1月26日，由中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院主辦，中國(guó)科學(xué)院學(xué)部工作局、中國(guó)科學(xué)報(bào)社承辦，中國(guó)科學(xué)院院士和中國(guó)工程院院士投票評(píng)選的2025年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞、世界十大科技進(jìn)展新聞在北京揭曉。

中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)、黨組副書記吳朝暉，中國(guó)工程院黨組成員、副院長(zhǎng)李仲平出席會(huì)議并致辭。

中國(guó)科學(xué)院學(xué)部工作局局長(zhǎng)王篤金、中國(guó)工程院辦公廳副主任于澤華為2025年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞入選團(tuán)隊(duì)頒發(fā)紀(jì)念證書及紀(jì)念牌。

兩院院士評(píng)選的2025年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞分別是：中國(guó)“人造太陽(yáng)”EAST創(chuàng)造“億度千秒”世界紀(jì)錄；深度求索（DeepSeek）公司另辟蹊徑推出中國(guó)AI；釷基熔鹽堆建成，中國(guó)核能科技實(shí)現(xiàn)全新突破；中國(guó)肝癌預(yù)測(cè)系統(tǒng)登《自然》雜志封面，服務(wù)全球；“北腦一號(hào)”完成首批無(wú)線人體全植入；“從0到1”發(fā)現(xiàn)帕金森病原始創(chuàng)新靶點(diǎn)和候選新藥；超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號(hào)”問(wèn)世；我國(guó)科學(xué)家成功開發(fā)新型制氫技術(shù)；“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)黑土地全域保護(hù)技術(shù)取得重大突破；我國(guó)科學(xué)家在6G無(wú)線通信領(lǐng)域取得新突破。

兩院院士評(píng)選的2025年世界十大科技進(jìn)展新聞分別是：腦機(jī)接口首次讓患者有感情地說(shuō)話唱歌，可實(shí)時(shí)將思想轉(zhuǎn)化為語(yǔ)言；“電子-光子-量子”一體化芯片系統(tǒng)誕生；探測(cè)到史上最龐大黑洞合并事件，挑戰(zhàn)黑洞形成模型；科學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今最高能量中微子，為之前探測(cè)結(jié)果的20倍；首個(gè)肉眼可見的“時(shí)間晶體”問(wèn)世；轉(zhuǎn)基因豬器官移植創(chuàng)存活時(shí)間紀(jì)錄；地基望遠(yuǎn)鏡首次探測(cè)到130億年前宇宙信號(hào)；迄今最大宇宙圖譜問(wèn)世；史上最大腦“地圖”詳細(xì)描述大量神經(jīng)元及其活動(dòng)；“深層思維”宣布人工智能測(cè)試得分達(dá)國(guó)際數(shù)學(xué)奧賽金牌水平。

此項(xiàng)年度評(píng)選活動(dòng)至今已舉辦了32次。評(píng)選結(jié)果經(jīng)新聞媒體廣泛報(bào)道后，在社會(huì)上產(chǎn)生了強(qiáng)烈反響，使公眾進(jìn)一步了解國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)普及科學(xué)前沿知識(shí)起到了積極作用。

2025年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞

01

中國(guó)“人造太陽(yáng)”EAST創(chuàng)造“億度千秒”世界紀(jì)錄

EAST億度千秒高約束模式等離子體運(yùn)行世界紀(jì)錄屏幕截屏。中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院供圖

1月20日，我國(guó)有“人造太陽(yáng)”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）在安徽合肥創(chuàng)造新世界紀(jì)錄，首次完成1億攝氏度1066秒“高質(zhì)量燃燒”，標(biāo)志著我國(guó)聚變能源研究實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)科學(xué)向工程實(shí)踐的重大跨越，對(duì)人類加快實(shí)現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義。

EAST形如“巨罐”，集“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強(qiáng)磁場(chǎng)”“超大電流”等尖端技術(shù)于一體，近百萬(wàn)個(gè)零部件協(xié)同工作，擁有專利近2000項(xiàng)。十余年來(lái)，EAST歷經(jīng)15萬(wàn)多次實(shí)驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)“億度千秒”的長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，攀上新的科學(xué)高峰。

02

深度求索（DeepSeek）公司另辟蹊徑推出中國(guó)AI

DeepSeek官方logo。DeepSeek公司供圖

1月20日，成立僅一年多的深度求索（DeepSeek）公司，推出新一代大模型R1，在性能比肩OpenAI o1正式版的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了超低訓(xùn)練成本，并且全面開源，給全球人工智能（AI）界帶來(lái)了一場(chǎng)“地震”。美國(guó)硅谷頂級(jí)投資人馬克·安德森驚呼，AI的“斯普特尼克時(shí)刻”來(lái)了。

業(yè)內(nèi)人士表示，從某種角度說(shuō)，DeepSeek-R1的橫空出世意味著中國(guó)在模型研發(fā)方面從模仿OpenAI走向了超越。傳播內(nèi)容認(rèn)知全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家張勇東表示：“DeepSeek-R1是AI 大模型領(lǐng)域的一次重大突破，不僅挑戰(zhàn)了OpenAI的領(lǐng)先地位，還為AI技術(shù)發(fā)展注入了新的活力?！?/p>

03

釷基熔鹽堆建成，中國(guó)核能科技實(shí)現(xiàn)全新突破

釷基熔鹽堆堆本體吊裝。中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所供圖

11月1日，中國(guó)科學(xué)院發(fā)布消息，由中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所牽頭建成的2MWt液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，在國(guó)際上首次獲取釷入熔鹽堆運(yùn)行后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，成為目前國(guó)際上唯一運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆，證明了熔鹽堆核能系統(tǒng)利用釷資源的技術(shù)可行性，鞏固了我國(guó)在國(guó)際熔鹽堆研究領(lǐng)域的引領(lǐng)地位。

熔鹽堆是以高溫熔鹽作為冷卻劑的第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)，是國(guó)際公認(rèn)最適配釷資源核能利用的堆型。釷基熔鹽堆的研發(fā)，為我國(guó)未來(lái)規(guī)模化開發(fā)利用釷資源、發(fā)展第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)提供核心技術(shù)支撐與可行方案。

實(shí)驗(yàn)堆的建成并首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，為實(shí)驗(yàn)堆、研究堆、示范堆“三步走”奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)釷基熔鹽堆的工業(yè)應(yīng)用提供了核心科技支撐。

04

中國(guó)肝癌預(yù)測(cè)系統(tǒng)登《自然》雜志封面，服務(wù)全球

中國(guó)肝癌預(yù)測(cè)系統(tǒng)登《自然》雜志封面。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)供圖

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)孫成研究組與合作者開發(fā)了一個(gè)高精度AI診斷工具，實(shí)現(xiàn)了對(duì)肝細(xì)胞癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確率達(dá)82.2%。

3月13日，該項(xiàng)成果在線發(fā)表于《自然》，隨后于4月24日被《自然》雜志選為當(dāng)期封面文章。這是《自然》創(chuàng)刊156年來(lái)首篇以“計(jì)算腫瘤免疫學(xué)”為主題的封面文章，標(biāo)志著一個(gè)全新學(xué)科方向的誕生。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，決定肝癌復(fù)發(fā)的關(guān)鍵不是免疫細(xì)胞的“數(shù)量”，而是它們?cè)谀[瘤中的“位置”。位于腫瘤侵襲前沿的CD57+NK細(xì)胞密度是最強(qiáng)的預(yù)后指標(biāo)，其預(yù)測(cè)能力遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方法?；谶@一發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了全球首個(gè)空間免疫評(píng)分系統(tǒng)TIMES。該系統(tǒng)僅需5個(gè)生物標(biāo)志物，使用常規(guī)病理切片，12分鐘即可完成評(píng)估，成本比傳統(tǒng)測(cè)序方法降低90%，準(zhǔn)確率卻高達(dá)82.2%，比傳統(tǒng)TNM系統(tǒng)提升37%。

TIMES系統(tǒng)已免費(fèi)開放，服務(wù)來(lái)自全球的醫(yī)生和患者。

05

“北腦一號(hào)”完成首批無(wú)線人體全植入

“北腦一號(hào)”產(chǎn)品圖。北京腦科學(xué)與類腦研究所供圖

半侵入式“北腦一號(hào)”和侵入式“北腦二號(hào)”兩套智能腦機(jī)系統(tǒng)，是由北京腦科學(xué)與類腦研究所及其牽頭成立的北京芯智達(dá)神經(jīng)技術(shù)有限公司共同研制的，均達(dá)到當(dāng)今世界領(lǐng)先水平。3月20日，我國(guó)發(fā)布了全球首例無(wú)線植入式中文語(yǔ)言腦機(jī)接口，成功幫助因漸凍癥導(dǎo)致失語(yǔ)的患者重建交流能力。

“北腦一號(hào)”已完成國(guó)際首批柔性高通量半侵入式無(wú)線全植入腦機(jī)系統(tǒng)的人體植入，患者術(shù)后恢復(fù)良好，設(shè)備有效通道數(shù)達(dá)98%以上。通過(guò)使用“北腦一號(hào)”，癱瘓患者能夠隔空操控計(jì)算機(jī)、機(jī)械臂，甚至驅(qū)動(dòng)肌肉刺激裝置，促進(jìn)自身肢體運(yùn)動(dòng)功能逐漸康復(fù)。同時(shí)，“北腦一號(hào)”是國(guó)際上首個(gè)實(shí)現(xiàn)失語(yǔ)患者語(yǔ)言解碼的無(wú)線全植入腦機(jī)系統(tǒng)，幫助患者重建交流能力。

06

“從0到1”發(fā)現(xiàn)帕金森病原始創(chuàng)新靶點(diǎn)和候選新藥

開發(fā)靶向FAM171A2新藥有望構(gòu)建帕金森病標(biāo)本兼治新體系。復(fù)旦大學(xué)供圖

復(fù)旦大學(xué)教授郁金泰團(tuán)隊(duì)、袁鵬團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院生物與化學(xué)交叉中心劉聰團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際上首次揭示功能未知基因FAM171A2是促進(jìn)帕金森病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵分子，并篩選出具有潛在治療價(jià)值的小分子化合物，為延緩疾病進(jìn)展帶來(lái)新希望。相關(guān)研究成果2月21日發(fā)表于《科學(xué)》。

此項(xiàng)研究不僅為帕金森病的藥物研發(fā)開辟了新方向，也為全球數(shù)百萬(wàn)患者帶來(lái)了新的治療希望。隨著后續(xù)研究的深入及臨床轉(zhuǎn)化推進(jìn)，F(xiàn)AM171A2靶點(diǎn)有望成為抗擊帕金森病的重要突破口，具有重大的科學(xué)價(jià)值與社會(huì)意義。

07

超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號(hào)”問(wèn)世

“祖沖之三號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)低溫測(cè)試系統(tǒng)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)供圖

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、朱曉波、彭承志等成功構(gòu)建“祖沖之三號(hào)”，其處理“量子隨機(jī)線路采樣”問(wèn)題的速度比目前國(guó)際最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬(wàn)億倍。3月3日《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了該成果，審稿人認(rèn)為其“構(gòu)建了目前最高水準(zhǔn)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)”。

“祖沖之三號(hào)”包含105個(gè)可讀取比特和182個(gè)耦合比特，多項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)大幅提升。經(jīng)測(cè)試，“祖沖之三號(hào)”完成83比特32層的隨機(jī)線路采樣，以目前最優(yōu)經(jīng)典算法為比較標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算速度比當(dāng)前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬(wàn)億倍，也比2024年10月谷歌公開發(fā)表的最新成果快百萬(wàn)倍，為目前國(guó)際超導(dǎo)體系中最強(qiáng)的量子計(jì)算優(yōu)越性。

“祖沖之三號(hào)”科研團(tuán)隊(duì)正在量子糾錯(cuò)、量子糾纏、量子模擬、量子化學(xué)等多方面加快探索。

08

我國(guó)科學(xué)家成功開發(fā)新型制氫技術(shù)

科學(xué)家成功開發(fā)新型制氫技術(shù)工作示意圖。北京大學(xué)供圖

北京大學(xué)教授馬丁團(tuán)隊(duì)及合作者在零碳制氫領(lǐng)域取得重大突破，分別于2月13日和14日在《自然》《科學(xué)》發(fā)表研究成果。

兩項(xiàng)研究都旨在優(yōu)化制氫反應(yīng)，但側(cè)重點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)路徑大不相同?！蹲匀弧钒l(fā)表的成果突破了催化科學(xué)中的穩(wěn)定性瓶頸，創(chuàng)新性地引入稀土元素對(duì)催化劑進(jìn)行改造，開發(fā)出一種全新且泛用的高活性產(chǎn)氫催化劑穩(wěn)定策略?！犊茖W(xué)》發(fā)表的成果聚焦于乙醇和水分子重整的零碳排放制氫路徑，為零碳排放的工業(yè)制氫奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。

此次成功開發(fā)的全新氫氣生產(chǎn)方法，通過(guò)新型催化劑可從源頭上消除二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)率氫氣生產(chǎn)。

09

“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)黑土地全域保護(hù)技術(shù)取得重大突破

“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)黑土地全域保護(hù)技術(shù)取得重大突破。中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所供圖

4月9日，“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)2025年度工作推進(jìn)會(huì)在黑龍江省哈爾濱市召開。“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)集聚90余家單位1300余人，建立了天空地一體化監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，完成全國(guó)首套典型黑土區(qū)10米空間分辨率土壤碳氮遙感制圖；創(chuàng)新提出以內(nèi)穩(wěn)性地力提升為核心的黑土地退化阻控與健康培育理論，研發(fā)了坡-溝侵蝕綜合防治技術(shù)體系；建立了基于固相育種芯片的大豆智能育種技術(shù)體系，大豆新品種“東生22”入選全國(guó)推廣面積前十，“東生”系列大豆年度推廣面積超1300萬(wàn)畝；“鴻鵠”系列智能農(nóng)機(jī)/具打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，構(gòu)建伏羲大腦智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，支撐了國(guó)家智慧農(nóng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施；探索總結(jié)了“龍江模式”“三江模式”等成套可推廣、可復(fù)制的黑土地區(qū)域適宜性耕作模式。

創(chuàng)新成果有力支撐“藏糧于地、藏糧于技”的國(guó)家戰(zhàn)略，確保黑土地永續(xù)利用。

10

我國(guó)科學(xué)家在6G無(wú)線通信領(lǐng)域取得新突破

研究團(tuán)隊(duì)制備的超寬帶光電融合芯片。北京大學(xué)供圖

北京大學(xué)、香港城市大學(xué)組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，成功研制出面向6G通信的超寬帶光電融合集成系統(tǒng)，首次實(shí)現(xiàn)全頻段、靈活可調(diào)諧的高速無(wú)線通信，為未來(lái)更暢通、可靠的6G無(wú)線通信提供保障。該成果8月27日在線發(fā)表于《自然》。

該系統(tǒng)的無(wú)線信號(hào)從0.5GHz（千兆赫茲）到115GHz范圍內(nèi)任一頻點(diǎn)都可實(shí)現(xiàn)高速傳輸，這一全頻段兼容能力國(guó)際領(lǐng)先。該系統(tǒng)具有靈活可調(diào)諧能力，在信號(hào)受到干擾時(shí)能動(dòng)態(tài)切換至安全頻段建立新的通道，提升了通信的可靠性和頻譜利用效率。

未來(lái)通過(guò)植入AI算法，新系統(tǒng)將催生更靈活、智能的AI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，不僅可在多種復(fù)雜場(chǎng)景下應(yīng)用，同步實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與環(huán)境精準(zhǔn)感知，還可自動(dòng)規(guī)避干擾信號(hào)，讓網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸更安全通暢。

2025年世界十大科技進(jìn)展新聞

01

腦機(jī)接口首次讓患者有感情地說(shuō)話唱歌，可實(shí)時(shí)將思想轉(zhuǎn)化為語(yǔ)言

植入運(yùn)動(dòng)皮層的電極有助于記錄和語(yǔ)言相關(guān)的大腦活動(dòng)。圖源：Kateryna Kon

《自然》6月12日刊發(fā)的一項(xiàng)研究顯示，美國(guó)研究人員開發(fā)的腦機(jī)接口系統(tǒng)，利用人工智能解碼使用者試圖說(shuō)話時(shí)的腦電活動(dòng)，從而幫助患有嚴(yán)重言語(yǔ)障礙的人有表現(xiàn)力地說(shuō)話和唱歌。

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)開展了這項(xiàng)研究。據(jù)介紹，參與研究的45歲男子因患上肌萎縮側(cè)索硬化癥而喪失了清晰說(shuō)話的能力。他雖然仍能發(fā)出聲音并做出口型，但說(shuō)話緩慢且不清楚。癥狀出現(xiàn)5年后，研究人員在這名參與者腦部控制運(yùn)動(dòng)的區(qū)域植入了256個(gè)微電極并利用深度學(xué)習(xí)算法每10毫秒捕捉一次他大腦中的相關(guān)信號(hào)，從而最終解析出他想說(shuō)的話語(yǔ)。

研究顯示，這一系統(tǒng)幾乎可以實(shí)時(shí)將這名男子的相關(guān)大腦活動(dòng)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)言。當(dāng)他提出問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)還能傳達(dá)語(yǔ)調(diào)變化。他可以強(qiáng)調(diào)自己選擇的詞語(yǔ)，還能以3種音高哼唱出一串音符。

早期的腦機(jī)接口模型可以在3秒內(nèi)輸出語(yǔ)音，或者只有在用戶模仿完整句子后才會(huì)輸出語(yǔ)音。而在最新研究中，這一系統(tǒng)可以模仿說(shuō)話者自己的聲音，在說(shuō)話者發(fā)出有說(shuō)話意圖的神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)后10毫秒內(nèi)說(shuō)出話語(yǔ)。研究人員指出，這一系統(tǒng)不僅能在表述中呈現(xiàn)說(shuō)話者意圖，還能表現(xiàn)說(shuō)話者語(yǔ)調(diào)、音調(diào)和重音等自然語(yǔ)音特征。

02

“電子-光子-量子”一體化芯片系統(tǒng)誕生

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，裝有芯片的封裝電路板被置于探針臺(tái)顯微鏡下進(jìn)行測(cè)試。圖源：美國(guó)波士頓大學(xué)

7月17日《自然·電子學(xué)》報(bào)道，美國(guó)波士頓大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校和西北大學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合，開發(fā)出全球首個(gè)“電子-光子-量子”一體化芯片系統(tǒng)。這是首次在一塊芯片上集成了量子光源與穩(wěn)定控制電子電路，并采用標(biāo)準(zhǔn)的45納米半導(dǎo)體制造工藝，為批量化生產(chǎn)“量子光工廠”芯片、構(gòu)建大規(guī)模量子系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

就像傳統(tǒng)電子芯片依賴電流、光通信系統(tǒng)依賴激光，未來(lái)的光量子技術(shù)也需要穩(wěn)定的“量子光”資源來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算、通信或感知。為此，研究人員在硅芯片上構(gòu)建了一組“量子光工廠”，每個(gè)僅約1毫米見方，卻能穩(wěn)定產(chǎn)生成對(duì)相關(guān)光子，這是量子信息應(yīng)用的關(guān)鍵資源。

此次一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是，在保持量子光學(xué)性能的同時(shí)，把光子器件設(shè)計(jì)限制在商業(yè)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）平臺(tái)的嚴(yán)格規(guī)范之內(nèi)。這要求團(tuán)隊(duì)從一開始就將電子與量子光學(xué)作為統(tǒng)一系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。而該芯片采用了標(biāo)準(zhǔn)的45納米CMOS平臺(tái)，具備內(nèi)建反饋穩(wěn)定機(jī)制，能有效應(yīng)對(duì)溫度變化與制造誤差帶來(lái)的干擾。

03

探測(cè)到史上最龐大黑洞合并事件，挑戰(zhàn)黑洞形成模型

圖中展示了GW231123雙黑洞合并過(guò)程。圖源：加州理工學(xué)院

國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)借助美國(guó)（LIGO）等探測(cè)器，探測(cè)到迄今最大質(zhì)量黑洞合并事件，該成果對(duì)理解黑洞成長(zhǎng)意義重大。這項(xiàng)由LIGO-Virgo-KAGRA合作組宣布的發(fā)現(xiàn)，源于2023年11月捕捉到的GW231123事件。

此次合并的兩個(gè)黑洞質(zhì)量分別約為太陽(yáng)的100倍和140倍，合并后形成225倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，二者自旋速度達(dá)每秒約40次，接近理論穩(wěn)定極限。黑洞分恒星級(jí)（幾倍至100倍太陽(yáng)質(zhì)量）、中等質(zhì)量和超大質(zhì)量三類，中等質(zhì)量黑洞極為罕見。此次合并的黑洞質(zhì)量接近或超恒星級(jí)區(qū)間，無(wú)法用傳統(tǒng)超新星爆發(fā)機(jī)制解釋。專家推測(cè)，它們可能由早期小黑洞分級(jí)合并形成，這為研究黑洞形成提供了新視角。

該項(xiàng)發(fā)現(xiàn)于7月14日在蘇格蘭格拉斯哥舉行的第24屆國(guó)際廣義相對(duì)論與引力大會(huì)（GR24）暨第16屆愛德華多?阿馬爾迪引力波會(huì)議上正式發(fā)布。

04

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今最高能量中微子，為之前探測(cè)結(jié)果的20倍

工程師準(zhǔn)備將1個(gè)探測(cè)器添加到海底KM3NeT網(wǎng)絡(luò)中。圖源：Paschal Coyle CNRS

歐洲立方千米中微子望遠(yuǎn)鏡（KM3NeT）合作項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)于2月11日在《自然》發(fā)表論文稱，他們檢測(cè)到了迄今能量最高的宇宙中微子。研究人員認(rèn)為，這些粒子來(lái)自銀河系之外，但其準(zhǔn)確來(lái)源尚不明確。

2023年2月13日，深海宇宙線天體粒子研究探測(cè)器（ARCA）發(fā)現(xiàn)了高能繆子的信號(hào)。研究人員估計(jì)，這一粒子能量約為120拍電子伏（PeV，1PeV=1015電子伏），而產(chǎn)生這個(gè)繆子的中微子能量甚至更高，約220PeV。它穿過(guò)了整個(gè)探測(cè)器，并在超過(guò)1/3的活性傳感器中產(chǎn)生了信號(hào)。其軌跡的傾斜度與巨大的能量相結(jié)合，提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，表明該繆子起源于在探測(cè)器附近相互作用的宇宙中微子。這一事件被命名為KM3-230213A。

宇宙中的某些高能天體事件，例如星系中心的超大質(zhì)量黑洞吸積、超新星爆發(fā)、伽馬射線暴等，至今尚未完全被理解。這些事件會(huì)產(chǎn)生宇宙射線粒子流，某些宇宙射線可能與射線源周圍的物質(zhì)或光子相互作用，從而產(chǎn)生中微子和光子。在那些最高能的宇宙射線傳播過(guò)程中，它們還可能與宇宙微波背景輻射的光子發(fā)生相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生極高能的中微子。

05

首個(gè)肉眼可見的“時(shí)間晶體”問(wèn)世

在顯微鏡下看到的時(shí)間晶體。圖源：《自然·材料》

時(shí)間晶體是一種在時(shí)間維度上持續(xù)重復(fù)出現(xiàn)的物質(zhì)形態(tài)，就像普通晶體中的原子在空間重復(fù)排列一樣。此前，時(shí)間晶體僅存在于復(fù)雜的量子物質(zhì)中，但物理學(xué)家找到了一種方法，能夠在特定條件下制造出一種可用肉眼看到的時(shí)間晶體。這項(xiàng)成果9月4日發(fā)表于《自然·材料》。該研究涉及兼具液體與固體特性的“液晶”棒狀分子。研究人員只需將光照射在液晶上，就能在其表面產(chǎn)生扭曲分子的漣漪。即使改變了外部條件，漣漪也會(huì)以不同的節(jié)奏持續(xù)移動(dòng)數(shù)小時(shí)。這種節(jié)奏與任何外部輸入的作用力不同步，滿足了時(shí)間晶體的兩項(xiàng)核心定義標(biāo)準(zhǔn)。

2012年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主FrankWilczek首次提出時(shí)間晶體的概念。Wilczek構(gòu)想的時(shí)間晶體如同一臺(tái)永動(dòng)機(jī)—— 一種能在自然靜止?fàn)顟B(tài)下無(wú)限循環(huán)的物質(zhì)。后來(lái)有團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文，通過(guò)數(shù)學(xué)方法證明這一概念是不可能實(shí)現(xiàn)的，但研究人員很快發(fā)現(xiàn)，可能存在其他類型的時(shí)間晶體。例如，有序時(shí)間晶體可存在于持續(xù)變化而非靜止的特殊系統(tǒng)中。

研究人員表示，這些時(shí)間晶體薄層可嵌入紙幣中，用于驗(yàn)證真?zhèn)巍Ｋ麄兎Q，光線穿過(guò)多組有不同特征圖案的晶體后，不僅會(huì)產(chǎn)生單一方向的波紋，還會(huì)形成動(dòng)態(tài)的二維條形碼。這種條形碼極難偽造，同時(shí)也可用于存儲(chǔ)信息。

06

轉(zhuǎn)基因豬器官移植創(chuàng)存活時(shí)間紀(jì)錄

2023年7月，Robert Montgomery在紐約準(zhǔn)備將豬腎移植到一名腦死亡男子體內(nèi)。圖源：Shelby Lum

科學(xué)家成功阻止了人類受體對(duì)豬腎的排斥反應(yīng)。一枚豬腎在美國(guó)一名57歲的腦死亡男性體內(nèi)存活了61天，創(chuàng)下了轉(zhuǎn)基因豬器官在腦死亡患者體內(nèi)存活時(shí)間最長(zhǎng)的紀(jì)錄。

在11月13日發(fā)表于《自然》的兩篇論文中，研究人員揭示了導(dǎo)致人類免疫系統(tǒng)排斥移植器官的主要原因。他們表示，這些發(fā)現(xiàn)將有助于改善活人接受他人或動(dòng)物器官移植的預(yù)后。

美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的臨床研究員Muhammad Mohiuddin說(shuō)：“在我看來(lái)，這是逆轉(zhuǎn)排斥反應(yīng)的第一個(gè)例證。”他于2022年主導(dǎo)完成了全球首例活人豬心臟移植手術(shù)。

過(guò)去3年間，有十幾名活人接受了轉(zhuǎn)基因豬器官移植，包括心臟、腎臟、肝臟及胸腺。但其中大多數(shù)器官最終因失去功能或不再為免疫抑制治療提供幫助而被移除。其他接受者則在移植不久后死亡。

此次，除豬腎外，這名男性接受者還被移植了豬胸腺。這種小腺體能訓(xùn)練人體免疫系統(tǒng)將豬細(xì)胞識(shí)別為自身的一部分。論文作者、美國(guó)紐約大學(xué)朗格尼移植研究所的Robert Montgomery指出，豬胸腺可能在延長(zhǎng)豬器官存活時(shí)間方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。他說(shuō)，在以往的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，與胸腺一起移植的腎臟比單獨(dú)移植的腎臟存活率更高。

07

地基望遠(yuǎn)鏡首次探測(cè)到130億年前宇宙信號(hào)

科學(xué)家利用智利望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到宇宙第一批恒星散射的光，提供了對(duì)古代宇宙的新見解。 圖源：Shutterstock

美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)和芝加哥大學(xué)的科學(xué)家利用位于智利安第斯山脈高處的一臺(tái)地基望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)了來(lái)自宇宙早期的偏振微波信號(hào)，首次用地基設(shè)備揭開宇宙誕生后僅幾億年時(shí)的神秘面紗。這是天文學(xué)中一個(gè)極其關(guān)鍵但也最不為人知的時(shí)期，被稱為“宇宙黎明”。該成果6月11日發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》，標(biāo)志著科學(xué)家首次在地面上探測(cè)到原本被認(rèn)為只能通過(guò)空間望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到的微弱信號(hào)。

宇宙微波非常微弱，而其偏振信號(hào)強(qiáng)度僅為其百萬(wàn)分之一。地面上的無(wú)線電干擾、大氣擾動(dòng)、天氣變化等因素都可能掩蓋或扭曲這一信號(hào)。因此長(zhǎng)期以來(lái)，這類觀測(cè)任務(wù)通常由太空中的衛(wèi)星執(zhí)行。然而，此次宇宙學(xué)大角度尺度探測(cè)器（CLASS）項(xiàng)目，使用了一種設(shè)計(jì)獨(dú)特的地基望遠(yuǎn)鏡，在地面上實(shí)現(xiàn)了這一突破性的測(cè)量。

研究人員解釋說(shuō)，他們這次發(fā)現(xiàn)的通用信號(hào)就像是一種宇宙級(jí)“眩光”，揭示了來(lái)自“宇宙黎明”時(shí)期的光是如何被散射的。他們將CLASS的數(shù)據(jù)與衛(wèi)星歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，從而識(shí)別出干擾源，縮小了“宇宙黎明”時(shí)期的共同信號(hào)范圍。

這項(xiàng)研究不僅幫助科學(xué)家更精確地定義宇宙微波背景輻射中的再電離信號(hào)，還為描繪早期宇宙提供了更加清晰的畫面。

08

迄今最大宇宙圖譜問(wèn)世

COSMOS-Web 交互式目錄中部分天空的屏幕截圖。圖源：COSMOS-Web

由多個(gè)國(guó)家科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合組成的項(xiàng)目組，在6月6日正式發(fā)布了迄今最大的宇宙圖譜及相關(guān)全部觀測(cè)數(shù)據(jù)。該圖譜名為“COSMOS-Web”，基于詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）收集的數(shù)據(jù)構(gòu)建，涵蓋逾78萬(wàn)個(gè)星系，時(shí)間跨度達(dá)135億年，占據(jù)整個(gè)宇宙歷史的98%。這些數(shù)據(jù)正在挑戰(zhàn)人們對(duì)宇宙早期的認(rèn)知。

COSMOS-Web圖譜回溯至大爆炸后約3億年，彼時(shí)宇宙剛剛點(diǎn)亮第一批恒星。JWST所拍攝到的遠(yuǎn)古星系數(shù)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期。人們?cè)詾樵谟钪嬲Q生后的5億年內(nèi)，星系應(yīng)該極為稀少，但JWST在這一時(shí)期發(fā)現(xiàn)了比哈勃預(yù)測(cè)多出10倍的星系。更令人驚訝的是，團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了一些超大質(zhì)量黑洞，而這些天體在哈勃時(shí)代是根本無(wú)法探測(cè)到的。

這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了目前的宇宙演化模型。此前認(rèn)為，形成一個(gè)擁有10億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的星系至少需要幾億年，但新數(shù)據(jù)表明，宇宙似乎在短短幾億年內(nèi)就形成了大量恒星和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。目前仍有大量細(xì)節(jié)有待研究分析。

09

史上最大腦“地圖”詳細(xì)描述大量神經(jīng)元及其活動(dòng)

通過(guò)分析1立方毫米的小鼠腦組織重建的1000多個(gè)腦細(xì)胞的渲染圖。圖源：艾倫腦科學(xué)研究所

《自然》和《自然·方法學(xué)》4月9日發(fā)表的一組論文顯示，科研人員繪制出迄今最大、最詳細(xì)的哺乳動(dòng)物大腦連接圖譜。

這一成果來(lái)自由150余名神經(jīng)科學(xué)家參與的“大腦皮層網(wǎng)絡(luò)機(jī)器智能”（MICrONS）項(xiàng)目。這張高分辨率三維腦圖包含超過(guò)20萬(wàn)個(gè)腦細(xì)胞，其中約8.2萬(wàn)個(gè)是神經(jīng)元。它還包含超過(guò)5億個(gè)神經(jīng)元連接點(diǎn)（稱為突觸）和超過(guò)4公里長(zhǎng)的神經(jīng)元連接。

大腦是由包括神經(jīng)元在內(nèi)的細(xì)胞構(gòu)成的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)元受到刺激后被激活，并通過(guò)突觸連接。為了深入了解哺乳動(dòng)物的大腦回路，研究人員首先記錄了小鼠在連續(xù)兩小時(shí)觀看各種視頻時(shí)視覺皮層中約7.6萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元的放電情況，然后將1立方毫米小鼠腦組織切成數(shù)千個(gè)組織切片后對(duì)每張切片進(jìn)行成像，并將圖像組合成一張三維腦圖。最后，他們利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)神經(jīng)元及其分支投射和突觸進(jìn)行標(biāo)注。研究團(tuán)隊(duì)還將三維腦圖中的神經(jīng)元與他們記錄的神經(jīng)元放電情況進(jìn)行匹配。《自然》網(wǎng)站當(dāng)天刊文指出，這一里程碑式的成果還首次在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)了單個(gè)神經(jīng)元的大規(guī)?；顒?dòng)。

10

“深層思維”宣布人工智能測(cè)試得分達(dá)國(guó)際數(shù)學(xué)奧賽金牌水平

Gemini模型實(shí)現(xiàn)了端到端的自然語(yǔ)言操作，能夠直接從官方問(wèn)題描述中生成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)證明。圖源：“深層思維”

谷歌旗下“深層思維”公司7月21日宣布，其搭載了“深度思考”能力的高級(jí)版“雙子座（Gemini）”人工智能模型測(cè)試得分達(dá)到國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克競(jìng)賽（IMO）金牌水平，該成績(jī)已獲官方認(rèn)證。

“深層思維”公司在官網(wǎng)發(fā)布公報(bào)說(shuō)，高級(jí)版“雙子座”模型的“深度思考”模式成功解答了2025年國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克競(jìng)賽6道題目中的5道，共獲35分，達(dá)到金牌水平。相關(guān)解題方案已在網(wǎng)上公布。

國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克競(jìng)賽自1959年起每年舉辦一屆，參賽選手需在兩天（每天各4.5小時(shí)）內(nèi)解答涉及代數(shù)、組合數(shù)學(xué)、幾何和數(shù)論四大領(lǐng)域的6道極具難度的題目。近年來(lái)，該競(jìng)賽成為檢驗(yàn)人工智能模型解決高級(jí)數(shù)學(xué)問(wèn)題能力和推理能力的熱門挑戰(zhàn)。

編輯 | 趙路

排版 | 志海

文章轉(zhuǎn)載自“中國(guó)科學(xué)報(bào)”微信公眾號(hào)