科技导报杂志

科技导报杂志2025年第4期

• 创新驱动助力制造业高质量发展

  李景虹

  在国家政策的引导下，中国企业创新主体地位不断增强，成为经济发展、创新投入、创新产出和参与国际竞争的重要主体。发挥企业科技创新主体作用，需要在政府的引导和支持下，促进创新要素向企业集聚，集中优势资源开展产业链、创新链、人才链协同创新，营造良好的创新生态，共同努力实现中国科技高水平自立自强。

• 巧借材料“缺陷”突破海水淡化瓶颈

  （综合《Science》、华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院官网）

• 中国黑土地有机质含量下降1/3

  （综合《Nature Food》、中国农业大学新闻网）

• AI（人工智能）大模型快速预测人体基因组三维结构

  （综合《Science Advances》、MIT新闻网）

• 地球云层正在缩小，加剧全球变暖

  Voosen Paul

  20多年来，美国国家航空航天局（NASA）在太空的仪器一直在追踪地球太阳能收支日益失衡的问题：进入地球的能量多于释放的能量。人类排放的温室气体捕获大气中的热量是产生这种不平衡的主要原因。但要解释剩余失衡部分却充满挑战。反射性冰层的消失会将可以吸收更多热量的深色地面和水域暴露出来，但该现象无法完全解释这一数值差距；各国清理或关闭污染工业而减少的反光烟雾也不足以弥补缺口。“没有人能得到一个接近的数字”，NASA戈达德太空研究所气候科学家George Tselioudis说。

• 轻便型低成本激光驱动加速器将成为现实——令人振奋的实验结果有力支持了采用新型粒子加速器开发X射线源的计划

  Cho Adrian

  劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家使用该方法，在30 cm的距离内就将电子加速至9.2 GeV（参见2024年12月《Physical Review Letters》上的报告）。与斯坦福直线加速器中心（SLAC）国家加速器实验室耗资11亿美元新建的长1 km的新型直线加速器相比，其能量值提升了2倍以上。尽管激光等离子体加速器仍会产生相对粗糙的电子束，但全球物理学家已经竞相将其投入使用。

• 解密地底细菌-古菌如何抱团“买醉”

  （综合《Nature》、农业农村部成都沼气科学研究所官网）

• 量子保密通信与5G融合的探索实践

  缪亚军, 武俊, 戚海洋, 汤静, 李明翰*

  2021年12月，国际电信联盟发布了《量子保密通信网络应用用例》报告[1]，提出了量子保密通信与5G（第5代移动通信技术）等电信网络、密码原语、TCP/IP协议（transmission control protocol/ internet protocol，传输控制协议/网际协议）、移动终端和垂直行业融合等6大类应用用例。2023年8月，我国首个面向应用的量子保密通信标准《量子保密通信应用基本要求》（GB/T42829-2023）[2]正式发布，标准给出了多个应用场景，包括电信接入网络、骨干网络和移动应用等。国内国际相关标准的陆续出台，为量子保密通信与5G在网络、应用等方面的融合提供了重要指引。

• 化学流体皮肤让面具瞬间“变脸”

  （综合《Science Advances》、中国机械工程学会微信公众号）

• 座头鲸的歌声与人类语言存在相似之处

  文章指出，座头鲸的歌声与人类语言之间存在着深刻的共性。这种共性并非源于物种亲缘关系，而是源于文化传承。雄鲸采取同代集体编排的方式唱歌，同时又会在不同代际间加入新元素，使得鲸歌具备反复“学习—使用—变迁”的多代交互特征。正是这种跨世代的传承与迭代机制，极有可能与人类语言在进化过程形成特殊统计规律的原理相吻合。这项工作为人们理解“文化学习”如何塑造高级交流系统提供了新思路，有助于更深入地探究语言的进化奥秘。或许在不久的将来，人类会真正欣赏动物歌声背后的情感和文化内涵。

• 混合量子模拟器精准还原现实物理过程

  实验中，他们通过设定离散的初始条件，模拟了热能进入固体的过程，并展示了量子模拟器如何实现热平衡状态。这项研究为开发通用量子模拟器奠定了基础，其能力远超当前只能处理特定物理问题的量子模拟器，适用于解决从固态物理到天体物理学的广泛问题。

• 滥用除草剂或致新生儿体重降低

  （译自《Science》，2025，387（6732））

• 阿秒光源产生和发展趋势

  王佶, 赵昆*

  对瞬态过程的探索可以揭示未知的物理现象，引领人们找到新的物理规律。因此，人们始终在探索具有高时间分辨率的探测手段。1851年是高速摄影的开端[1]，此后经过近1个世纪的发展，至1930年世界上出现了第1台基于频闪灯捕捉高速事件瞬间的高速相机[2]，使得人们能够捕捉到微秒（1 μs= 10-6 s），甚至纳秒（1 ns=10-9 s）时间尺度内的变化和现象。1960年，激光的出现使人们对时间分辨的掌控飞跃式地提升[3]。1965—1966年，美国贝尔实验室[4]和联合飞行器实验室[5]分别获得了小于1 ns、也就是皮秒（1 ps=10-12 s）量级的激光脉冲。随着调Q、锁模等激光技术的发展[6-8]，此后短短15年间，激光的脉冲宽度就从纳秒发展到飞秒（1 fs=10-15 s）量级[9-12]。借助光谱整形、脉冲放大和后压缩等先进激光技术，人们终于获得了小于10 fs的激光脉冲[13-18]。通过超连续光谱展宽，人们进一步获得了低至2.6 fs的少周期，乃至单周期激光脉冲[19]，并且相干合成技术进一步将激光脉宽突破至亚飞秒量级[20]。

• 曲线割草利于提升昆虫多样性

  （译自《Science》，2025，387（6733））

• 构建人工智能隐私治理的伦理责任共同体

  潘建红, 杨珊珊

  习近平总书记指出：“要加强人工智能发展的潜在风险研判和防范，维护人民利益和国家安全，确保人工智能安全、可靠、可控”[1]。人工智能技术给人类生活带来诸多便捷，同时也加剧了人类隐私侵犯风险的产生。面对人工智能带来的隐私困境，应如何治理，社会各主体在治理中需要承担怎样的责任，以及如何构建多元共治的伦理责任共同体，成为当前社会关注的焦点。

• 进攻性人工智能的道德考量与全球治理

  王英明, 石超*

  科技创新成为国际战略博弈的主要战场，围绕科技制高点的竞争空前激烈[1]。进攻性AI（offensive artificial intelligence）主要指具备自主搜集、识别情报、决策并执行具有明显恶意攻击性任务的智能系统，可以被攻击者用来发动复杂且精准的网络攻击，目前已应用在目标侦察、精准打击、网络对抗、情报搜集及深度造假等多个场景，并呈现出向安全战、舆论战、信息战与认知战等领域全面扩散的趋势。然而，由于进攻性AI算法机制的不透明性、决策“黑匣子”等原因，其制定的解决方案可能会出现多场景应用的伦理道德失范，人类难以实现对AI决策过程的约束。因此，AI治理必须达成有效的国际合作与共识，明晰进攻性AI存在的场景、类型及特点，增强其在设计、决策与任务执行中的道德考量，构建其对科技伦理挑战的具象化图景，这对制定有效的AI伦理约束策略至关重要，或许可以为进攻性AI的伦理规范与道德框架优化提供理论基础。

• 基因信息应用中的伦理风险与治理路径

  吴何奇, 孙元君*

  基因信息是从人体生物材料中提取的反映个人遗传特征的遗传信息。基因信息不仅具有高度敏感性和强烈的人格性，还可以用于预测和诊断遗传性疾病，甚至可用于制造靶向基因武器。因此，基因信息的不当处置既可能对于个人隐私、医疗安全、财产权利等方面造成侵害，又有可能对国家安全、经济利益等带来实质威胁。因此，当复旦大学等26家单位联合完成的《基于36个族群的中国人泛基因组参考图谱》在《Nature》发表后，该事件随即在国内引起舆论热议。其中，不乏指责与反对的声音。

• 神经科学技术若干伦理问题及其监管研究

  冯龙飞, 翟晓梅

  近年来，我国科学发展硕果累累、成绩斐然，但现代科学与社会的整体关系也是最不稳定的。调查显示[1]，公众尊重科学和科学家，大多数人也相信科学使社会的受益大于其带来的风险或伤害，但许多人对某些特定的科学进展却表示出较大的担忧，甚至认为其是危险的，其中一类担忧与新兴神经科学技术的发展有关。神经科学技术的对象是人脑，它可以揭示人脑如何产生复杂的行为和思想，这些知识可以进一步帮助认识人类思想、情感、感知、行动、身份和记忆的核心机制。随着神经科学技术的不断发展，其结果可能会改变人类对意识和人性等的理解。因此，神经伦理学有责任探讨有效的应对策略，为促进神经科学的研究和技术向善发展发挥作用。

• 人类可遗传基因组编辑临床试验条件伦理审视

  王灵芝, 周斌

  随着简单、高效、易操作的CRISPR/Cas9基因编辑系统的发展，基因编辑技术成为改变人类基因结构的强有力工具之一，为诊断、治疗和预防遗传性疾病提供了新的手段，具有重要的社会价值。为了评估新疗法的安全性和有效性，任何一种治疗手段在进行入临床之前，必须开展人体试验。然而，与体细胞基因编辑临床试验不同，可遗传基因组编辑临床试验是将基因编辑的胚胎植入女性子宫、妊娠和足月生产的系统性研究活动，改变的基因一旦引入人类，所诱导的遗传变化将给个体和未来世代带来不可逆转的影响。因此，可遗传基因组编辑虽能带来潜在的医疗价值，但任何临床试验都是直接的临床应用，因而引发强烈的伦理争议。有观点认为，应该禁止可遗传基因组编辑的临床应用；还有观点认为，可遗传基因组编辑不应被绝对禁止，而应该采取谨慎态度，在对技术安全有效评估、风险获益理解权衡、严格监管，以及社会共识等条件下，才可考虑开展临床研究。2017年，美国科学院、医学院等在《人类基因编辑：科学、伦理与治理》报告中提出10点有关可允许可遗传基因组编辑临床研究的条件[1]（以下简称“十条”），成为治理人类可遗传基因组编辑重要的伦理指南。2024年，我国颁布了《人类基因组编辑研究伦理指引》[2]，重申了这一立场。

• 脑机接口对情报活动的赋能、现实风险与合规保护

  秦长森, 刘舒婷

  脑机接口（brain-computer interface, BCI）作为近年来科技行业热门的新兴技术，正逐渐从医学应用延展至教育、商业，甚至是军事领域，随之而来的机遇和挑战也在各个领域中被广泛讨论。不过我国情报界或是关注了宏观层面的人工智能监管问题[1]，或是关注了微观层面的数据要素保障问题[2]，但是在关于脑机接口如何影响情报业发展，如何化解脑机接口的现实风险等中观问题上缺乏必要的学术回应。事实上，脑机接口技术与情报领域存在着紧密的耦合关系。脑机接口技术可以实现不依赖常规的脊髓与外周神经、肌肉系统，而是在脑部与外部环境之间建立一种新型的信息交流与控制通道，通过脑信号测量隐性心理活动以实现脑部与外部设备之间的直接交互[3]。这一底层逻辑是通过对脑信号进行提取、分析和还原，以实现信息的识别与交互，这在一定程度上改变了情报的来源并能够丰富情报的职能。从信息论的角度来看，情报的目的是实现客体信息对主体的对称性和主体信息对客体的不对称性，进而通过信息优势获得整个对抗过程的主动权；从决策论的角度看，情报的认知对抗本质是确立和保护自己的决策体系能够有效并正确地运行，在最大限度上阻止对方的决策体系以获得正确的认知决策[4]。由此可见，利用脑机接口技术的信号获取机能可在一定程度上提升信息获取的优势，保证情报人员更加高效地做出决策。基于脑机接口技术对情报发展可能存在的潜在机能，选择从脑机接口如何对情报业进行赋能、脑机接口的情报化发展有何风险、如何对未来的脑机接口产业进行合规保护这3个方面展开讨论。

• 信息隐私人格权与财产权侵权伦理风险的制度规范

  毛牧然, 董晓梅

  2022年，中共中央办公厅和国务院办公厅印发的《关于加强科技伦理治理的意见》提出，要借助制度规范、制度保障治理科技伦理风险。据此探讨信息隐私人格权与财产权侵权伦理风险的制度规范、制度保障问题，在概述信息隐私人格权与财产权侵权伦理风险之后，分别从信息隐私人格权侵权伦理风险的制度规范和信息隐私财产权侵权伦理风险的制度规范2方面展开研讨。阐述的个人信息身份控制权制度、公法私法并举的系统性保护制度的隐私价值基础，以及所应遵循的原则、运用相关经济学理论论证确立个人信息财产权制度的经济合理性、个人信息财产权的性质与权项制度等，是在以往研究基础上独立思考所产生的研究成果，希望这些成果对强化信息隐私侵权伦理风险的治理具有一定的借鉴意义。

• 海上高温高压低渗气田清喷排液关键技术

  肖波, 陈生怀, 李祝军, 黄清, 张涛, 谢茂成, 杨凯宇

  南海莺歌海盆地低渗气田可探地质储量丰富，其中地层温度大于150℃、地层压力大于10000 psi的高温高压地层低渗储量约占78%，勘探开发前景广阔，是建设南海万亿大气区和国家南海能源基地的重点区域，也是南海西部油田增储上产的主战场[1]。在高温高压低渗气田钻完井作业中，为保证井筒井控安全，通常使用固相含量高、高比重的工作液体系，但存在井底易沉降，返排难度大；低渗地层物性差，气量少，携液能力差的问题；同时海上气田水处理系统简单（图 1），对水中的固相含量要求高，若长时间高固相的地层流体进入气田生产流程，常常会造成气田聚结分离器损坏，严重的会导致气田应急关停[2]。因此，要达到进气田生产流程要求，通常要求清喷排液周期长，而长时间占用钻井船排液作业成本高，无法实现降本增效。同时，海上高温高压气井排液流程受海上狭窄空间限制，无法实现像陆地排液管线一样布置，需要在保证安全的前提下精简排液流程及设备，而排液过程中管线节流效应，通常会形成水合物，结合返出流体携带的固相常常会造成管线堵塞，从而导致流程超压、地面管线冲蚀泄漏。以上问题都给高温高压低渗气田清喷排液带来极大的挑战[3-4]。经过多年的技术研究和清喷排液作业实践，形成了一整套海上高温高压低渗气田清喷排液关键技术体系，并在莺歌海盆地高温高压低渗气井清喷返排中成功进行了应用，为海上高温高压低渗气田高效清喷排液提供了技术支持，可实现不占用钻井船清喷排液。根据经济性测算，钻井船日租金约为60万元人民币，服务商人员及设备日成本约为50万元人民币，彻底清喷干净约为10 d，该技术的每次成功实施可使单井节约成本千万余元人民币，具有良好的经济效益和一定的推广价值。

• 中国锂产业链关键产品贸易格局演化与贸易安全评价

  许礼刚, 詹庆武*, 刘兴龙

  党的二十大报告强调，“积极稳妥推进碳达峰碳中和”“增强维护国家安全能力”[1]，锂在新能源产业链中扮演着至关重要的角色，是关乎中国实现“双碳”目标，保障国家资源安全的关键矿产。锂作为未来“白色石油”已成为全球共识，目前全球锂资源供应体系的深刻变局逐渐拉开序幕，美国出台《通货膨胀削减法案》、加拿大拒绝中方企业对锂资源的投资，以及阿根廷、玻利维亚和智利3个南美洲国家欲筹建锂矿行业输出国组织，都反映出全球各国对锂的稀缺价值愈发重视，增大了远期供应的不确定性。

• 基于质量4.0智能制造全价值链质量管理模式

  刘虎沉, 李珂, 施华*

  改革开放40多年以来，中国逐步跻身为世界制造业第一大国，已经拥有较为雄厚的规模优势。国务院2015年5月19日印发的《中国制造2025》明确了建设制造强国的战略目标和“三步走”的总体方略，确定将智能制造作为中国制造转型升级的主攻方向。近年来，在政策拉动和市场驱动的共同作用下，中国智能制造发展取得了积极成效，一大批基于智能制造的新应用、新业态和新模式，正在驱动新型产业快速成长，为经济增长和可持续发展注入强有力的新动能。尽管智能制造在制作效率、精度等方面有显著优势，但质量是制造的根本，无论是传统制造，还是智能制造，质量永远是重中之重，对企业发展，乃至整个制造行业的发展都有非常重要的意义。党的二十大报告明确指出：“要坚持以推动高质量发展为主题，着力推动经济实现质的有效提升和量的合理增长。”因此，实现制造业由大变强亟须推动制造业高质量发展。

• 博物学家华莱士的精神遗产——纪念阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士诞辰200周年、逝世110周年

  康敏, 李庚润*

  阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士（Alfred Russel Wallace）是19世纪最有影响力的博物学家之一，他的个人魅力如此之大，以至于他的形象可以在诸多文学作品中找到。多年来，根据华莱士生平改编创作的小说、纪录片、电影和电视剧也不计其数。2023年是华莱士诞辰200周年、逝世110周年，华莱士纪念基金（Alfred Russel Wallace Memorial Fund）在全球开展多项纪念活动，包括推出1部3集电视剧、组织至少3场为期1天的研讨会、开设华莱士主题讲座、开办博物馆展览和出版约10本书等[1]。为纪念这位伟大的科学先驱，本文以一种整体性视角来揭示其科学思想与其哲学、社会主义思想之间的密切关联，梳理华莱士为我们留下的宝贵精神遗产。