2025年国际十大科技新闻揭晓丨科技日报

12月24日，由科技日报社主办、部分两院院士和媒体负责人共同评选的2025年国际十大科技新闻揭晓。

入选的2025年国际十大科技新闻分别是：

• “深度求索”引领开源人工智能模式

• 脑机接口将脑活动解码为连续语句

• 人工智能“从零开始”设计蛋白酶

• 光子计算芯片性能超越传统电子硬件

• 鲁宾天文台发布宇宙摄影“首作”

• 智能机器人自主完成胆囊切除手术

• 新算法取得首个可验证量子优势

• 引力波信号验证霍金黑洞面积定理

• 地球达到首个灾难性气候临界点

• 跨物种哺乳动物脑细胞发育图绘成

1

“深度求索”引领开源人工智能模式

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

DeepSeek-R1开创性地采用纯强化学习训练大规模推理模型，在提升模型能力的同时，显著降低了对标注数据的依赖。该团队今年9月在《自然》杂志发表的论文，系统阐述了这一技术路径的科学价值与工程实现。其实现了在有限算力条件下达到顶尖性能的目标，展现了中国科研人员独具匠心的智慧。

▲“深度求索”标识艺术图。 图片由 AI生成

更令人鼓舞的是，DeepSeek坚持开源开放的理念，将模型架构、训练工具及数据处理流程全面公开，邀请全球开发者共同参与生态建设。这种开放包容的姿态，促进了知识共享与创新碰撞。

DeepSeek的实践向人们展示了一条更加可持续的AI发展路径。这条道路有望让AI发展回归技术本质，惠及更广泛的社会领域。这一“中国方案”的成功，不仅是技术上的突破，更是发展理念的革新。

2

脑机接口将脑活动解码为连续语句

今年，脑机接口的进步，将思想的无声洪流转化为流畅文字。

2月，美国得克萨斯大学奥斯汀分校在脑科学领域取得一项令人瞩目的进展。他们开发的基于AI的新型脑机接口，能将人的思维解码为连续文本，而无需用语言说出来。这部解码器仅需大约1小时，就能适应个人独特的脑活动模式，标志着“读脑”技术在效率与适用性上的显著飞跃。

▲图片来源：视觉中国

该项创新借鉴预训练模型的思想，利用转换器算法将新个体短暂的脑活动数据映射到已有模型之上，从而将解码器所需的“校准”时间从传统的数十小时大幅缩短至约1小时，极大地降低了使用者的负担，使得该技术的实际应用看到了曙光。

可贵的是，该技术并非旨在“解读”私密思绪，而是专注于重建语言的含义。在模拟脑损伤条件的测试中，解码器展现了其帮助失语症患者恢复沟通能力的巨大潜力。目前，团队正积极与临床专家合作，致力于让这项技术切实改善患者生活。

这项研究的价值不仅在于技术层面的精巧，更在于其背后所承载的关怀——让技术真正服务于人，特别是那些在沉默中渴望沟通的心灵，照亮他们与世界重新连接的希望。

3

人工智能“从零开始”设计蛋白酶

在生命设计的深邃领域，AI正悄然开启一扇全新的大门。

2月，诺贝尔奖得主大卫·贝克领导的团队在《科学》期刊发表里程碑成果，首次实现了AI“从零开始”设计具有复杂活性位点的丝氨酸水解酶。这项突破不仅标志着计算生物学向前迈出关键一步，更预示着人类在理解与创造生命催化机制方面进入了新纪元。

▲AI从头设计丝氨酸水解酶示意图。图片来源：《科学》

贝克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，成功构建出既能稳定折叠又能高效催化酯水解反应的全新酶分子。这些AI设计的酶，不仅展现出与天然酶相媲美的活性，更突破了自然演化的结构限制——研究中发现了5种自然界未曾存在的全新酶折叠方式，为这一古老酶家族注入了前所未有的结构多样性。

当AI展现出创造生命核心元件的能力，我们或许正在见证一场悄然发生的生物技术革命：不是改造生命，而是理解并延展生命演化的无限可能。

4

光子计算芯片性能超越传统电子硬件

当电子芯片的能效瓶颈日益成为AI发展的制约，一束来自光计算领域的新曙光正照亮前路。

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，与电子系统结合在一起，比传统电子芯片性能更高，能耗更低，将能满足AI技术发展而推升的计算需求。

▲光子处理器。图片来源：英国《自然》在线版

新加坡Lightelligence公司演示了一种名为PACE的光子加速器，能完成极低时延的计算。这个大型加速器由逾16000个光子元件以64×64矩阵组成，能解决“伊辛问题”这类很难的计算问题，证明了其在实际应用中的可行性。而美国Lightmatter团队则描述了一种能以高准确度、高效执行AI模型的光子处理器。该处理器由4个128×128矩阵组成，能执行自然语言处理模型和用于图像处理的神经网络，准确度与传统电子处理器不相上下。

光子计算的研发已有数十载，但今年这些演示可能意味着，我们终于能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“首作”

在智利阿塔卡马高原的静谧山巅，人类凝视宇宙的“巨眼”首次睁开，便向我们展现了一个前所未有的深邃图景。

6月，薇拉·C·鲁宾天文台发布了其首批测试图像，这台有史以来最大的数字相机，以其震撼的视野，将数百万颗遥远恒星、星系以及数千颗此前隐匿无踪的小行星，一并呈现在我们面前。

▲鲁宾天文台首批照片合成的天空图像。图片来源：鲁宾天文台

这组图像是未来十年“时空遗珍巡天”项目的“第一瞥”，却已显露出变革性的观测能力。在短短十余小时的测试中，它便发现了2104颗太阳系内新小行星。更令人叹为观止的是一幅由678张图像拼接而成的三叶星云与礁湖星云马赛克图，仅短短7小时拍摄而成，却捕捉到数千光年外恒星摇篮的纤毫细节，其气体与尘埃的微妙结构超越了以往观测的极限。

鲁宾天文台的使命不仅是拍摄静态照片，更是为宇宙“制作电影”，通过持续凝视来动态解读时空的演化。它如同一位刚刚就位的宇宙史官，即将开始系统记录两百亿个星系的宏大史诗。此次发布，恰如这部浩瀚编年史的精美序章，预示着人类对宇宙的认知，即将步入一个数据驱动的新纪元。

6

智能机器人自主完成胆囊切除手术

在人类外科手术的精微世界里，一个全新的智能伙伴正悄然登场。

7月，美国约翰斯·霍普金斯大学团队发表在《科学·机器人》杂志的论文表明，其研发的智能机器人成功在没有人工协助的情况下，完成了一例完整的胆囊切除手术。这不仅是技术上的突破，更意味着手术机器人从精确的“执行者”向具备理解与适应能力的“智能外科医生”迈出了关键一步。

▲手术机器人末端执行器。图片来源：约翰斯·霍普金斯大学

与以往依赖预设程序或特殊标记的机器人不同，这款名为SRT-H的新型系统，展现了前所未有的自主性与灵活性。其不仅能实时识别个体解剖结构的细微差异，还能在手术中自主决策、调整动作，甚至面对突发状况也依然沉稳应对，展现出与熟练外科医生相媲美的专业素养。

这项突破的核心价值在于，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融为一体。在包含17个复杂步骤的胆囊切除手术中，它实现了100%的成功率。虽然当前操作速度略慢于人类专家，但其稳定性与抗干扰能力，为在真实、不可预测的医疗环境中部署自主手术系统奠定了坚实基础。

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外科手术将进入更精准、更安全的新阶段，更让我们看到人机协作在未来医疗中蕴含的无限可能。当机器开始理解手术的精髓，人类医生的智慧与经验将得以延伸至更广阔的疆域。

7

新算法取得首个可验证量子优势

当量子计算在可验证的赛道上超越经典计算的极限，或许意味着，人们正站在新时代的门槛上。

10月，谷歌公司宣布，其量子计算研究实现了一项关键突破：在105比特的“Willow”量子处理器上，首次完成了具有可验证性的量子优势演示。这项名为“量子回声”的实验，在测量特定复杂函数的“二阶非时序关联函数”（OTOC）任务中，其计算速度达到经典超级计算机的约13000倍，为量子计算领域树立了一个新的里程碑。相关成果作为封面论文发表在《自然》杂志上。

▲《自然》封面介绍谷歌公司量子处理器的“量子回声”实验。 图片来源：《自然》网站

与以往的原理性演示不同，此次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函数如同一枚高灵敏度的“量子干涉探针”，能够揭示系统内部不同演化路径间的微妙干涉效应。对经典计算机而言，此类计算的复杂度随量子比特数呈指数增长，堪称难以逾越的障碍——谷歌量子处理器仅用2.1小时完成65个量子比特的OTOC测量，而同等任务需耗用全球最快超算“前沿”约3.2年。

这也代表着，在量子计算迈向实用化的漫长征途上，一道可验证的优势界限正被清晰划定。

8

引力波信号验证霍金黑洞面积定理

在宇宙深处一场发生于13亿年前的剧烈碰撞，如今为人类验证一个伟大的思想实验提供了最坚实的证据。

9月，一组国际科研团队宣布通过分析美国激光干涉仪引力波天文台（LIGO）探测到的信号GW250114，以高达99.999%的置信度，证实了霍金于1971年提出的黑洞面积定理。

▲双黑洞合并产生引力波的艺术示意图。图片来源：美国西蒙斯基金会

黑洞面积定理预言，并合后新黑洞的视界总面积永远不会减少。此次观测到的事件，源自两个约32倍太阳质量的黑洞的并合，其并合前后视界面积从24万平方公里增至40万平方公里的数据，完美符合了这一定律。现今，LIGO探测器灵敏度已提升至2015年的3倍，这也令探测“从耳语变呐喊”，让科学家得以清晰捕捉到此前转瞬即逝的引力波“泛音”，从而以前所未有的精度完成了验证。

从2015年引力波的首次直接探测，到如今以极高置信度验证黑洞面积定理，我们正一步步揭开宇宙最幽暗天体的奥秘。当理论的预言被宇宙深处的回响所印证，人类对时空本质的认知，也随之迈入了更深的层次。

9

地球达到首个灾难性气候临界点

当温水珊瑚礁的大规模白化与死亡，从预警变为现实，人类收到了地球气候达到第一个临界点的明确信号。

10月，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》称，随着全球变暖突破1.5℃临界阈值，世界正迅速逼近一系列灾难性临界点，其中温水珊瑚礁大规模死亡已成为首个显著标志。这也意味着人类进入一个全新的“气候现实”。

▲图片来源：视觉中国

报告指出，当前全球气温已较工业化前上升约1.4℃，而珊瑚礁的热临界点约为1.2℃。即便未来能将升温控制在1.5℃以内，这一支撑近十亿人生计和四分之一海洋生物多样性的生态系统，也已几乎确定将大面积消失。更严峻的是，格陵兰和西南极冰盖的失控融化、亚马孙雨林的大规模退化、大西洋环流的潜在崩溃等更多临界点也近在眼前。一旦越过，变化将是剧烈、系统且不可逆的，而当前全球治理体系远未做好应对准备。

然而，报告并未止步于警示。它同样指出，人类仍可通过触发“积极临界点”来扭转危局。近年来，可再生能源、电动汽车等绿色技术的成本下降与快速普及，已展现出社会技术系统向可持续方向转型的强大潜力。

这份报告既是一记警钟，也是一张路线图。它提醒我们，每一度升温都至关重要，每延迟一年行动，都可能将人类推向更不可控的深渊。唯有以坚定的政治意愿、公平的转型策略和全社会的共同行动，才能在这场与时间的赛跑中，守护一个仍可栖居的地球。

10

跨物种哺乳动物脑细胞发育图绘成

在探索生命最复杂的器官——大脑的征程中，科学界迈出了里程碑式的一步。

11月，由全球多国科学家联合完成的最详尽跨物种哺乳动物脑细胞发育图谱正式发布，覆盖从小鼠到人类的多种哺乳动物，完整揭示了脑细胞从出现、迁移、成熟到建立精密网络的全过程。相关成果以12篇论文的形式发表于《自然》系列期刊，标志着脑科学研究正式进入系统化、动态化的新阶段。

▲小鼠出生后的脑空间多组学图谱。图片来源：《自然》网站

该研究源于美国“BRAIN计划细胞网络图谱”项目，整合了单细胞基因组学、空间转录组学等前沿技术，构建出贯穿发育全程的细胞级分辨率图谱。在其中一项突破中，研究人员系统追踪了小鼠大脑中超过120万个抑制性神经元的发育路径，这类细胞如同大脑的“刹车系统”，对运动、记忆和情绪调控至关重要。研究发现，这些神经元能够长距离迁移，有些甚至跨越整个大脑，最终定位到特定功能区。

另一项研究通过对小鼠视觉皮层77万个细胞的追踪表明，脑细胞的多样化并非在出生前完成，而是在出生后接受视觉、听觉等感官刺激的过程中持续塑造。这揭示出后天经验对神经回路成熟的关键作用，也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，团队还发现不同神经元组合形成的“细胞特征”可精确定义大脑功能区，进一步阐明基因与环境在发育中的协同机制。

这一系列图谱不仅是对生命科学基础认知的重大推进，更为理解自闭症、注意力缺陷多动障碍等神经发育性疾病的起源提供了全新视角。随着脑发育“黑箱”被逐步打开，人类有望在未来实现更早期的诊断、更精准的干预，为众多受脑疾病困扰的个体点亮希望之光。

来源：科技日报

编辑：Zoey

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