2025年，人類(lèi)在探索未知的征程中留下了堅(jiān)實(shí)的足跡。從“深度求索”用算法點(diǎn)亮AI效率革命，到谷歌量子計(jì)算首次實(shí)現(xiàn)可驗(yàn)證的算力超越；從魯賓天文臺(tái)以巨眸凝視宇宙起源，到跨物種腦圖譜揭開(kāi)神經(jīng)發(fā)育的奧秘……科技的力量既指向星辰大海，也照進(jìn)生命精微深處。
在本報(bào)評(píng)選的十大國(guó)際科技新聞?wù)故镜膱D景中，有深沉的警醒，也有科技的溫度：首個(gè)氣候臨界點(diǎn)的到達(dá)警示著氣候的脆弱，腦科學(xué)與手術(shù)機(jī)器人的突破則承載著對(duì)個(gè)體健康的深切關(guān)懷。科技的真諦，從來(lái)不僅是追求極致，更是守護(hù)共生，是智慧與責(zé)任同行。我們相信，科技的內(nèi)核永遠(yuǎn)是溫暖的，引領(lǐng)人類(lèi)走向更堅(jiān)韌、更包容的未來(lái)。
“深度求索”引領(lǐng)開(kāi)源人工智能模式
在人工智能(AI)浪潮奔涌的2025年伊始，中國(guó)“深度求索”(DeepSeek)公司以其開(kāi)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(kāi)創(chuàng)性地采用純強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練大規(guī)模推理模型，在提升模型能力的同時(shí)，顯著降低了對(duì)標(biāo)注數(shù)據(jù)的依賴(lài)。該團(tuán)隊(duì)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(shù)路徑的科學(xué)價(jià)值與工程實(shí)現(xiàn)。其實(shí)現(xiàn)了在有限算力條件下達(dá)到頂尖性能的目標(biāo)，展現(xiàn)了中國(guó)科研人員獨(dú)具匠心的智慧。
更令人鼓舞的是，DeepSeek堅(jiān)持開(kāi)源開(kāi)放的理念，將模型架構(gòu)、訓(xùn)練工具及數(shù)據(jù)處理流程全面公開(kāi)，邀請(qǐng)全球開(kāi)發(fā)者共同參與生態(tài)建設(shè)。這種開(kāi)放包容的姿態(tài)，促進(jìn)了知識(shí)共享與創(chuàng)新碰撞。
DeepSeek的實(shí)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(shù)本質(zhì)，惠及更廣泛的社會(huì)領(lǐng)域。這一“中國(guó)方案”的成功，不僅是技術(shù)上的突破，更是發(fā)展理念的革新。
腦機(jī)接口將腦活動(dòng)解碼為連續(xù)語(yǔ)句
今年，腦機(jī)接口的進(jìn)步，將思想的無(wú)聲洪流轉(zhuǎn)化為流暢文字。
2月，美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校在腦科學(xué)領(lǐng)域取得一項(xiàng)令人矚目的進(jìn)展。他們開(kāi)發(fā)的基于A(yíng)I的新型腦機(jī)接口，能將人的思維解碼為連續(xù)文本，而無(wú)需用語(yǔ)言說(shuō)出來(lái)。這部解碼器僅需大約1小時(shí)，就能適應(yīng)個(gè)人獨(dú)特的腦活動(dòng)模式，標(biāo)志著“讀腦”技術(shù)在效率與適用性上的顯著飛躍。
該項(xiàng)創(chuàng)新借鑒預(yù)訓(xùn)練模型的思想，利用轉(zhuǎn)換器算法將新個(gè)體短暫的腦活動(dòng)數(shù)據(jù)映射到已有模型之上，從而將解碼器所需的“校準(zhǔn)”時(shí)間從傳統(tǒng)的數(shù)十小時(shí)大幅縮短至約1小時(shí)，極大地降低了使用者的負(fù)擔(dān)，使得該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用看到了曙光。
可貴的是，該技術(shù)并非旨在“解讀”私密思緒，而是專(zhuān)注于重建語(yǔ)言的含義。在模擬腦損傷條件的測(cè)試中，解碼器展現(xiàn)了其幫助失語(yǔ)癥患者恢復(fù)溝通能力的巨大潛力。目前，團(tuán)隊(duì)正積極與臨床專(zhuān)家合作，致力于讓這項(xiàng)技術(shù)切實(shí)改善患者生活。
這項(xiàng)研究的價(jià)值不僅在于技術(shù)層面的精巧，更在于其背后所承載的關(guān)懷——讓技術(shù)真正服務(wù)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。
人工智能“從零開(kāi)始”設(shè)計(jì)蛋白酶
在生命設(shè)計(jì)的深邃領(lǐng)域，AI正悄然開(kāi)啟一扇全新的大門(mén)。
2月，諾貝爾獎(jiǎng)得主大衛(wèi)·貝克領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》期刊發(fā)表里程碑成果，首次實(shí)現(xiàn)了AI“從零開(kāi)始”設(shè)計(jì)具有復(fù)雜活性位點(diǎn)的絲氨酸水解酶。這項(xiàng)突破不僅標(biāo)志著計(jì)算生物學(xué)向前邁出關(guān)鍵一步，更預(yù)示著人類(lèi)在理解與創(chuàng)造生命催化機(jī)制方面進(jìn)入了新紀(jì)元。
貝克團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種名為PLACER的機(jī)器學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合RFdiffusion蛋白質(zhì)生成方法，成功構(gòu)建出既能穩(wěn)定折疊又能高效催化酯水解反應(yīng)的全新酶分子。這些AI設(shè)計(jì)的酶，不僅展現(xiàn)出與天然酶相媲美的活性，更突破了自然演化的結(jié)構(gòu)限制——研究中發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)多樣性。
當(dāng)AI展現(xiàn)出創(chuàng)造生命核心元件的能力，我們或許正在見(jiàn)證一場(chǎng)悄然發(fā)生的生物技術(shù)革命：不是改造生命，而是理解并延展生命演化的無(wú)限可能。
光子計(jì)算芯片性能超越傳統(tǒng)電子硬件
當(dāng)電子芯片的能效瓶頸日益成為AI發(fā)展的制約，一束來(lái)自光計(jì)算領(lǐng)域的新曙光正照亮前路。
4月，《自然》雜志發(fā)表的兩篇獨(dú)立研究論文介紹了兩種光子計(jì)算芯片，與電子系統(tǒng)結(jié)合在一起，比傳統(tǒng)電子芯片性能更高，能耗更低，將能滿(mǎn)足AI技術(shù)發(fā)展而推升的計(jì)算需求。
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(shí)延的計(jì)算。這個(gè)大型加速器由逾16000個(gè)光子元件以64×64矩陣組成，能解決“伊辛問(wèn)題”這類(lèi)很難的計(jì)算問(wèn)題，證明了其在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。而美國(guó)Lightmatter團(tuán)隊(duì)則描述了一種能以高準(zhǔn)確度、高效執(zhí)行AI模型的光子處理器。該處理器由4個(gè)128×128矩陣組成，能執(zhí)行自然語(yǔ)言處理模型和用于圖像處理的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，準(zhǔn)確度與傳統(tǒng)電子處理器不相上下。
光子計(jì)算的研發(fā)已有數(shù)十載，但今年這些演示可能意味著，我們終于能利用光來(lái)構(gòu)建更強(qiáng)大、更高效的計(jì)算系統(tǒng)。
魯賓天文臺(tái)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(lèi)凝視宇宙的“巨眼”首次睜開(kāi)，便向我們展現(xiàn)了一個(gè)前所未有的深邃圖景。
6月，薇拉·C·魯賓天文臺(tái)發(fā)布了其首批測(cè)試圖像，這臺(tái)有史以來(lái)最大的數(shù)字相機(jī)，以其震撼的視野，將數(shù)百萬(wàn)顆遙遠(yuǎn)恒星、星系以及數(shù)千顆此前隱匿無(wú)蹤的小行星，一并呈現(xiàn)在我們面前。
這組圖像是未來(lái)十年“時(shí)空遺珍巡天”項(xiàng)目的“第一瞥”，卻已顯露出變革性的觀(guān)測(cè)能力。在短短十余小時(shí)的測(cè)試中，它便發(fā)現(xiàn)了2104顆太陽(yáng)系內(nèi)新小行星。更令人嘆為觀(guān)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(shí)拍攝而成，卻捕捉到數(shù)千光年外恒星搖籃的纖毫細(xì)節(jié)，其氣體與塵埃的微妙結(jié)構(gòu)超越了以往觀(guān)測(cè)的極限。
魯賓天文臺(tái)的使命不僅是拍攝靜態(tài)照片，更是為宇宙“制作電影”，通過(guò)持續(xù)凝視來(lái)動(dòng)態(tài)解讀時(shí)空的演化。它如同一位剛剛就位的宇宙史官，即將開(kāi)始系統(tǒng)記錄兩百億個(gè)星系的宏大史詩(shī)。此次發(fā)布，恰如這部浩瀚編年史的精美序章，預(yù)示著人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)知，即將步入一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新紀(jì)元。
智能機(jī)器人自主完成膽囊切除手術(shù)
在人類(lèi)外科手術(shù)的精微世界里，一個(gè)全新的智能伙伴正悄然登場(chǎng)。
7月，美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《科學(xué)·機(jī)器人》雜志的論文表明，其研發(fā)的智能機(jī)器人成功在沒(méi)有人工協(xié)助的情況下，完成了一例完整的膽囊切除手術(shù)。這不僅是技術(shù)上的突破，更意味著手術(shù)機(jī)器人從精確的“執(zhí)行者”向具備理解與適應(yīng)能力的“智能外科醫(yī)生”邁出了關(guān)鍵一步。
與以往依賴(lài)預(yù)設(shè)程序或特殊標(biāo)記的機(jī)器人不同，這款名為SRT-H的新型系統(tǒng)，展現(xiàn)了前所未有的自主性與靈活性。其不僅能實(shí)時(shí)識(shí)別個(gè)體解剖結(jié)構(gòu)的細(xì)微差異，還能在手術(shù)中自主決策、調(diào)整動(dòng)作，甚至面對(duì)突發(fā)狀況也依然沉穩(wěn)應(yīng)對(duì)，展現(xiàn)出與熟練外科醫(yī)生相媲美的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。
這項(xiàng)突破的核心價(jià)值在于，機(jī)器人首次將機(jī)械系統(tǒng)的高精度與人類(lèi)醫(yī)生的適應(yīng)性理解融為一體。在包含17個(gè)復(fù)雜步驟的膽囊切除手術(shù)中，它實(shí)現(xiàn)了100%的成功率。雖然當(dāng)前操作速度略慢于人類(lèi)專(zhuān)家，但其穩(wěn)定性與抗干擾能力，為在真實(shí)、不可預(yù)測(cè)的醫(yī)療環(huán)境中部署自主手術(shù)系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
從輔助工具到智能伙伴，手術(shù)機(jī)器人的這一飛躍不僅預(yù)示著外科手術(shù)將進(jìn)入更精準(zhǔn)、更安全的新階段，更讓我們看到人機(jī)協(xié)作在未來(lái)醫(yī)療中蘊(yùn)含的無(wú)限可能。當(dāng)機(jī)器開(kāi)始理解手術(shù)的精髓，人類(lèi)醫(yī)生的智慧與經(jīng)驗(yàn)將得以延伸至更廣闊的疆域。
新算法取得首個(gè)可驗(yàn)證量子優(yōu)勢(shì)
當(dāng)量子計(jì)算在可驗(yàn)證的賽道上超越經(jīng)典計(jì)算的極限，或許意味著，人們正站在新時(shí)代的門(mén)檻上。
10月，谷歌公司宣布，其量子計(jì)算研究實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)關(guān)鍵突破：在105比特的“Willow”量子處理器上，首次完成了具有可驗(yàn)證性的量子優(yōu)勢(shì)演示。這項(xiàng)名為“量子回聲”的實(shí)驗(yàn)，在測(cè)量特定復(fù)雜函數(shù)的“二階非時(shí)序關(guān)聯(lián)函數(shù)”(OTOC)任務(wù)中，其計(jì)算速度達(dá)到經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)的約13000倍，為量子計(jì)算領(lǐng)域樹(shù)立了一個(gè)新的里程碑。相關(guān)成果作為封面論文發(fā)表在《自然》雜志上。
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(zhuǎn)化為可測(cè)量的物理現(xiàn)實(shí)。OTOC函數(shù)如同一枚高靈敏度的“量子干涉探針”，能夠揭示系統(tǒng)內(nèi)部不同演化路徑間的微妙干涉效應(yīng)。對(duì)經(jīng)典計(jì)算機(jī)而言，此類(lèi)計(jì)算的復(fù)雜度隨量子比特?cái)?shù)呈指數(shù)增長(zhǎng)，堪稱(chēng)難以逾越的障礙——谷歌量子處理器僅用2.1小時(shí)完成65個(gè)量子比特的OTOC測(cè)量，而同等任務(wù)需耗用全球最快超算“前沿”約3.2年。
這也代表著，在量子計(jì)算邁向?qū)嵱没穆L(zhǎng)征途上，一道可驗(yàn)證的優(yōu)勢(shì)界限正被清晰劃定。
引力波信號(hào)驗(yàn)證霍金黑洞面積定理
在宇宙深處一場(chǎng)發(fā)生于13億年前的劇烈碰撞，如今為人類(lèi)驗(yàn)證一個(gè)偉大的思想實(shí)驗(yàn)提供了最堅(jiān)實(shí)的證據(jù)。
9月，一組國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)宣布通過(guò)分析美國(guó)激光干涉儀引力波天文臺(tái)(LIGO)探測(cè)到的信號(hào)GW250114，以高達(dá)99.999%的置信度，證實(shí)了霍金于1971年提出的黑洞面積定理。
黑洞面積定理預(yù)言，并合后新黑洞的視界總面積永遠(yuǎn)不會(huì)減少。此次觀(guān)測(cè)到的事件，源自?xún)蓚€(gè)約32倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞的并合，其并合前后視界面積從24萬(wàn)平方公里增至40萬(wàn)平方公里的數(shù)據(jù)，完美符合了這一定律?，F(xiàn)今，LIGO探測(cè)器靈敏度已提升至2015年的3倍，這也令探測(cè)“從耳語(yǔ)變吶喊”，讓科學(xué)家得以清晰捕捉到此前轉(zhuǎn)瞬即逝的引力波“泛音”，從而以前所未有的精度完成了驗(yàn)證。
從2015年引力波的首次直接探測(cè)，到如今以極高置信度驗(yàn)證黑洞面積定理，我們正一步步揭開(kāi)宇宙最幽暗天體的奧秘。當(dāng)理論的預(yù)言被宇宙深處的回響所印證，人類(lèi)對(duì)時(shí)空本質(zhì)的認(rèn)知，也隨之邁入了更深的層次。
地球達(dá)到首個(gè)災(zāi)難性氣候臨界點(diǎn)
當(dāng)溫水珊瑚礁的大規(guī)模白化與死亡，從預(yù)警變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，人類(lèi)收到了地球氣候達(dá)到第一個(gè)臨界點(diǎn)的明確信號(hào)。
10月，來(lái)自23個(gè)國(guó)家87個(gè)機(jī)構(gòu)的160名科學(xué)家共同撰寫(xiě)并發(fā)布的《全球臨界點(diǎn)報(bào)告》稱(chēng)，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(zāi)難性臨界點(diǎn)，其中溫水珊瑚礁大規(guī)模死亡已成為首個(gè)顯著標(biāo)志。這也意味著人類(lèi)進(jìn)入一個(gè)全新的“氣候現(xiàn)實(shí)”。
報(bào)告指出，當(dāng)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(diǎn)約為1.2℃。即便未來(lái)能將升溫控制在1.5℃以?xún)?nèi)，這一支撐近十億人生計(jì)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(yán)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(diǎn)也近在眼前。一旦越過(guò)，變化將是劇烈、系統(tǒng)且不可逆的，而當(dāng)前全球治理體系遠(yuǎn)未做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。
然而，報(bào)告并未止步于警示。它同樣指出，人類(lèi)仍可通過(guò)觸發(fā)“積極臨界點(diǎn)”來(lái)扭轉(zhuǎn)危局。近年來(lái)，可再生能源、電動(dòng)汽車(chē)等綠色技術(shù)的成本下降與快速普及，已展現(xiàn)出社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)向可持續(xù)方向轉(zhuǎn)型的強(qiáng)大潛力。
這份報(bào)告既是一記警鐘，也是一張路線(xiàn)圖。它提醒我們，每一度升溫都至關(guān)重要，每延遲一年行動(dòng)，都可能將人類(lèi)推向更不可控的深淵。唯有以堅(jiān)定的政治意愿、公平的轉(zhuǎn)型策略和全社會(huì)的共同行動(dòng)，才能在這場(chǎng)與時(shí)間的賽跑中，守護(hù)一個(gè)仍可棲居的地球。
跨物種哺乳動(dòng)物腦細(xì)胞發(fā)育圖繪成
在探索生命最復(fù)雜的器官——大腦的征程中，科學(xué)界邁出了里程碑式的一步。
11月，由全球多國(guó)科學(xué)家聯(lián)合完成的最詳盡跨物種哺乳動(dòng)物腦細(xì)胞發(fā)育圖譜正式發(fā)布，覆蓋從小鼠到人類(lèi)的多種哺乳動(dòng)物，完整揭示了腦細(xì)胞從出現(xiàn)、遷移、成熟到建立精密網(wǎng)絡(luò)的全過(guò)程。相關(guān)成果以12篇論文的形式發(fā)表于《自然》系列期刊，標(biāo)志著腦科學(xué)研究正式進(jìn)入系統(tǒng)化、動(dòng)態(tài)化的新階段。
該研究源于美國(guó)“BRAIN計(jì)劃細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)圖譜”項(xiàng)目，整合了單細(xì)胞基因組學(xué)、空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)等前沿技術(shù)，構(gòu)建出貫穿發(fā)育全程的細(xì)胞級(jí)分辨率圖譜。在其中一項(xiàng)突破中，研究人員系統(tǒng)追蹤了小鼠大腦中超過(guò)120萬(wàn)個(gè)抑制性神經(jīng)元的發(fā)育路徑，這類(lèi)細(xì)胞如同大腦的“剎車(chē)系統(tǒng)”，對(duì)運(yùn)動(dòng)、記憶和情緒調(diào)控至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，這些神經(jīng)元能夠長(zhǎng)距離遷移，有些甚至跨越整個(gè)大腦，最終定位到特定功能區(qū)。
另一項(xiàng)研究通過(guò)對(duì)小鼠視覺(jué)皮層77萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的追蹤表明，腦細(xì)胞的多樣化并非在出生前完成，而是在出生后接受視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感官刺激的過(guò)程中持續(xù)塑造。這揭示出后天經(jīng)驗(yàn)對(duì)神經(jīng)回路成熟的關(guān)鍵作用，也為早期干預(yù)提供了科學(xué)依據(jù)。
此外，借助高精度空間基因測(cè)序技術(shù)，團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)不同神經(jīng)元組合形成的“細(xì)胞特征”可精確定義大腦功能區(qū)，進(jìn)一步闡明基因與環(huán)境在發(fā)育中的協(xié)同機(jī)制。
這一系列圖譜不僅是對(duì)生命科學(xué)基礎(chǔ)認(rèn)知的重大推進(jìn)，更為理解自閉癥、注意力缺陷多動(dòng)障礙等神經(jīng)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(kāi)，人類(lèi)有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)更早期的診斷、更精準(zhǔn)的干預(yù)，為眾多受腦疾病困擾的個(gè)體點(diǎn)亮希望之光。
本報(bào)記者 張夢(mèng)然
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)