势不可挡的可新再生能源 - 全球可再生能源以太阳能和风能为主快速增长，其新增发电量已覆盖2025年上半年全球新增用电，并在总量上超过化石能源 [4] - 中国是推动这一转型的关键力量，通过大规模发展太阳能电池板、风力发电机和锂电池储能系统，巩固了全球领先地位 [4] - 依托中国低成本制造，小型屋顶光伏系统在全球快速普及，为欧洲、南亚等全球的数百万家庭提供可靠、经济的能源保障 [4] 定制化基因编辑为极罕见疾病带来新希望 - 研究团队为一名患有严重氨甲酰磷酸合成酶-1缺乏症的新生儿定制了脂质纳米颗粒递送的碱基编辑疗法，该疾病在新生儿中发病率为130万分之一 [5] - 整个定制化疗法开发过程仅花费了六个月时间，患儿在六个月大时接受了治疗 [5] 对抗性传播疾病的新武器 - 2025年，两款针对淋病的新药gepotidacin和zoliflodacin的3期临床试验结果发表，淋病每年影响数千万人 [8] - 这两种新型抗生素类药物已获得美国FDA批准上市，是近几十年来获批的对抗淋病传播的新武器，且均为口服形式，比目前常用的注射用头孢菌素抗生素更方便 [8] 神经元对癌症的致命馈赠 - 研究发现神经元与癌细胞之间会建立隧道纳米管，将自身的线粒体捐赠给癌细胞，增强了癌细胞转移过程中穿越血管时抵御压力的能力 [10] - 这项研究揭示了癌症转移中的一种新的生物学信号轴——神经-癌细胞线粒体通道，为治疗创新提供了新的靶点 [10] 天空中的全视之眼 - 维拉·鲁宾天文台在智利落成，其革命性工作模式为每3天一次对整个可见天空进行无间断扫描，持续10年 [12] - 该天文台将收集比历史上所有光学望远镜总和还要多的数据，构建最详尽的宇宙3D地图，每晚将产生数百万个天体变化警报 [12] - 其配备的相机能瞬间生成3200兆像素图像，视场能覆盖45个满月大小 [12] 揭开龙人头骨之谜 - 研究首次成功从发现于1933年的龙人头骨的牙结石中获取到古老型人类古DNA [15] - 这是自丹尼索瓦人发现15年以来，首次用遗传学证据将较完整的头骨形态与丹尼索瓦人关联起来 [15] - 从牙结石中成功提取宿主古DNA，为人类遗传学研究开创了新途径 [15] 大语言模型助力科学研究 - 在数学领域，DeepMind的Gemini模型在国际数学奥林匹克竞赛中获得金牌，OpenAI的GPT-5解决了困扰数学家数十年的组合数论和图论难题 [17] - 在化学领域，微调后的大语言模型仅用15次实验就为一种未知的复杂反应找到了最佳条件，省去了数百次耗时数周的实验 [17] - 在生命科学领域，AI科学家在2天内就发现了肝纤维化的潜在药物并复现了一项原本耗时数年才得出的科学发现 [17] 计算的突破助力揭示粒子物理新进展 - 理论家运用超级计算机和格点规范理论，将连续时空离散化为四维点阵，从而从头精确计算μ粒子磁性中夸克和胶子的贡献 [21][22] - 格点计算已达到与数据驱动方法相媲美的精度，新的理论预测值与Muon g-2实验最终测量值一致，标志着格点规范理论的成功 [22] 异种移植不断创造历史 - 一名美国男子移植了拥有69处基因修饰的猪肾脏后，该肾脏在他体内正常工作了近9个月，接近历史最长纪录 [23] - 一名中国女性患者移植了仅6处基因修饰的猪肾脏，也取得了相近的存活时间 [23] 耐高温水稻 - 研究发现了水稻中的一种天然基因开关系统，该主效基因位点QT12的天然变异和NF-Y复合体共同调节耐热性 [26] - QT12的低表达赋予了水稻更优的品质，并在大规模高温试验中使优质水稻产量提高1.31-1.93倍 [26]

全球可再生能源转型与中国引领地位 - 美国《科学》杂志评选“全球可再生能源增长势不可当”为2025年度头号科学突破 [1] - 2025年全球可再生能源发电量首次超过煤炭 太阳能和风能的增长足以覆盖2025年上半年全球新增用电需求 [1] - 该重大转型主要由中国引领 中国在太阳能电池、风力涡轮机及锂电池储能等领域持续扩大布局 巩固了其在全球生产和相关技术方面的引领地位 [1] 中国在可再生能源产业链的主导优势 - 中国强大的工业体系是趋势的主要驱动力 全球约80%的太阳能电池、70%的风力涡轮机及70%的锂电池由中国生产 且在成本上具备绝对优势 [1] - 中国蓬勃发展的绿色技术出口正在改变世界其他地区 包括欧洲和全球南方国家等 [1] 其他入选的科学突破概览 - 2025年度十大科学突破中 有多项与生命健康相关 包括定制基因编辑为超罕见病带来希望 两种淋病新药在大型临床试验中证实有效 研究发现神经细胞通过传递线粒体助力癌细胞“超级充电” 异种器官移植实现历史性突破 [1] - 其他突破包括：一种旨在加速新型天文学发展的望远镜在智利山顶建成 一个已灭绝的人类支系——丹尼索瓦人的研究获得新成果 大语言模型在多个科学领域中展现出相当于博士水平的敏锐性和分析能力 计算的突破助力揭示粒子物理新进展 以及耐热水稻研究取得新突破 [2] - 其中 丹尼索瓦人研究以及耐热水稻研究由中国科研团队主导完成 [2]

全球可再生能源转型 - 美国《科学》杂志评选“全球可再生能源增长势不可当”为2025年度头号科学突破 [1] - 2025年全球可再生能源发电量首次超过煤炭发电量 [1] - 2025年上半年全球新增用电需求全部由太阳能和风能的快速增长覆盖 [1] 中国在可再生能源领域的引领地位 - 全球可再生能源的重大转型主要由中国引领 [1] - 中国在太阳能电池、风力涡轮机以及锂电池储能等领域持续扩大布局，巩固了其全球生产和技术的引领地位 [1] - 中国强大的工业体系是这一趋势的主要驱动力 [1] 中国在全球可再生能源供应链中的主导份额 - 全球约80%的太阳能电池由中国生产 [1] - 全球约70%的风力涡轮机由中国生产 [1] - 全球约70%的锂电池由中国生产 [1] - 中国在相关产品成本上具备绝对优势 [1] 中国绿色技术出口的全球影响 - 中国蓬勃发展的绿色技术出口正在改变世界其他地区，包括欧洲和全球南方国家 [1] 其他入选的科学突破 - 定制基因编辑为超罕见病带来希望 [2] - 两种淋病新药在大型临床试验中证实有效，是几十年来首批对抗严重性传播疾病的新武器 [2] - 研究发现神经细胞通过传递线粒体助力癌细胞“超级充电”，阻断该传递或可减缓癌细胞转移 [2] - 异种器官移植实现历史性突破 [2] - 一种旨在加速新型天文学发展的望远镜在智利山顶建成，堪称天空“全视之眼” [2] - 一个已灭绝的人类支系——丹尼索瓦人的研究获得新成果 [2] - 大语言模型在多个科学领域中展现出相当于博士水平的敏锐性和分析能力 [2] - 计算的突破助力揭示粒子物理新进展 [2] - 耐热水稻研究取得新突破 [2] 中国主导的其他突破性研究 - 丹尼索瓦人研究由中国科研团队主导完成 [2] - 耐热水稻研究由中国科研团队主导完成 [2]

文章核心观点 - 国际顶尖学术期刊《自然》盘点了2025年最佳科学图片，这些图片是科学与艺术碰撞的直观记录，展现了从天文、生物医学到生态保护等多个科学前沿领域的突破性进展与视觉奇观 [3] 漫步阳光中 - 天文摄影师与跳伞者合作，通过特制太阳望远镜捕捉到跳伞者剪影映衬在太阳表面的惊险画面，背景中可见由强磁场形成的暗色太阳黑子 [6] 纹身水熊虫 - 西湖大学研究团队利用电子束在覆盖水熊虫的冰层上蚀刻，通过“冰刻”技术实现了在活体水熊虫皮肤上绘制微纳米尺度图案，创造了世界上最小的“纹身” [9][10][13] - 该技术是半导体制造技术与生物学的首次结合，精度极高，为微生物传感、仿生器件和活体微型机器人等领域提供了新的技术路径 [9][10] 绿色生活 - 显微图像展示团藻群落在水滴中漂浮，每个球体由成百上千个协同工作的独立细胞组成，揭示了早期多细胞生命的可能面貌 [15] 人造肾脏 - 南加州大学凯克医学院研究团队在实验室培育出人类肾脏“类器官组装体”，其微小过滤单元围绕中央引流管形成，组织方式与真实肾脏相似 [18] - 该结构移植到小鼠体内后能够过滤血液并吸收蛋白质，是向创造人工肾脏迈出的重要一步 [18] 红色闪电 - 摄影师在新西兰上空捕捉到罕见的“红色精灵”现象，这是由大气中向上喷射的电能爆发引起，形成锯齿状发光形状，持续时间仅几毫秒 [20] 太阳能蛞蝓 - 一种学名为Costasiella kuroshimae的海蛞蝓能以藻类为食，并将其叶绿体吸收到自己的细胞内进行光合作用制造能量，仿佛拥有太阳能动力 [23] - 照片记录了该海蛞蝓头部长着像绵羊耳朵一样的感官器官，并正在以螺旋状产卵的场景 [23] 犀牛复兴 - 肯尼亚的黑犀牛得益于保护措施已从濒临灭绝中恢复，照片展示了团队救治一头生病犀牛所需的技术与协作 [26] 惊悚的拥抱 - 自然摄影师在印度拍摄到一对正在求偶的蟹蛛，照片突显了某些物种中雌性体型比雄性大60倍以上的显著差异 [29] 森林时光机 - 科学家在巴西建造了一座“时间机器”，将二氧化碳泵入森林冠层以模拟未来大气条件，研究该生物群落如何适应气候变化 [32] - 该项目位于贝伦市附近，2025年11月的COP30气候峰会就在此举行 [32] 星云图像 - 图像捕捉到了三叶星云和礁湖星云，是由智利薇拉·C·鲁宾天文台在2025年投入使用的全球最大数码相机拍摄的数百张照片合成，该相机像素达3200万 [34] 第一缕光 - 美国加州洛杉矶在2025年1月经历了有记录以来一些最致命、破坏性最强的火灾，大火将数千座建筑化为废墟 [37] - 研究人员指出城市建筑高密度、强风以及“天气骤变”是助长火势迅速蔓延的因素，随着地球变暖，类似的都市火灾风暴未来可能更常见 [37] 火之环 - 摄影师在智利比亚里卡火山捕捉到火山喷发的熔岩照亮两片异常规整圆形云朵的景象，该摄影师定期前往火山以监测其活动 [39]

科研合作与投入 - 中国已成为全球科研枢纽之一，与国际学者合作紧密[1] - 国际合作是大型科研项目的主流方式，能显著缓解成本压力[2] - 在采购昂贵科研设备时，中国领导层决策迅速高效[5] 天文学领域 - 中国500米口径球面射电望远镜（FAST）在搜寻活跃射电源和快速射电暴研究中将发挥重要作用[2] - 德国马普地外物理研究所与北京大学科维理天文与天体物理研究所研究团队有非常紧密的合作[1] - 欧洲激光干涉仪空间天线项目与美国国家航空航天局合作，但与中国的合作被视为未来趋势[2] 生命科学与医学领域 - 中国可能拥有全球数量最多的高端显微镜[5] - 建立一套完整的冷冻电子断层扫描技术工作流程需要上千万美元投资[4] - 冷冻电子断层扫描技术可在接近天然状态下展示生物样本，有助于药物开发，目前几乎所有大型医药公司都拥有相关实验[3] 数学与计算科学领域 - 中国出现数学专业人才从美国等国“回流”的现象，这些人才在华获得大量研究机会并培养本土研究人员[7][8] - 未来数学研究将越来越依赖计算机辅助，包括传统计算和人工智能两种模式[6][7] - 使用人工智能解决数学问题可能需要巨大算力，成本非常昂贵[7] - 从国际数学学术刊物的论文投稿数量来看，中国研究团队已具备很强的专业能力[8]

教育理念核心观点 - 杨振宁家族的教育理念强调根据孩子的兴趣和能力选择发展路径，而非遵循固定模式 [6][10] - 三个子女分别在计算机、天文学和医学领域取得成就，证明因材施教的有效性 [7] - 教育成功的关键在于发现兴趣、培养习惯、稳定内核和健全人格四大要素 [8] 兴趣与目标培养 - 杨振宁13岁立下获得诺贝尔奖的目标并最终实现，说明早期兴趣引导的重要性 [17] - 父亲杨武之尊重其从数学转向物理的兴趣变化，未加干涉 [17] - 教育应"点燃一把火"而非"注满一桶水"，通过发现优点、给予选择权、允许试错来激发内驱力 [22][24] 学习习惯养成 - 采用"渗透法"教育：通过持续接触逐步掌握知识，如带子女阅读书籍 [25] - 培养核心习惯包括坚持阅读和管理时间，奠定终身学习基础 [28][29] - 习惯养成需避免强制，通过环境营造（如书籍放置）和自主计划实现 [28][29] 父母内核稳定 - 父母情绪稳定是教育定海神针，避免因小事焦虑或攀比 [32][38] - 杨武之未急于强化杨振宁数学天赋，反而补足历史等人文素养 [33] - 通过反焦虑、反脆弱、反内耗三大原则保持教育从容 [36][37][38] 人格塑造 - 健全人格特质包括安全感、抗挫力、共情能力等，需家庭长期培养 [44][45] - 价值观传递通过言传身教实现，如父母榜样作用和无条件爱的给予 [46][47][49] - 家庭教育本质是"牵蜗牛散步"，尊重个体差异而非追求标准答案 [51][52]

天文学发展水平 - 天文学是人类认识宇宙的科学 始于对神秘星空的好奇心和求知欲 [1] - 中国是天文学起步最早、发展最快的国家之一 天文学是我国古代最发达的自然科学之一 [2] - 1610年伽利略将望远镜用于天文观测引发天文学革命 此后400多年技术突破带来重大发现和认识飞跃 [2] - 当代天文学处于高速发展和重大突破的黄金时代 以恒星、黑洞、星系和宇宙大尺度结构为研究对象 [3] - 本世纪产生一批思想深远、影响巨大的革命性成果 使人类对多尺度天体形成与演化有前所未有新认识 [3] 中国天文学成就 - 中国拥有世界一流水平研究团队和技术力量 是国际天文学舞台不可或缺的重要支柱 [4] - 建设郭守敬望远镜、"中国天眼"、悟空号探测卫星等受国际关注的大科学工程 [4] - 在宇宙学、星系、黑洞和恒星等领域作出引领性贡献 特别是纳赫兹引力波探测和宇宙大尺度结构研究 [4] - 建造功能独特的高质量大型地面和空间观测设备 形成特色鲜明的优势领域 [4] - 在天文学和航天科技领域取得举世瞩目成就 彰显科技实力并激发公众探索热情 [5] 技术应用与产业影响 - 天文学推动自然科学发展 催生高新技术革命 是前沿基础科学之一 [3] - 引力波探测催生高新技术 使量子精密测量达到自然极限 [3] - 航天工程带动巨型火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、自动控制等大批高技术领域发展 [5] - 天文研究支撑月球与深空探测、卫星精密定轨、空间碎片监测预警、导航定位等国家重大需求 [4] - 高效促进新质生产力发展 支撑国计民生、社会发展和人类福祉 [4] 战略规划与发展方向 - 2024年10月发布《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》 制定"三步走"战略目标 [5] - 明确五大科学主题：极端宇宙、时空涟漪、日地全景、宜居行星、太空格物 包含17个优先发展方向 [5] - 提出强化基础能力发展 要求依托重大工程加强基础和应用研究 [5] - 探索宇宙有助于带动众多高技术领域发展 是高新技术和前沿科学的发源地 [5] - 人类已初步勾勒从行星、恒星、黑洞、星系到宇宙的多尺度天体形成和共同演化图景 [3] 科学意义与未来前景 - 探索宇宙帮助发现新资源支持生活和经济发展 有望扩大人类生存空间应对地球环境威胁 [6] - 促进各国广泛合作推动科技进步 揭开暗物质、暗能量和黑洞本质等宇宙奥秘 [6] - 可能找到适合人类居住的新家园 是对人类自身命运的思考 [6] - 探索宇宙是人类认识客观世界的重要途径 让我们认识到人类在宇宙中既渺小又独特 [6] - 随着科技不断进步 未来探索前景更加广阔令人向往 人类将在星辰大海征程中书写壮丽篇章 [6]

报告行业投资评级 * 本报告为资讯汇总性质，未对特定行业或公司给出明确的投资评级 [1] 报告核心观点 * 报告汇编了2025年3月2日至8日期间，未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保四大前沿赛道的重要科技动态，展示了多个领域的基础研究突破和技术创新进展，这些进展有望为相关产业的未来发展提供新的技术路径和应用前景 [4] 未来信息领域 * **量子计算与通信**：美国加州理工学院团队实现单自旋量子比特网络多路复用，每个节点包含约20个量子比特，未来有望扩展至数百个，大幅提升量子通信速率 [5] 中国科学技术大学成功构建105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”，其处理量子随机线路采样问题的速度比目前最快的超级计算机快15个数量级，超过谷歌2024年10月最新成果6个数量级 [9] * **新型材料与器件**：美国宾夕法尼亚州立大学等团队发现磁性半导体CrSBr在三维材料中能保持二维量子特性，为高性能计算和光学设备提供新材料可能 [6] 清华大学团队提出实动量拓扑光子晶体新概念，实现了光子晶体的有效信息编码，有望推动光子芯片、高容量光通信、AR/VR显示等微纳光学器件发展 [2][8] * **先进计算与AI**：瑞典哥德堡大学团队在室温下实现低能耗自旋波信息传输技术，为开发量子计算机的低能耗替代方案及下一代伊辛机奠定基础 [7] 中国科学院微电子研究所开发出基于随机阻变存储器的深度极限点云学习机系统，能效提升且训练成本降低，为边缘智能系统开辟新路径 [10] 德国马普学会智能系统研究所开发出机器学习方法DINGO-BNS，能在探测到引力波后一秒内识别和定位双中子星合并事件，精度提高30% [11] * **光学与芯片技术**：意大利国家研究委员会利用光创造了量子“超固体”，比原子超固体更易操控 [11] 中山大学团队提出原子尺度光子偏振调控器方案，可在光子芯片上对光子偏振实现按需操控，推动光量子集成芯片发展 [12] 未来生物领域 * **医疗技术与精准医疗**：西湖大学等机构联合发表综述，系统回顾基于质谱的蛋白质组学技术近十年进展，认为在自动化、多组学数据整合和AI推动下，该技术将为精准医疗带来革命性变革 [2][15] * **肿瘤治疗新机制**：中国科学院深圳先进技术研究院等团队首次系统性阐释合成细菌靶向抗肿瘤的双效协同机制，为利用合成生物技术精准改造细菌治疗恶性实体瘤提供了理论指导 [2][17] * **疾病机理与药物发现**：瑞典卡罗琳斯卡医学院研究发现，相当于人类每日饮用约3罐无糖汽水量的阿斯巴甜，会导致小鼠胰岛素水平激增，并促进动脉中脂肪斑块增长 [16] 中国科学院生物物理研究所阐明了乙肝病毒相关肝癌外泌体中非编码RNA HDAC2-AS2调控免疫逃逸的新机制 [18] 英国剑桥大学研究发现阿司匹林或可增强小鼠针对癌症转移的免疫响应，降低向肺、肝等器官的转移比率 [19] * **生物信息学工具**：四川大学等团队提出元细胞推断算法MetaQ，将计算复杂度从指数级降至线性，在处理10万个细胞时，比当前最优算法SEACell节约约100倍时间和25倍内存开销 [14] 新一代制造领域 * **空间科学与天文**：中国研究团队通过分析嫦娥六号月球背面样品，发现月球背面也存在克里普物质层，且正背面玄武岩成分相似，表明月球形成初期应存在全月尺度的岩浆洋，样品主体形成年龄为28.23亿年 [2][20] 安徽师范大学等团队发现中等质量黑洞吞噬恒星发出的X射线准周期振荡信号，推算出该黑洞质量介于9900至16000倍太阳质量 [21] 日本联合团队利用近红外高分辨率分光计WINERED，对质量在1.8到2.7电子伏特之间的暗物质粒子“寿命”设定了迄今最严格的限制 [23] * **新材料与制造技术**：复旦大学等团队利用非凸纳米颗粒实现了笼目晶格等一系列新型超晶格材料的可控构建，为纳米颗粒自组装提供了全新研究范式 [2][24] 日本东北大学研制出钛铝基超弹性合金，能在零下269℃到127℃的极端温度范围内工作，兼具轻质和坚固特性 [26] * **基础物理与极端条件**：美国斯坦福国家加速器实验室团队创造了有史以来最高电流、最高峰值功率的拍瓦级电子束，脉冲携带10万安培电流，持续时间仅千万亿分之一秒 [27] 高海拔宇宙线观测站“拉索”国际合作组高精度测量了银盘甚高能段弥散伽马射线辐射，发现其流量高于传统宇宙线模型预期 [29] * **交叉创新与机器人**：日本东京大学等团队开发出能做出“剪刀手”手势的生物混合机器人手，长18厘米，由人体肌肉组织肌腱驱动，展示了在假肢、药物测试等领域的潜力 [22] 美国犹他大学科学家推出大光圈轻型平面透镜，首次实现平面望远镜镜头在探测遥远恒星光线时准确捕捉色彩 [23] 新能源与环保领域 * **环保与回收技术**：瑞士苏黎世联邦理工学院研究人员开发出一种光触发化学工艺，能在90℃以上将某些聚合物分解为原始单体，为塑料回收开辟新道路 [32] * **绿色能源技术**：中国科学院生态环境研究中心团队在甲醇重整制氢方面取得进展，优化后的PdCu1/ZnO催化剂活性比传统钯催化剂高2.3倍，且CO选择性降低了75% [32] * **生态环境研究**：中国科学院生态环境研究中心等团队研究发现，亚马孙森林砍伐对降水模式产生季节性影响，令雨季更潮湿、旱季更干燥，在距离砍伐地点60公里以上的区域，雨季降水明显减少 [33] 政策资讯 * **智能网联汽车管理**：工业和信息化部、市场监管总局联合印发通知，进一步加强智能网联汽车产品准入、召回及软件在线升级管理，规范汽车生产企业OTA升级活动 [31]