
来源:科技日报 科技日报记者 张梦然 2025年,人类在探索未知的征程上留下了坚定的痕迹。从“深度搜索”用算法照亮AI效率革命,到谷歌量子计算首次实现超越可验证算力;从鲁宾天文台用巨眼窥探宇宙起源,到跨物种大脑图谱揭示神经发育的奥秘……科技的力量不仅指向星辰大海,也闪耀在生命的微妙深处。本报评选的十大国际科技新闻呈现的画面中,有深度的警钟和科技的温度:第一个气候临界点的到来警示气候脆弱性,脑科学和手术机器人的突破带来对个体健康的深切关注。的真正含义科技从来不仅是对完美的追求,更是共生的保障,是智慧与责任的结合。我们相信,科技的核心永远是热门的,引领人类走向更紧密、更包容的未来。 1、“DeepSeek”开创了人工智能的开源模式。 2025年伊始,人工智能浪潮方兴未艾,中国公司“DeepSeek”凭借开源大型模型DeepSeek-R1的成果,在世界人工智能发展史上留下了深刻的印记。 DeepSeek-R1率先使用纯强化学习来训练大规模推理模型,显着减少对标注数据的依赖,同时提高模型能力。该团队今年9月发表在《自然》杂志上的论文系统阐述了这一技术路径的科学价值和工程实现。已经达到了 achie 的目的在有限的算力下实现最大性能,体现了中国科研人员的独特智慧。更令人鼓舞的是,DeepSeek秉承开源、开放的理念,充分公开模型架构、训练工具和数据处理流程,并邀请全球开发者参与生态建设。这种开放和包容的态度促进了知识的共享和创新的影响。 DeepSeek的实践表明theHumans是一条更可持续的AI发展之路。这条道路有望让人工智能发展回归技术本质,惠及更广泛的社会领域。这个“中国计划”的成功不仅是技术突破,更是发展理念的创新。 2.脑机接口将大脑活动解码为连续的句子。今年,脑机接口的进步将无声的思绪转变为流畅的言语。 2月,大学德克萨斯大学奥斯汀分校在脑科学领域取得了重大突破。他们开发的新型基于人工智能的脑机接口可以将人类思想解码为连续的文本,而无需用语言表达。这种解码器只需要大约一个小时就能适应个人大脑活动的独特模式,标志着“读脑”技术的效率和适用性向前迈出了一大步。这项创新采取了预训练模型的思想,利用转换器算法将新个体的短期大脑活动数据映射到现有模型,从而将解码器所需的“校准”时间从传统的几十个小时大幅缩短到一小时左右,大大减轻了用户的负担,使这项技术得以实用化。不幸的是,这项技术的设计目的并不是为了“阅读”你的想法,而是专注于重建语言的含义。在模拟脑损伤患者的测试中结果,解码器展示了其帮助失语症患者恢复流利沟通能力的潜力。目前,团队正积极与临床专家合作,让这项技术真正改善患者的生活。这项研究的价值不仅在于其技术的精巧,更在于其背后的用心——创造真正服务于人们,尤其是那些渴望无声交流的灵魂的技术,照亮他们与世界重新联系的希望。 3、人工智能“从头开始”设计蛋白酶 在生命设计的深层领域,AI正在悄然打开一扇新的大门。今年2月,诺贝尔奖获得者大卫·贝克领导的团队在《科学》杂志上发表了里程碑式的成果,首次实现了人工智能“从头开始”设计具有复杂活性位点的丝氨酸水解酶。这一突破不仅标志着计算生物学向前迈出了重要一步,也预示着人类理解和创造的新时代n 生命的催化机制。 Baker团队开发了一种名为PLACER的机器学习网络,结合RFdiffusion蛋白质生成方法,成功产生了一种新的酶分子,既可以稳定折叠,又可以高效催化酯水解反应。这些人工智能设计的酶不仅表现出与天然酶相媲美的活性,而且克服了自然进化的结构限制——研究发现了自然界中不存在的五种新的酶复制方式,为这个古老的酶家族注入了前所未有的结构多样性。当人工智能展现出创造生命基本组成部分的能力时,我们可能正在见证一场悄然展开的生物技术革命:不是为了改变生命,而是为了理解和扩展生命进化的无限可能性。 4、光子计算芯片的性能超过传统电子硬件。当电子产品能源效率出现瓶颈时髋关节日益阻碍人工智能的发展,来自光学计算领域的新曙光正在照亮道路。 4月,《自然》杂志发表的两篇独立研究论文介绍了两种光子计算芯片,当集成到电子系统中时,它们比传统电子芯片具有更高的性能和更低的能耗,能够满足人工智能技术发展驱动的日益增长的计算需求。 Napa新加坡的Lightelligence公司开发了一款名为PACE的光子加速器,可以完成极低延迟的计算。这种大型加速器由超过 16,000 个光子元件组成,呈 64×64 矩阵。它可以解决“伊辛问题”等困难计算问题,证明了其在实际应用中的可行性。美国Lightmatter团队描述了一种光子处理器,可以高精度、高效率地执行人工智能模型。该处理器由四个128×128矩阵组成并且可以执行自然语言处理模型和神经网络进行图像处理,其精度可与传统电子处理器相媲美。光子计算已经发展了几十年,但今年的这些演示可能意味着它最终被使用——我们利用光来构建更强大、更高效的计算系统。 5、鲁宾天文台发布宇宙摄影“首部作品”。在智利阿塔卡马高原安静的山顶上,人类凝视宇宙的“巨眼”第一次睁开。它向我们展示了一幅前所未有的深刻图景。六月,维拉·鲁宾天文台发布了第一张测试图像。这是有史以来最大的数码相机,其令人惊叹的视野揭示了数百万颗遥远的恒星、星系和数千颗以前隐藏的小行星。这组影像是“时空遗产巡查”计划未来十年的“初见”,但它的变革早已显露出来。ve 观察能力。在短短十个小时的测试中,它在太阳系中发现了 2104 颗新小行星。最引人注目的是三裂星云和泻湖星云的马赛克,这是由 678 个图像组成的马赛克。这张照片只用了 7 个小时拍摄,但却捕捉到了数千光年外恒星摇篮的最精细细节。其气体和尘埃的微妙结构超出了之前观测的极限。鲁宾天文台的使命不仅仅是拍摄静态照片,更是为宇宙“拍电影”,通过不断的观测动态解读时空演化。它就像一位刚刚卸任的宇宙历史学家,即将开始系统记录200亿个星系的宏伟史诗。此次发布,正如这个浩瀚叙事的壮丽序幕,预示着人类对宇宙的认识即将进入一个数据驱动的新时代。 6. 智能机器人自主完成胆囊切除手术 在人类手术的温柔世界里,一个新的智能伙伴正在悄然登场。 7月,美国约翰·霍普金斯大学团队在《科学机器人》杂志上发表的论文显示,其研发的智能机器人在无需人工协助的情况下成功完成了完整的胆囊切除手术。这不仅是技术上的突破,也意味着手术机器人从某个“表演者”向具有理解和适应能力的“智能外科医生”迈出了关键的一步。与之前依赖预设程序或特殊标记的机器人不同,这个名为SRT-H的新系统展现了前所未有的自主性和灵活性。它不仅能实时检测个体解剖结构的细微差异,还能在手术过程中独立做出决策和调整动作,甚至能从容应对紧急情况,展现出堪比专家外科医生的专业精神。其主要价值其突破在于,机器人首次将机械系统的高精度与人类医生的适应性理解结合起来。在17项复杂的胆囊切除手术中取得了100%的成功率。虽然目前的运行速度略慢于人类专家,但其鲁棒性和抗干扰能力为自主手术系统在真实且不可预测的医疗环境中的部署奠定了坚实的基础。从辅助工具到智能伙伴,手术机器人的这一飞跃,不仅预示着手术正在进入更精准、更安全的新阶段,也让我们看到了未来医疗中人机协作的无限可能。当机器开始理解手术的本质时,人类医生的智慧和经验将延伸到更广阔的领域。 7. 新算法实现了第一个可验证的量子优势。当量子计算结束经典计算在可验证轨道上的极限到来,可能意味着人类站在了新时代的门槛上。 10月,谷歌宣布其量子计算研究取得重大突破:利用105位“Willow”量子处理器完成了量子优势的首次验证演示。这个被称为“量子回波”的实验,在测量某个复杂函数的“二阶非时间相关函数”(OTOC)任务中,实现了约13000倍经典超级计算机的计算速度,在量子计算领域树立了新的里程碑。相关成果作为封面论文发表在《自然》杂志上。与之前的原理演示不同,这一突破的核心在于将抽象的量子理论转化为可测量的物理现实。 OTOC功能就像一个非常灵敏的“量子干扰探针”,可以揭示不同电子之间微妙的干扰效应。系统内的进化路径。对于经典计算机来说,此类计算的复杂度随着量子比特的数量呈指数级增长,这是一个难以逾越的障碍——谷歌的量子处理器仅用了2.1小时就完成了65个量子比特的OTOC测量,而同样的任务则需要世界上最快的超级计算“前沿”约3.2年的时间。这也意味着,在量子计算实际应用的漫长道路上,可证明的优势前沿已被明确界定。 8、引力波信号验证了霍金黑洞面积定理。 13亿年前发生在宇宙深处的一场剧烈碰撞,如今为人类证明伟大的思想实验提供了最有力的证据。 9月,国际科研团队宣布,通过分析美国激光干涉仪探测到的引力波信号250114,以99.999%的置信度证实了霍金1971年提出的黑洞面积定理米引力波天文台(LIGO)。黑洞面积定理预测,合并后新黑洞的事件视界总面积永远不会减少。此时观测到的事件来自两个质量约为太阳32倍的黑洞的合并。合并前后事件视界面积从24万平方公里增加到40万平方公里的数据完全符合这一规律。如今,LIGO探测器的灵敏度已提升至2015年的三倍,也将探测从低声细语变成了呐喊声,让科学家能够清晰捕捉到曾经稍纵即逝的引力波“弦外之音”,从而以前所未有的精度完成了验证。从2015年首次直接探测到引力波,到现在以极高的置信度验证黑洞面积定理,我们正在慢慢揭开宇宙中最暗物质的奥秘。当理论随着宇宙深处的回声证实了预言,人们对时空本质的认识也进入了更深的层次。 9. 地球已经达到第一个灾难性气候临界点。当暖水珊瑚礁大规模白化和死亡从预警变成现实时,人类收到了一个明确的信号:地球气候已经达到第一个临界点。 10月,由来自23个国家87个机构的160名科学家共同撰写并发布的《全球临界点报告》表示,随着全球变暖超过1.5℃的临界阈值,世界正在迅速逼近一系列灾难性的临界点,其中温水珊瑚礁的大规模死亡成为第一个重要里程碑。这也意味着人类进入了新的“气候现实”。报告指出,目前全球气温较工业化前时期上升约1.4℃,珊瑚礁的热临界点约为1.2°C。即使未来气温升高能够控制在1.5℃以内,这个支撑着近10亿人口生计和四分之一海洋生物多样性的生态系统几乎肯定会大规模消失。更糟糕的是格陵兰岛和南极洲西部冰盖不受控制的融化、亚马逊雨林的大规模破坏以及大西洋环流的潜在崩溃。更多的关键点也在附近。一旦克服,这些变化将是巨大的、系统性的、不可逆转的,而目前全球管理体系还远没有准备好应对它。然而,报告并没有停止警告。它还指出,人们仍然可以通过触发“积极的临界点”来扭转危机。近年来,可再生能源、电动汽车等绿色技术的成本降低和快速普及,显示出在可持续发展中改变社会技术系统的强大潜力。方向。这份报告既是一个警钟,也是一个路线图。它提醒我们,每一个程度的变暖都很重要,每拖延一年的行动都可能将人类进一步推向无法控制的悬崖。只有通过坚定的政治意愿、公平的变革方式以及全社会的共同行动,我们才能在这场与时间的赛跑中保护宜居地球。10.绘制了哺乳动物脑细胞发育的跨物种图。科学界在探索生命中最复杂的器官——大脑的旅程中迈出了重要的一步。 11月,由全球多国科学家共同完成的最详细的跨物种哺乳动物脑细胞发育图谱正式发布,涵盖了从小鼠到人类的多种哺乳动物,全面揭示了脑细胞从出现、迁移、成熟到建立复杂网络的全过程。相关成果发表在《自然》系列期刊上re”以12篇论文的形式,标志着脑科学研究正式进入系统化、动态化的新阶段。这项研究来自美国的“BRAIN Project Cell Network Atlas”项目,该项目结合单细胞基因组学、空间转录组学等前沿技术,制作出整个发育过程的细胞水平分辨率图谱。其中一项突破是,研究人员系统地追踪了小鼠大脑中超过120万个抑制性神经元的发育通路。这些细胞的作用就像大脑的“制动系统”,对运动、记忆和情绪调节至关重要。研究发现,这些神经元可以长距离迁移,有些甚至遍布整个大脑,并最终定位在特定的功能区域。另一项研究通过追踪小鼠视觉皮层中的 770,000 个细胞,表明脑细胞的分化在出生前并未完成,而是在出生后继续形成。分娩过程中接受视觉、听觉等感官刺激。这揭示了获得的经验在神经回路成熟中的关键作用,并为早期干预提供了科学依据。此外,借助高精度空间基因测序技术,团队还发现神经元不同组合形成的“细胞特征”可以准确界定大脑的功能区域,进一步阐明发育中基因与环境的协同机制。这一系列图不仅是生命科学基本理解的重大进步,而且为理解自闭症和注意力缺陷多动障碍等神经发育障碍的起源提供了新的见解。随着大脑“黑匣子”的逐渐打开,人们有望在未来实现更早的诊断和更精准的干预,这为人类的健康带来了希望之光。许多人都有大脑问题。
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