，展現出與熟練外科醫(yī)生相媲美的專業(yè)素養(yǎng)。

這項突破的核心價值在于，機器人首次將機械系統(tǒng)的高精度與人類醫(yī)生的適應性理解融為一體。在包含17個復雜步驟的膽囊切除手術中，它實現了100%的成功率。雖然當前操作速度略慢于人類專家，但其穩(wěn)定性與抗干擾能力，為在真實、不可預測的醫(yī)療環(huán)境中部署自主手術系統(tǒng)奠定了堅實基礎。

從輔助工具到智能伙伴，手術機器人的這一飛躍不僅預示著外科手術將進入更精準、更安全的新階段，更讓我們看到人機協(xié)作在未來醫(yī)療中蘊含的無限可能。當機器開始理解手術的精髓，人類醫(yī)生的智慧與經驗將得以延伸至更廣闊的疆域。

7

新算法取得首個可驗證量子優(yōu)勢

當量子計算在可驗證的賽道上超越經典計算的極限，或許意味著，人們正站在新時代的門檻上。

10月，谷歌公司宣布，其量子計算研究實現了一項關鍵突破：在105比特的“Willow”量子處理器上，首次完成了具有可驗證性的量子優(yōu)勢演示。這項名為“量子回聲”的實驗，在測量特定復雜函數的“二階非時序關聯(lián)函數”（OTOC）任務中，其計算速度達到經典超級計算機的約13000倍，為量子計算領域樹立了一個新的里程碑。相關成果作為封面論文發(fā)表在《自然》雜志上。

《自然》封面介紹谷歌公司量子處理器的“量子回聲”實驗。圖片來源：《自然》網站

與以往的原理性演示不同，此次突破的核心在于將抽象的量子理論轉化為可測量的物理現實。OTOC函數如同一枚高靈敏度的“量子干涉探針”，能夠揭示系統(tǒng)內部不同演化路徑間的微妙干涉效應。對經典計算機而言，此類計算的復雜度隨量子比特數呈指數增長，堪稱難以逾越的障礙——谷歌量子處理器僅用2.1小時完成65個量子比特的OTOC測量，而同等任務需耗用全球最快超算“前沿”約3.2年。

這也代表著，在量子計算邁向實用化的漫長征途上，一道可驗證的優(yōu)勢界限正被清晰劃定。

8

引力波信號驗證霍金黑洞面積定理

在宇宙深處一場發(fā)生于13億年前的劇烈碰撞，如今為人類驗證一個偉大的思想實驗提供了最堅實的證據。

9月，一組國際科研團隊宣布通過分析美國激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）探測到的信號GW250114，以高達99.999%的置信度，證實了霍金于1971年提出的黑洞面積定理。

雙黑洞合并產生引力波的藝術示意圖。圖片來源：美國西蒙斯基金會

黑洞面積定理預言，并合后新黑洞的視界總面積永遠不會減少。此次觀測到的事件，源自兩個約32倍太陽質量的黑洞的并合，其并合前后視界面積從24萬平方公里增至40萬平方公里的數據，完美符合了這一定律?，F今，LIGO探測器靈敏度已提升至2015年的3倍，這也令探測“從耳語變吶喊”，讓科學家得以清晰捕捉到此前轉瞬即逝的引力波“泛音”，從而以前所未有的精度完成了驗證。

從2015年引力波的首次直接探測，到如今以極高置信度驗證黑洞面積定理，我們正一步步揭開宇宙最幽暗天體的奧秘。當理論的預言被宇宙深處的回響所印證，人類對時空本質的認知，也隨之邁入了更深的層次。

9

地球達到首個災難性氣候臨界點

當溫水珊瑚礁的大規(guī)模白化與死亡，從預警變?yōu)楝F實，人類收到了地球氣候達到第一個臨界點的明確信號。

10月，來自23個國家87個機構的160名科學家共同撰寫并發(fā)布的《全球臨界點報告》稱，隨著全球變暖突破1.5℃臨界閾值，世界正迅速逼近一系列災難性臨界點，其中溫水珊瑚礁大規(guī)模死亡已成為首個顯著標志。這也意味著人類進入一個全新的“氣候現實”。

報告指出，當前全球氣溫已較工業(yè)化前上升約1.4℃，而珊瑚礁的熱臨界點約為1.2℃。即便未來能將升溫控制在1.5℃以內，這一支撐近十億人生計和四分之一海洋生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)，也已幾乎確定將大面積消失。更嚴峻的是，格陵蘭和西南極冰蓋的失控融化、亞馬孫雨林的大規(guī)模退化、大西洋環(huán)流的潛在崩潰等更多臨界點也近在眼前。一旦越過，變化將是劇烈、系統(tǒng)且不可逆的，而當前全球治理體系遠未做好應對準備。

然而，報告并未止步于警示。它同樣指出，人類仍可通過觸發(fā)“積極臨界點”來扭轉危局。近年來，可再生能源、電動汽車等綠色技術的成本下降與快速普及，已展現出社會技術系統(tǒng)向可持續(xù)方向轉型的強大潛力。

這份報告既是一記警鐘，也是一張路線圖。它提醒我們，每一度升溫都至關重要，每延遲一年行動，都可能將人類推向更不可控的深淵。唯有以堅定的政治意愿、公平的轉型策略和全社會的共同行動，才能在這場與時間的賽跑中，守護一個仍可棲居的地球。

10

跨物種哺乳動物腦細胞發(fā)育圖繪成

在探索生命最復雜的器官——大腦的征程中，科學界邁出了里程碑式的一步。

11月，由全球多國科學家聯(lián)合完成的最詳盡跨物種哺乳動物腦細胞發(fā)育圖譜正式發(fā)布，覆蓋從小鼠到人類的多種哺乳動物，完整揭示了腦細胞從出現、遷移、成熟到建立精密網絡的全過程。相關成果以12篇論文的形式發(fā)表于《自然》系列期刊，標志著腦科學研究正式進入系統(tǒng)化、動態(tài)化的新階段。

小鼠出生后的腦空間多組學圖譜。圖片來源：《自然》網站

該研究源于美國“BRAIN計劃細胞網絡圖譜”項目，整合了單細胞基因組學、空間轉錄組學等前沿技術，構建出貫穿發(fā)育全程的細胞級分辨率圖譜。在其中一項突破中，研究人員系統(tǒng)追蹤了小鼠大腦中超過120萬個抑制性神經元的發(fā)育路徑，這類細胞如同大腦的“剎車系統(tǒng)”，對運動、記憶和情緒調控至關重要。研究發(fā)現，這些神經元能夠長距離遷移，有些甚至跨越整個大腦，最終定位到特定功能區(qū)。

另一項研究通過對小鼠視覺皮層77萬個細胞的追蹤表明，腦細胞的多樣化并非在出生前完成，而是在出生后接受視覺、聽覺等感官刺激的過程中持續(xù)塑造。這揭示出后天經驗對神經回路成熟的關鍵作用，也為早期干預提供了科學依據。

此外，借助高精度空間基因測序技術，團隊還發(fā)現不同神經元組合形成的“細胞特征”可精確定義大腦功能區(qū)，進一步闡明基因與環(huán)境在發(fā)育中的協(xié)同機制。

這一系列圖譜不僅是對生命科學基礎認知的重大推進，更為理解自閉癥、注意力缺陷多動障礙等神經發(fā)育性疾病的起源提供了全新視角。隨著腦發(fā)育“黑箱”被逐步打開，人類有望在未來實現更早期的診斷、更精準的干預，為眾多受腦疾病困擾的個體點亮希望之光。

來源：科技日報

責編：葉　揚

美編：鄭娜莉

一審：何百岳

二審：方佳佳

三審：王陸軍