最新!伏羲大脑、“鸿鹄”智能农机等智慧农业成果入选2025年中国十大科技进展

1月26日，由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2025年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻在北京揭晓。

“‘黑土粮仓’科技会战黑土地全域保护技术取得重大突破”入选2025年中国十大科技进展新闻。2025年4月9日，“黑土粮仓”科技会战2025年度工作推进会在黑龙江省哈尔滨市召开。“黑土粮仓”科技会战集聚90余家单位1300余人，建立了天空地一体化监测技术体系，完成全国首套典型黑土区10米空间分辨率土壤碳氮遥感制图；创新提出以内稳性地力提升为核心的黑土地退化阻控与健康培育理论，研发了坡-沟侵蚀综合防治技术体系；建立了基于固相育种芯片的大豆智能育种技术体系，大豆新品种“东生22”入选全国推广面积前十，“东生”系列大豆年度推广面积超1300万亩；“鸿鹄”系列智能农机/具打破了国外技术垄断，构建伏羲大脑智慧农业管理系统，支撑了国家智慧农业行动计划实施；探索总结了“龙江模式”“三江模式”等成套可推广、可复制的黑土地区域适宜性耕作模式。

中国科学院东北地理与农业生态研究所供图

全文如下。

2025年中国十大科技进展新闻是：

2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在安徽合肥创造新世界纪录，首次完成1亿摄氏度1066秒“高质量燃烧”，标志着我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。

EAST形如“巨罐”，集“超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流”等尖端技术于一体，近百万个零部件协同工作，拥有专利近2000项。十余年来，EAST历经15万多次实验，最终实现“亿度千秒”的长脉冲高约束模等离子体运行，攀上新的科学高峰。

EAST亿度千秒高约束模式等离子体运行世界纪录屏幕截屏。中国科学院合肥物质科学研究院供图

2025年1月20日，成立仅一年多的深度求索（DeepSeek）公司，推出新一代大模型R1，在性能比肩OpenAI o1正式版的同时，实现了超低训练成本，并且全面开源，给全球人工智能（AI）界带来了一场“地震”。美国硅谷顶级投资人马克·安德森惊呼，AI的“斯普特尼克时刻”来了。

业内人士表示，从某种角度说，DeepSeek-R1的横空出世意味着中国在模型研发方面从模仿OpenAI走向了超越。传播内容认知全国重点实验室首席科学家张勇东表示：“DeepSeek-R1是AI 大模型领域的一次重大突破，不仅挑战了OpenAI的领先地位，还为AI技术发展注入了新的活力。”

深度求索（DeepSeek）公司官方logo。深度求索（DeepSeek）公司供图

2025年11月1日，中国科学院发布消息，由中国科学院上海应用物理研究所牵头建成的2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆首次实现钍铀核燃料转换，在国际上首次获取钍入熔盐堆运行后实验数据，成为目前国际上唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆，证明了熔盐堆核能系统利用钍资源的技术可行性，巩固了我国在国际熔盐堆研究领域的引领地位。

熔盐堆是以高温熔盐作为冷却剂的第四代先进核能系统，是国际公认最适配钍资源核能利用的堆型。钍基熔盐堆的研发，为我国未来规模化开发利用钍资源、发展第四代先进核能系统提供核心技术支撑与可行方案。

实验堆的建成并首次实现钍铀核燃料转换，为实验堆、研究堆、示范堆“三步走”奠定了坚实的基础，为我国率先实现钍基熔盐堆的工业应用提供了核心科技支撑。

钍基熔盐堆堆本体吊装。中国科学院上海应用物理研究所供图

中国科学技术大学孙成研究组与合作者开发了一个高精度AI诊断工具，实现了对肝细胞癌复发风险的预测，准确率达82.2%。

2025年3月13日，该项成果在线发表于《自然》，随后于4月24日被《自然》杂志选为当期封面文章。这是《自然》创刊156年来首篇以“计算肿瘤免疫学”为主题的封面文章，标志着一个全新学科方向的诞生。

研究团队发现，决定肝癌复发的关键不是免疫细胞的“数量”，而是它们在肿瘤中的“位置”。位于肿瘤侵袭前沿的CD57+NK细胞密度是最强的预后指标，其预测能力远超传统方法。基于这一发现，团队开发了全球首个空间免疫评分系统TIMES。该系统仅需5个生物标志物，使用常规病理切片，12分钟即可完成评估，成本比传统测序方法降低90%，准确率却高达82.2%，比传统TNM系统提升37%。

TIMES系统已免费开放，服务来自全球的医生和患者。

中国肝癌预测系统登《自然》杂志封面。中国科学技术大学供图

半侵入式“北脑一号”和侵入式“北脑二号”两套智能脑机系统，是由北京脑科学与类脑研究所及其牵头成立的北京芯智达神经技术有限公司共同研制的，均达到当今世界领先水平。2025年3月20日，我国发布了全球首例无线植入式中文语言脑机接口，成功帮助因渐冻症导致失语的患者重建交流能力。

“北脑一号”已完成国际首批柔性高通量半侵入式无线全植入脑机系统的人体植入，患者术后恢复良好，设备有效通道数达98%以上。通过使用“北脑一号”，瘫痪患者能够隔空操控计算机、机械臂，甚至驱动肌肉刺激装置，促进自身肢体运动功能逐渐康复。同时，“北脑一号”是国际上首个实现失语患者语言解码的无线全植入脑机系统，帮助患者重建交流能力。

“北脑一号”产品图。北京脑科学与类脑研究所供图

复旦大学教授郁金泰团队、袁鹏团队联合中国科学院生物与化学交叉中心刘聪团队，在国际上首次揭示功能未知基因FAM171A2是促进帕金森病发生发展的关键分子，并筛选出具有潜在治疗价值的小分子化合物，为延缓疾病进展带来新希望。相关研究成果2025年2月21日发表于《科学》。

此项研究不仅为帕金森病的药物研发开辟了新方向，也为全球数百万患者带来了新的治疗希望。随着后续研究的深入及临床转化推进，FAM171A2靶点有望成为抗击帕金森病的重要突破口，具有重大的科学价值与社会意义。

开发靶向FAM171A2新药有望构建帕金森病标本兼治新体系。复旦大学供图

中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等成功构建“祖冲之三号”，其处理“量子随机线路采样”问题的速度比目前国际最快的超级计算机快千万亿倍。2025年3月3日《物理评论快报》发表了该成果，审稿人认为其“构建了目前最高水准的超导量子计算机”。

“祖冲之三号”包含105个可读取比特和182个耦合比特，多项关键性能指标大幅提升。经测试，“祖冲之三号”完成83比特32层的随机线路采样，以目前最优经典算法为比较标准，计算速度比当前最快的超级计算机快千万亿倍，也比2024年10月谷歌公开发表的最新成果快百万倍，为目前国际超导体系中最强的量子计算优越性。

“祖冲之三号”科研团队正在量子纠错、量子纠缠、量子模拟、量子化学等多方面加快探索。

“祖冲之三号”量子计算原型机低温测试系统。中国科学技术大学供图

北京大学教授马丁团队及合作者在零碳制氢领域取得重大突破，分别于2025年2月13日和14日在《自然》《科学》发表研究成果。

两项研究都旨在优化制氢反应，但侧重点和实现路径大不相同。《自然》发表的成果突破了催化科学中的稳定性瓶颈，创新性地引入稀土元素对催化剂进行改造，开发出一种全新且泛用的高活性产氢催化剂稳定策略。《科学》发表的成果聚焦于乙醇和水分子重整的零碳排放制氢路径，为零碳排放的工业制氢奠定了坚实的科学基础。

此次成功开发的全新氢气生产方法，通过新型催化剂可从源头上消除二氧化碳排放，实现高产率氢气生产。

科学家成功开发新型制氢技术工作示意图。北京大学供图

2025年4月9日，“黑土粮仓”科技会战2025年度工作推进会在黑龙江省哈尔滨市召开。“黑土粮仓”科技会战集聚90余家单位1300余人，建立了天空地一体化监测技术体系，完成全国首套典型黑土区10米空间分辨率土壤碳氮遥感制图；创新提出以内稳性地力提升为核心的黑土地退化阻控与健康培育理论，研发了坡-沟侵蚀综合防治技术体系；建立了基于固相育种芯片的大豆智能育种技术体系，大豆新品种“东生22”入选全国推广面积前十，“东生”系列大豆年度推广面积超1300万亩；“鸿鹄”系列智能农机/具打破了国外技术垄断，构建伏羲大脑智慧农业管理系统，支撑了国家智慧农业行动计划实施；探索总结了“龙江模式”“三江模式”等成套可推广、可复制的黑土地区域适宜性耕作模式。

创新成果有力支撑“藏粮于地、藏粮于技”的国家战略，确保黑土地永续利用。

“黑土粮仓”科技会战黑土地全域保护技术取得重大突破。中国科学院东北地理与农业生态研究所供图

北京大学、香港城市大学组成的联合团队，成功研制出面向6G通信的超宽带光电融合集成系统，首次实现全频段、灵活可调谐的高速无线通信，为未来更畅通、可靠的6G无线通信提供保障。该成果2025年8月27日在线发表于《自然》。

该系统的无线信号从0.5GHz（千兆赫兹）到115GHz范围内任一频点都可实现高速传输，这一全频段兼容能力国际领先。该系统具有灵活可调谐能力，在信号受到干扰时能动态切换至安全频段建立新的通道，提升了通信的可靠性和频谱利用效率。

未来通过植入AI算法，新系统将催生更灵活、智能的AI无线网络，不仅可在多种复杂场景下应用，同步实现实时数据传输与环境精准感知，还可自动规避干扰信号，让网络信号传输更安全通畅。

研究团队制备的超宽带光电融合芯片。北京大学供图

2025年世界十大科技进展新闻是：

《自然》2025年6月12日刊发的一项研究显示，美国研究人员开发的脑机接口系统，利用人工智能解码使用者试图说话时的脑电活动，从而帮助患有严重言语障碍的人有表现力地说话和唱歌。

美国加利福尼亚大学戴维斯分校研究人员领衔的团队开展了这项研究。据介绍，参与研究的45岁男子因患上肌萎缩侧索硬化症而丧失了清晰说话的能力。他虽然仍能发出声音并做出口型，但说话缓慢且不清楚。症状出现5年后，研究人员在这名参与者脑部控制运动的区域植入了256个微电极并利用深度学习算法每10毫秒捕捉一次他大脑中的相关信号，从而最终解析出他想说的话语。

研究显示，这一系统几乎可以实时将这名男子的相关大脑活动转化为语言。当他提出问题时，系统还能传达语调变化。他可以强调自己选择的词语，还能以3种音高哼唱出一串音符。

早期的脑机接口模型可以在3秒内输出语音，或者只有在用户模仿完整句子后才会输出语音。而在最新研究中，这一系统可以模仿说话者自己的声音，在说话者发出有说话意图的神经活动信号后10毫秒内说出话语。研究人员指出，这一系统不仅能在表述中呈现说话者意图，还能表现说话者语调、音调和重音等自然语音特征。

植入运动皮层的电极有助于记录和语言相关的大脑活动。图片来源：Kateryna Kon

2025年7月17日《自然·电子学》报道，美国波士顿大学、加利福尼亚大学伯克利分校和西北大学团队联合，开发出全球首个“电子-光子-量子”一体化芯片系统。这是首次在一块芯片上集成了量子光源与稳定控制电子电路，并采用标准的45纳米半导体制造工艺，为批量化生产“量子光工厂”芯片、构建大规模量子系统奠定了基础。

就像传统电子芯片依赖电流、光通信系统依赖激光，未来的光量子技术也需要稳定的“量子光”资源来实现运算、通信或感知。为此，研究人员在硅芯片上构建了一组“量子光工厂”，每个仅约1毫米见方，却能稳定产生成对相关光子，这是量子信息应用的关键资源。

此次一个关键挑战是，在保持量子光学性能的同时，把光子器件设计限制在商业互补金属氧化物半导体（CMOS）平台的严格规范之内。这要求团队从一开始就将电子与量子光学作为统一系统进行协同设计。而该芯片采用了标准的45纳米CMOS平台，具备内建反馈稳定机制，能有效应对温度变化与制造误差带来的干扰。

实验过程中，装有芯片的封装电路板被置于探针台显微镜下进行测试。图片来源：美国波士顿大学

国际合作团队借助美国（LIGO）等探测器，探测到迄今最大质量黑洞合并事件，该成果对理解黑洞成长意义重大。这项由LIGO-Virgo-KAGRA合作组宣布的发现，源于2023年11月捕捉到的GW231123事件。

此次合并的两个黑洞质量分别约为太阳的100倍和140倍，合并后形成225倍太阳质量的黑洞，二者自旋速度达每秒约40次，接近理论稳定极限。黑洞分恒星级（几倍至100倍太阳质量）、中等质量和超大质量三类，中等质量黑洞极为罕见。此次合并的黑洞质量接近或超恒星级区间，无法用传统超新星爆发机制解释。专家推测，它们可能由早期小黑洞分级合并形成，这为研究黑洞形成提供了新视角。

该项发现于2025年7月14日在苏格兰格拉斯哥举行的第24届国际广义相对论与引力大会（GR24）暨第16届爱德华多・阿马尔迪引力波会议上正式发布。

图中展示了GW231123双黑洞合并过程。图片来源：加州理工学院

欧洲立方千米中微子望远镜（KM3NeT）合作项目团队于2025年2月11日在《自然》发表论文称，他们检测到了迄今能量最高的宇宙中微子。研究人员认为，这些粒子来自银河系之外，但其准确来源尚不明确。

2023年2月13日，深海宇宙线天体粒子研究探测器（ARCA）发现了高能缪子的信号。研究人员估计，这一粒子能量约为120拍电子伏（PeV，1PeV=1015电子伏），而产生这个缪子的中微子能量甚至更高，约220PeV。它穿过了整个探测器，并在超过1/3的活性传感器中产生了信号。其轨迹的倾斜度与巨大的能量相结合，提供了强有力的证据，表明该缪子起源于在探测器附近相互作用的宇宙中微子。这一事件被命名为KM3-230213A。

宇宙中的某些高能天体事件，例如星系中心的超大质量黑洞吸积、超新星爆发、伽马射线暴等，至今尚未完全被理解。这些事件会产生宇宙射线粒子流，某些宇宙射线可能与射线源周围的物质或光子相互作用，从而产生中微子和光子。在那些最高能的宇宙射线传播过程中，它们还可能与宇宙微波背景辐射的光子发生相互作用，进而产生极高能的中微子。

工程师准备将1个探测器添加到海底KM3NeT网络中。图片来源：Paschal Coyle CNRS

时间晶体是一种在时间维度上持续重复出现的物质形态，就像普通晶体中的原子在空间重复排列一样。此前，时间晶体仅存在于复杂的量子物质中，但物理学家找到了一种方法，能够在特定条件下制造出一种可用肉眼看到的时间晶体。这项成果2025年9月4日发表于《自然·材料》。该研究涉及兼具液体与固体特性的“液晶”棒状分子。研究人员只需将光照射在液晶上，就能在其表面产生扭曲分子的涟漪。即使改变了外部条件，涟漪也会以不同的节奏持续移动数小时。这种节奏与任何外部输入的作用力不同步，满足了时间晶体的两项核心定义标准。

2012年，诺贝尔物理学奖得主Frank Wilczek首次提出时间晶体的概念。Wilczek构想的时间晶体如同一台永动机—— 一种能在自然静止状态下无限循环的物质。后来有团队发表论文，通过数学方法证明这一概念是不可能实现的，但研究人员很快发现，可能存在其他类型的时间晶体。例如，有序时间晶体可存在于持续变化而非静止的特殊系统中。

研究人员表示，这些时间晶体薄层可嵌入纸币中，用于验证真伪。他们称，光线穿过多组有不同特征图案的晶体后，不仅会产生单一方向的波纹，还会形成动态的二维条形码。这种条形码极难伪造，同时也可用于存储信息。

在显微镜下看到的时间晶体。图片来源：《自然·材料》

科学家成功阻止了人类受体对猪肾的排斥反应。一枚猪肾在美国一名57岁的脑死亡男性体内存活了61天，创下了转基因猪器官在脑死亡患者体内存活时间最长的纪录。

在2025年11月13日发表于《自然》的两篇论文中，研究人员揭示了导致人类免疫系统排斥移植器官的主要原因。他们表示，这些发现将有助于改善活人接受他人或动物器官移植的预后。

美国马里兰大学医学院的临床研究员Muhammad Mohiuddin说：“在我看来，这是逆转排斥反应的第一个例证。”他于2022年主导完成了全球首例活人猪心脏移植手术。

过去3年间，有十几名活人接受了转基因猪器官移植，包括心脏、肾脏、肝脏及胸腺。但其中大多数器官最终因失去功能或不再为免疫抑制治疗提供帮助而被移除。其他接受者则在移植不久后死亡。

此次，除猪肾外，这名男性接受者还被移植了猪胸腺。这种小腺体能训练人体免疫系统将猪细胞识别为自身的一部分。论文作者、美国纽约大学朗格尼移植研究所的Robert Montgomery指出，猪胸腺可能在延长猪器官存活时间方面发挥了关键作用。他说，在以往的非人灵长类动物实验中，与胸腺一起移植的肾脏比单独移植的肾脏存活率更高。

2023年7月，Robert Montgomery在纽约准备将猪肾移植到一名脑死亡男子体内。图片来源：Shelby Lum

美国约翰斯·霍普金斯大学和芝加哥大学的科学家利用位于智利安第斯山脉高处的一台地基望远镜，观测了来自宇宙早期的偏振微波信号，首次用地基设备揭开宇宙诞生后仅几亿年时的神秘面纱。这是天文学中一个极其关键但也最不为人知的时期，被称为“宇宙黎明”。该成果2025年6月11日发表于《天体物理学杂志》，标志着科学家首次在地面上探测到原本被认为只能通过空间望远镜才能观测到的微弱信号。

宇宙微波非常微弱，而其偏振信号强度仅为其百万分之一。地面上的无线电干扰、大气扰动、天气变化等因素都可能掩盖或扭曲这一信号。因此长期以来，这类观测任务通常由太空中的卫星执行。然而，此次宇宙学大角度尺度探测器（CLASS）项目，使用了一种设计独特的地基望远镜，在地面上实现了这一突破性的测量。

研究人员解释说，他们这次发现的通用信号就像是一种宇宙级“眩光”，揭示了来自“宇宙黎明”时期的光是如何被散射的。他们将CLASS的数据与卫星历史数据进行了对比分析，从而识别出干扰源，缩小了“宇宙黎明”时期的共同信号范围。

这项研究不仅帮助科学家更精确地定义宇宙微波背景辐射中的再电离信号，还为描绘早期宇宙提供了更加清晰的画面。

科学家利用智利望远镜探测到宇宙第一批恒星散射的光，提供了对古代宇宙的新见解。 图片来源：Shutterstock

由多个国家科研机构联合组成的项目组，在2025年6月6日正式发布了迄今最大的宇宙图谱及相关全部观测数据。该图谱名为“COSMOS-Web”，基于詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）收集的数据构建，涵盖逾78万个星系，时间跨度达135亿年，占据整个宇宙历史的98%。这些数据正在挑战人们对宇宙早期的认知。

COSMOS-Web图谱回溯至大爆炸后约3亿年，彼时宇宙刚刚点亮第一批恒星。JWST所拍摄到的远古星系数量，远远超出预期。人们原以为在宇宙诞生后的5亿年内，星系应该极为稀少，但JWST在这一时期发现了比哈勃预测多出10倍的星系。更令人惊讶的是，团队还发现了一些超大质量黑洞，而这些天体在哈勃时代是根本无法探测到的。

这些发现挑战了目前的宇宙演化模型。此前认为，形成一个拥有10亿个太阳质量的星系至少需要几亿年，但新数据表明，宇宙似乎在短短几亿年内就形成了大量恒星和复杂结构。目前仍有大量细节有待研究分析。

COSMOS-Web 交互式目录中部分天空的屏幕截图。图片来源：COSMOS-Web

《自然》和《自然·方法学》2025年4月9日发表的一组论文显示，科研人员绘制出迄今最大、最详细的哺乳动物大脑连接图谱。

这一成果来自由150余名神经科学家参与的“大脑皮层网络机器智能”（MICrONS）项目。这张高分辨率三维脑图包含超过20万个脑细胞，其中约8.2万个是神经元。它还包含超过5亿个神经元连接点（称为突触）和超过4公里长的神经元连接。

大脑是由包括神经元在内的细胞构成的细胞网络，神经元受到刺激后被激活，并通过突触连接。为了深入了解哺乳动物的大脑回路，研究人员首先记录了小鼠在连续两小时观看各种视频时视觉皮层中约7.6万个神经元的放电情况，然后将1立方毫米小鼠脑组织切成数千个组织切片后对每张切片进行成像，并将图像组合成一张三维脑图。最后，他们利用人工智能和机器学习算法对神经元及其分支投射和突触进行标注。研究团队还将三维脑图中的神经元与他们记录的神经元放电情况进行匹配。《自然》网站当天刊文指出，这一里程碑式的成果还首次在神经科学领域展现了单个神经元的大规模活动。

通过分析1立方毫米的小鼠脑组织重建的1000多个脑细胞的渲染图。图片来源：艾伦脑科学研究所

谷歌旗下“深层思维”公司2025年7月21日宣布，其搭载了“深度思考”能力的高级版“双子座（Gemini）”人工智能模型测试得分达到国际数学奥林匹克竞赛（IMO）金牌水平，该成绩已获官方认证。

“深层思维”公司在官网发布公报说，高级版“双子座”模型的“深度思考”模式成功解答了2025年国际数学奥林匹克竞赛6道题目中的5道，共获35分，达到金牌水平。相关解题方案已在网上公布。

国际数学奥林匹克竞赛自1959年起每年举办一届，参赛选手需在两天（每天各4.5小时）内解答涉及代数、组合数学、几何和数论四大领域的6道极具难度的题目。近年来，该竞赛成为检验人工智能模型解决高级数学问题能力和推理能力的热门挑战。

Gemini模型实现了端到端的自然语言操作，能够直接从官方问题描述中生成严谨的数学证明。图片来源：“深层思维”

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编辑：李丽

来源：人民日报

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