1登頂4入圍！“中國元素”霸榜《科學》2025年十大突破
今天，最新一期美國《科學》雜誌公佈了2025年度十大科學突破評選結果。
其中，中國引領全球可再生能源崛起位列榜首，獲“2025年度突破”，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所和河北地質大學聯合團隊發現哈爾濱古人類是丹尼索瓦人、爲腎病患者成功移植經基因改造的豬腎、華中農業大學團隊發現水稻耐高溫基因密碼等成果亦榜上有名。
中國引領可再生能源崛起
《科學》雜誌將2025年度突破授予可再生能源，因其首次超越煤炭，成爲全球最主要電力來源。可再生能源崛起勢不可擋，給了處於全球變暖威脅中的人類以希望。
2025年6月25日在山西省運城市芮城縣夭上村拍攝的光伏基地（無人機照片）。（新華社/發）
這一歷史性轉折的核心驅動力是中國的全面引領。《科學》指出，中國“幾乎已經站在真正擠出煤炭的門檻上，世界其他地區的化石燃料使用可能隨之下降”。
推動這一變化的，是中國可主導全球可再生能源技術生產的龐大工業引擎。經過多年耐心培育，中國現已主導生產全球約80%的太陽能電池、70%的風力渦輪機和鋰電池。
同時，中國製造的綠色技術正改變世界，爲歐洲、南亞及“全球南方”的數百萬家庭提供可靠、經濟的能源保障。
定製化基因編輯爲罕見病帶來新希望
5月，美國費城兒童醫院與賓夕法尼亞大學醫學院研究團隊成功爲一名患有罕見遺傳病的嬰兒實施了定製化基因編輯治療。這是基因療法首次在人類患者中實現定製化臨牀應用，爲開發針對其他罕見病的定製化基因療法奠定了基礎，或將打開罕見病治療新紀元。
患有罕見遺傳病的嬰兒KJ·馬爾登在醫院。（圖源：費城兒童醫院）
這名嬰兒出生時攜帶 CSP1 基因缺陷，傳統治療需嚴格限制飲食或進行高風險肝移植，而新療法通過設計針對其獨特基因突變的鹼基編輯器，精準修復該基因中的單個錯誤鹼基，並在獲得監管批准後，於嬰兒6個月大時實施治療。幾個月內，患兒的代謝狀況明顯改善。
研究人員表示，美國食品藥品監督管理局（FDA）已認可此類高度相似的個性化療法可納入同一臨牀試驗框架，這一監管路徑的簡化，可能使基因編輯技術真正走向更多超罕見疾病的臨牀應用。但高昂成本和長期安全性仍是不可迴避的挑戰。
對抗淋病的新武器問世
在全球抗生素耐藥性危機中，淋病已被視爲最迫切的威脅之一。它每年影響逾8000萬人，不僅可導致不孕，還會加劇艾滋病傳播，而其致病菌幾乎已對所有現有抗生素產生耐藥性。
導致淋病的淋球菌示意圖（圖源：百度百科）
今年，兩種新型淋病藥物在大規模臨牀試驗中表現展現出良好療效，獲美國食品和藥物管理局（FDA）批准，成爲數十年來首批針對該病的新藥。
新藥吉泊汀（Gepotidacin）和唑氟達星（Zoliflodacin）作用於細菌DNA複製關鍵酶，療效顯著且安全，可口服，避免注射。吉泊汀已獲批用於尿路感染，並在淋病中表現同樣出色。FDA允許類似定製藥物合併進行臨牀試驗，爲未來更多抗耐藥淋病藥物研發鋪平道路。
研究人員同時警告，面對高度“狡猾”的病原體，耐藥風險始終存在，新藥研發不能停步。
神經元成癌細胞轉移“幫兇”
腫瘤會“蠱惑”身體多種細胞協助其生長和擴散，神經元便是其中之一。
在癌細胞培養物中生長的神經細胞（染成了綠色）。（圖源：英國《新科學家》網站）
6月，美國南阿拉巴馬大學和得克薩斯大學健康科學中心的研究人員發現，神經元可通過隧道納米管向癌細胞轉移線粒體，增強線粒體的能量代謝、乾性及抗應激能力，從而促進癌症轉移，尤其在腦轉移竈中富集。這一發現爲理解癌症轉移的代謝基礎提供了全新視角，直接挑戰了癌細胞僅自主產生能量的傳統認知。
同時，這一發現也提示，阻斷這種線粒體轉移，或許有助於減緩腫瘤轉移。未來療法或可設計讓神經細胞“保管好”自己的線粒體，從而削弱癌細胞的轉移能力。
全天候注視蒼穹的“巨眼”
今年，薇拉·魯賓天文臺在智利落成，天文學正式邁入系統化、全時域觀測的新紀元。從明年年初開始，它將每3天掃描一次全天空，持續10年，將生成前所未有的海量數據。
薇拉·魯賓天文臺矗立在智利帕瓊山山頂，天空繁星密佈。（圖源：魯賓天文臺官網）
僅一年時間，魯賓天文臺收集到的光學觀測數據量就將超過人類歷史上所有其他望遠鏡的總和，並逐步構建起迄今最爲精細的宇宙三維地圖。這些數據將通過在線平臺向所有人開放，實現真正意義上的全民天文。
如此貪婪地“採集星光”，離不開突破性的技術支撐。其中包括一套複雜的光學系統，能夠在魯賓天文臺巨大的視場範圍內生成幾乎無畸變的圖像；以及一臺體量相當於一輛汽車的相機，可在數秒內輸出一張32億像素的圖像。天文學家將不得不依賴智能算法處理海量天文數據，從中篩選出真正有價值的“天體珍寶”，剔除平淡無奇的背景信號。
魯賓天文臺將大幅增加已知太陽系天體數量，有望發現遐想中的第九行星；觀測宇宙爆炸事件，研究星系形成與演化；此外，該天文臺還將助力研究暗物質如何塑造星系結構，暗能量如何推動宇宙加速膨脹。
丹尼索瓦人從此“有了臉”
丹尼索瓦人到底長什麼樣？這個問題一直困擾着科學界。
近乎完整的古人類頭骨（圖源：河北地質大學）
據今年6月發表的兩篇論文，基於古蛋白和古DNA分析法，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹團隊與河北地質大學季強團隊合作，對在哈爾濱發現、距今至少14.6萬年的一塊近乎完整古人類頭骨展開深入研究，發現哈爾濱古人類是丹尼索瓦人，線粒體屬於已知早期丹尼索瓦人支系。這一發現破解了丹尼索瓦人的長相之謎。
它不僅填補了人類演化樹上一個關鍵形態學空白，更爲未來在全球博物館化石藏品中系統性地重新識別丹尼索瓦人個體提供了至關重要的形態參考標準。
由此，科學家有望發現更多丹尼索瓦人化石，從而能更準確地評估他們與尼安德特人及現代智人之間的親緣關係與演化地位，最終解答他們究竟是智人的一個亞種，還是一個完全獨立的物種這一根本性問題。
當大語言模型開始“做科學”
今年，LLMs 在多個科學領域展現出堪比博士水準的能力。
在數學領域，深度思維公司（DeepMind）的Gemini LLM在國際數學奧林匹克競賽中獲得金牌，OpenAI的GPT-5在組合數論和圖論中取得原創性進展，解決了困擾數學家數十年的難題。
DeepMind的Gemini LLM在國際奧數競賽中獲金牌。（圖源：DeepMind官網）
但大語言模型的表現並不僅限於“考試高分”或理論推演，它們還顯著加速了科學發現。在化學領域，微調後的Meta Llama LLM僅用15次實驗就找出新反應的最佳條件，幫助研究人員節省了原本需要數週、數百次實驗才能完成的工作；在生物學領域，谷歌AI“聯合科學家”系統快速發現治療肝纖維化的新候選藥物，並在2天內復現細菌DNA寄生擴散機制的研究成果。
隨着 AI 本身開始參與改進下一代大語言模型，其能力邊界正變得越來越難以預測。
超級計算助力揭示粒子物理新進展
數十年來，粒子物理學家一直在尋找可能挑戰標準模型的新現象。然而，今年6月的一項長期實驗結果顯示，與此前推測相反，μ子的磁性並未超出標準模型的預測範圍。
費米實驗室μ子g-2實驗裝置的俯視圖。（圖源：費米實驗室）
雖然這一發現讓許多人感到失望，但背後卻隱藏着一項重要成就：理論物理學家首次利用格點規範理論，從第一性原理高精度計算出了μ子的磁性，刷新了全球對其磁性異常的計算紀錄。
近年來，隨着計算能力和算法的提升，以及格點間距控制和邊界條件處理等技術進步，基於格點的計算精度已可與實驗數據驅動方法相媲美。
這一成果意義重大：科學上，它證明標準模型在極高精度檢驗下依然穩固，同時展示了計算物理學解決複雜非微擾問題的能力；方法論上，它標誌着粒子物理理論預言正從依賴實驗外推，轉向基於第一性原理的獨立計算。
這不僅爲研究其他強相互作用現象（如質子結構）提供了可靠工具，也爲未來以更高精度尋找真正超出標準模型的新物理奠定了堅實基準。
異種移植刷新紀錄
長期以來，用動物器官救人一直是科學與炒作交織的領域。但今年，基因改造豬的出現讓“異種器官移植”取得重要進展——這些豬的組織對移植更安全，也更不易被人體免疫系統排斥，爲緩解人類器官短缺帶來希望。
外科醫生手持一顆準備移植到人體內的基因編輯豬腎（圖源：美國紐約大學朗格尼健康中心）
藉助基因工程改造的豬器官，研究人員顯著延長了動物器官在人體內的存活時間。一名美國患者接受的69處基因改造豬腎在體內工作近9個月，刷新工程化豬腎移植紀錄；在中國，一名女性患者接受移植手術，被植入了一個改造了6個基因的豬腎，至今也已維持了幾乎同樣長時間。這些成果遠超此前維持紀錄。
研究者表示，供體豬仍需進一步改造以延長器官存活，同時開發更安全有效的免疫抑制藥物。一些團隊甚至嘗試移植豬胸腺以培養免疫耐受，有望減少或免除藥物使用。
儘管挑戰猶存，但今年的成果標誌着異種器官移植比以往更接近成爲現實。
中國科學家解鎖水稻耐熱基因密碼
2025年，中國科學家團隊在水稻抗高溫育種領域取得重大突破。來自華中農業大學的團隊成功鑑定並解析了一個名爲QT12的核心基因，該基因可同時幫助水稻抵禦夜間高溫帶來的減產和品質下降。
華中農大水稻團隊在觀察植物樣本（圖源：央視新聞）
他們在夜間高溫區比較533個品種，發現QT12決定水稻對夜溫的耐受性：易受熱品種的QT12在高溫夜被激活，澱粉結構紊亂，米質下降；攜帶耐熱型QT12的品種則保持產量和米質。
研究人員將該等位基因導入商業水稻品種“華佔”後，在高溫條件下，其產量比原華佔高出最多78%，粉質穀粒比例也明顯下降。他們還在科研品種中通過基因編輯禁用QT12，取得了類似效果。
該團隊指出，屬於粳稻亞種的水稻——在較涼地區種植、耐熱能力較弱——可能特別受益於QT12的保護性等位基因。研究發現，粳稻原本並不攜帶該等位基因，但可以通過常規育種方式引入。研究人員還建議，其他穀物作物如小麥和玉米，也可通過類似基因的應用來應對未來氣溫升高的挑戰。
