就在近日，全球創新的風向標——史丹佛大學，正式發佈了備受矚目的《2025年十大新興技術報告》。這份報告不僅是科學家們對未來的一次精準“預言”，更是一份關乎我們每個人未來十年工作、生活乃至生存方式的“藏寶圖”。它告訴我們：未來，遠比我們想像的更激動人心。今天，就讓我們一起拆解這份清單，看看那些即將從科幻走向現實，並成為改變世界核心力量的“未來科技”究竟是什麼！2025史丹佛十大新興技術，重磅揭曉！史丹佛的評選標準極為嚴苛，不僅要求技術具有顛覆性潛力，還必須在未來3-5年內達到關鍵應用拐點。這意味著，它們不再是遙遠的理論，而是即將落地、並產生巨大影響的“明日之星”。1、合成生物學：生命的“程式碼編輯器”一句話理解： 像寫程式碼一樣，設計和創造新的生命形式與生物系統。為何重要： 這不僅僅是基因編輯的升級。合成生物學讓我們能夠“程式設計”細胞，讓它們成為微型工廠，生產從新冠疫苗、生物燃料到環保材料的萬物。它將徹底顛覆醫藥、農業、能源和製造業，開啟一個“生物製造”的新時代。未來展望： 個性化癌症疫苗、可降解的生物塑料、甚至能吸收二氧化碳的“工程微生物”，都將從實驗室走向現實。2、生成式AI的下一站：多模態與具身智能一句話理解： AI不僅能說會寫，還能看、能聽、能行動，擁有“身體”。為何重要： 我們正從ChatGPT代表的“文字生成”時代，邁向AI能同時理解文字、圖像、聲音和物理世界的“多模態”時代。更關鍵的是，當AI與機器人結合（具身智能），它將能真正地在物理世界中執行任務，如照顧老人、進行複雜手術、探索未知星球。未來展望： 真正能理解你情緒的AI伴侶、能自主完成家務和修理的通用機器人、能進行科學發現的AI研究員。3、可控核聚變：能源的“聖盃”一句話理解： 在地球上“製造”一個小太陽，獲取近乎無限的清潔能源。為何重要： 能源是文明的基石。可控核聚變被譽為“終極能源”，它使用海水中的氘氚作為燃料，反應過程零碳排放，且不產生長壽命核廢料。一旦實現商業化，將徹底解決人類的能源危機和氣候變化問題。未來展望： 雖然完全商業化仍有距離，但2025年將是關鍵的一年，多個實驗堆將實現“能量淨增益”的持續突破，為未來的能源革命奠定堅實基礎。4、空間組學與計算病理學：細胞的“Google地圖”一句話理解： 以前所未有的精度，繪製人體內每一個細胞的位置和狀態。為何重要： 傳統基因測序像是一份“零件清單”，而空間組學則給出了這份清單的“3D組裝說明書”。它能讓我們看清疾病（尤其是癌症）在組織中是如何發生和發展的。結合AI的計算病理學，能讓疾病診斷更早、更準，治療方案更個性化。未來展望： 癌症早篩精準率大幅提升，阿爾茨海默病等神經退行性疾病的奧秘被揭開，新藥研發周期縮短一半。5、腦機介面：思想的“無線寬頻”一句話理解： 建立大腦與外部裝置的直接通訊通道。為何重要： 這項技術首先將為殘障人士帶來福音，幫助他們通過意念控制假肢、與外界交流。但其終極目標是增強人類能力，實現記憶儲存、知識“下載”，甚至通過思想進行交流。它正在模糊人類與機器的邊界。未來展望： 幫助癱瘓者重新行走，治療抑鬱症、帕金森等神經系統疾病，未來或將成為下一代人機互動的核心平台。6、量子計算：算力的“核武器”一句話理解： 利用量子疊加和糾纏，實現經典電腦無法企及的運算速度。為何重要： 當經典電腦遇到瓶頸時，量子計算為解決最複雜的問題提供了鑰匙。它能在幾分鐘內破解現有所有加密系統，也能在幾小時內模擬新藥分子的相互作用，或最佳化全球物流網路。未來展望： 新材料發現、金融模型精準預測、人工智慧演算法的指數級加速，將開啟一個全新的“量子優勢”時代。7、可持續航空燃料：天空的“綠色革命”一句話理解： 讓飛機“喝”上由生物質、廢棄物甚至二氧化碳合成的燃料。為何重要： 航空業是脫碳最難的領域之一。可持續航空燃料是實現“綠色飛行”最現實、最快的路徑，它可直接用於現有飛機引擎，能將碳排放減少高達80%，是通往淨零航空的橋樑。未來展望： 隨著技術成熟和成本下降，未來你乘坐的航班，很可能就是由“垃圾”或“空氣”驅動的。8、智能感測器與物聯網：物理世界的“神經網路”一句話理解： 讓萬物互聯，並擁有感知、思考和決策的能力。為何重要： 當微小的、低功耗的智能感測器被嵌入到城市基礎設施、工廠裝置、農作物甚至我們的衣物中時，整個物理世界將被數位化。這構成了“數字孿生”的基礎，讓我們能即時監控、預測和最佳化現實世界的一切。未來展望： 零事故的智慧交通、自我調節的智慧農業、預測性維護的工業4.0、無微不至的個性化健康管理。9、高精度衛星遙感：從太空“看透”地球一句話理解： 用前所未有的解析度和頻率，從太空監測地球的一舉一動。為何重要： 新一代衛星星座能以釐米級的精度，每天甚至每小時對地球進行掃描。這使得即時監測全球氣候變化、追蹤非法砍伐、精準農業估產、災害預警和應急響應成為可能。未來展望： 每一塊農田的灌溉都能被精確指導，每一次自然災害的損失都能被最小化，地球的“脈搏”將被我們即時掌握。10. 先進材料與增材製造（3D列印）：原子級的“造物主”一句話理解： 從原子和分子層面設計新材料，並用3D列印技術將其“生長”成任意複雜形狀。為何重要： 材料是一切技術的基礎。我們正在告別“試錯法”，轉向按需設計具有特定性能（如超輕、超硬、自修復）的材料。結合3D列印，可以實現從飛機引擎零件到人體器官的複雜、定製化製造，顛覆傳統製造業。未來展望： 列印出功能齊全的人體器官進行移植、製造出能適應極端環境的太空基地構件、生產出更輕更堅固的電動汽車和飛機。這份清單，告訴我們什麼？看完這十大技術，我們不難發現幾個深刻的趨勢：1. 融合是主旋律： 單一技術的突破已不足以引爆革命。“AI + 生物”、“量子 + 材料”、“太空 + 物聯網”的交叉融合，正在催生出前所未有的新賽道。未來的創新，將發生在學科的邊界上。2. 可持續是硬需求： 從核聚變到可持續航空燃料，應對氣候變化和實現可持續發展，已不再是道德口號，而是驅動科技創新最強大的商業和政策引擎。綠色，就是未來最大的“金礦”。3. 人類能力的“增強”： 無論是腦機介面、AI還是基因技術，其核心都在於突破人類自身的生理和認知極限。我們正在進入一個“主動進化”的時代，如何定義“人”，將成為未來最深刻的哲學命題。4. 從“連接”到“理解”： 網際網路連接了資訊，物聯網連接了萬物。而下一代技術，如空間組學、腦機介面、多模態AI，正在追求“理解”生命、“理解”思想、“理解”物理世界。這是從數位化到智能化的深層躍遷。面對未來，我們該如何自處？面對這股撲面而來的科技浪潮，焦慮和迷茫是難免的。但更重要的是，我們應該如何擁抱它？對於個人： 保持終身學習的好奇心。你不必成為每個領域的專家，但你需要理解這些技術的基本邏輯和它們可能帶來的影響。培養批判性思維、創造力和跨界整合能力，這些是AI難以替代的核心競爭力。對於企業： 將這些技術視為戰略機遇，而非威脅。思考如何將它們與自身業務結合，進行顛覆式創新或轉型升級。敏捷、開放、敢於試錯，將是未來企業的生存法則。對於社會： 我們需要展開更廣泛的公共對話，討論這些技術帶來的倫理、安全和社會公平問題。如何確保技術向善，如何讓紅利惠及每一個人，是我們必須共同回答的課題。寫在最後：史丹佛的這份清單，不是一份遙遠的科幻劇本，它是一份正在我們眼前徐徐展開的“未來使用說明書”。 (先鋒能源情報站)

今年4月，美國國家新興生物技術安全委員會（NSCEB）發佈了一份極具份量的報告。這份題為《Charting the Future of Biotechnology》的報告，首次從國家安全高度全面審視美國生物技術面臨的全球競爭格局，將中國生物醫藥產業視作最具戰略挑戰性的對手。報告措辭強硬，明確指出：“中國在過去20年將生物技術作為國家戰略重點，大規模投入資源，使其在多個生物技術核心領域實現顯著趕超，並由此構成對美國主導地位的直接挑戰。”NSCEB援引多項行業資料指出，中國已經通過20年的政策傾斜、產業叢集發展與資本驅動，從研發到製造建構起完整的生物科技體系。一些封包括：● 中國生物科技公司市值增長：2016-2021年，中國生物科技企業的市值增長了100倍，達到約3000億美元，成為全球僅次於美國的生物科技市場；● 2010年全球高被引合成生物學論文中，美國佔比45%，中國僅13%；2023年中國反超，佔60%，美國僅7%；● 2024年，美國行業協會調研顯示，79%的美國生物製藥公司依賴中國公司（如藥明康德）參與其生產流程；● 2014–2022年，美國高達28%的API進口來自中國；常用藥如布洛芬、對乙酰氨基酚、氫化可的松等，進口比例超過90%來自中國；● 中國已建成100多個生物技術研發園區和17個產業叢集，形成規模化、系統化研發生態報告甚至稱，藥明康德、華大基因等“國家隊企業”，正成為“生物版的華為”，具備在全球供應鏈中形成主導地位的能力。幾乎在同一時間，TIME發佈題為《美國輸不起與中國的生物科技競賽》（The U.S. Can’t Afford to Lose the Biotech Race with China）的文章，將中國描繪為美國生物科技霸權地位的“系統性挑戰者”。Axios也在一篇題為《中國生物科技崛起，美國正奮力追趕》（China's biotech boom leaves U.S. playing catch-up）的報導中指出，中國正在成為“全球藥物發展的關鍵”。在美國看來，中國已不再只是低成本代工或fast-follower，而是成為可以威脅美國產業領導權的科技力量。然而，儘管美國政府頻頻警示中國生物科技的崛起風險，但2024-2025年的實際交易趨勢卻呈現出另一種面貌：中國創新藥正在被美方企業大規模買入。據GlobalData統計，2024年MNC與中國Biotech企業的授權交易總額高達415億美元，較2023年增長66%，創下歷史新高。即便聚焦中美之間，BD交易總額也從157億美元增至213億美元。這些交易涉及康方生物、恆瑞、百奧賽圖、再鼎、樂普、百濟神州等一批中國創新藥企，其產品涵蓋ADC、雙抗、代謝病、心血管RNAi等熱門賽道。中方企業提供的是成本更優、進展更快、潛力巨大的候選藥物，而MNC則在管線老化、本地研發疲軟的背景下，急需外部活水。換句話說，正是在美國生物技術生態普遍低迷之際，中國反而成為“賣方市場”的主角。DealForma資料顯示，2025年迄今首付款超5000萬美元的授權協議中，中國公司已佔42%，幾乎每兩筆就有一筆來自中國。這是一種難以忽視的結構性轉變。在這樣複雜的環境下，美國眼中的中國生物醫藥愈發微妙。01 臨床超車：從數量到質量美國人最先警覺到的，是臨床試驗數量上的“倒掛”。Axios援引GlobalData資料稱，2024年，中國開展的臨床試驗數量首次超過美國，達到7100項以上，而美國為約5900項。這一拐點意味著中美在新藥研發的主戰場上首次出現角色互換。根據BBLSA發佈的分析（《Exploring the US-China Biotech Boom》），2024年中國生物醫藥企業在全球研發候選資產中的市場份額已達到約27%。這背後不僅是數量的增長，更是質量結構的變化。Axios指出，中國的生物科技公司已經從主要仿製美國研發成果的“跟隨者”，轉變為能夠自主開發新療法的創新者，這些新療法有可能在癌症治療、自身免疫疾病等領域取得主導地位。中國生物醫藥企業不僅“做得多”，而且“開始做得難”。中國企業逐步積累了自主智慧財產權與國際多中心試驗經驗。百濟神州的BTK抑製劑澤布替尼，全球III期註冊試驗由其主導完成並獲得FDA批准，成為首個中國自主研發、主導全球臨床並在美上市的新分子實體；康方生物開發的PD-1/VEGF雙抗，在全球III期試驗中對晚期肺癌患者展現出優於默沙東K藥的療效，成為全球範圍內最受關注的臨床試驗之一。類似案例還有很多。三生國健的全人源抗體SGLS-102進入美國NDA審查；再鼎醫藥主導的PARP抑製劑進入FDA優先審評通道；還有信達、君實通過與Eli Lilly、Coherus等企業合作加速全球註冊。這些跡象顯示出中國企業的“原研產品全球通用”路徑正在被市場驗證。02 全球製造樞紐：中國CDMO在過去十年間，美國醫藥界對中國生物醫藥製造環節的依賴逐漸加深。尤其是在生物製藥的關鍵中間體、原料藥和無菌製劑工藝上，中國CDMO企業如藥明康德、凱萊英、合全藥業、博騰股份等，已建立起全球領先的製造能力與交付網路。據Evaluate Pharma資料，2024年全球前20家CDMO企業中，中國公司佔據5席，且在“創新分子小試-中試-商用”一體化服務上逐漸取得技術壁壘優勢。藥明康德2024年營收已接近400億元，客戶覆蓋包括輝瑞、強生、默沙東、阿斯利康在內的幾乎所有Top 20藥企。與此同時，中國的產業基礎設施也在迅速升級。根據CBRE 2024年4月發佈的資料，北京、上海在全球實驗室與研發用地建設中的新增面積排名首次超越波士頓、倫敦等傳統醫藥中心，成為國際藥企海外部署的重要承載地。這背後不僅是土地與政策支援，更是實驗室基建、配套設施、上下游供應鏈等系統性能力的體現。中國CDMO企業，不僅服務於跨國藥企的商業化生產，還深入參與新藥早期開發、CMC流程與全球註冊支援等環節，其國際營收佔比逐年提升。然而，這一被需要的現實也引發美方的焦慮。在NSCEB的評估中，美國對中國關鍵藥品生產能力的依賴已被定性為“國家安全漏洞”，建議將“生物製造基礎設施”納入《國家關鍵技術框架》，並推動重建本土生物製藥製造體系。一方面，NSCEB認為美國在關鍵藥物和原料藥的供應上過度依賴中國，這種依賴構成國家安全隱患。另一方面，NSCEB指出，美國本土的生物製造能力尚不足以支撐新興生物技術的大規模開發和產業化應用，必須在生物反應器、基礎設施和專業人才儲備方面加快投資和擴展。03 被需要的中國一邊是政策風險上升、產業安全擔憂擴散，另一邊卻是實際交易活躍、合作深度空前。明星交易層出不窮。例如康方生物與Summit，三生製藥與輝瑞，以及百奧賽圖、百濟神州、再鼎、樂普等也紛紛與輝瑞、默沙東、GSK等巨頭達成數億美元等級的交易。中方企業在國內競爭內卷、支付壓力加大的環境下，越來越依賴出海變現，而跨國藥企在研發管線老化、本地效率下滑的背景下，則高度依賴中方提供優質資產。更深層次的繫結，體現在研發、臨床、生產等鏈條的全面耦合。中國既是全球醫藥公司降低研發成本的重要環節，也是提升新藥推進效率的核心依託。與此同時，中資企業也在向全球共研邁進。2024年起，部分中美企業開始嘗試“管線雙申報”，即同一款候選藥物同步向FDA與NMPA提交註冊檔案，打造“東西兩端共研共批”的新模式。甚至在某些中早期項目中，中方企業擔任全球項目牽頭方，美方僅作為區域註冊與商業化合作夥伴。而一些中國企業在授權的同時也要求保有全球臨床開發的權利，例如百利天恆與BMS的ADC資產交易與後續合作。這使得“脫鉤”在生物醫藥領域的推進步履維艱。相反，一個“共生體系”正在形成：中國提供製造、資料、試驗與早期管線，美國提供監管、品牌與上市窗口。這是一種博弈型合作：彼此警惕，卻又高度繫結。對來自中國生物科技公司的早期管線依賴，同樣引起美國業界擔憂。前美國FDA局長Scott Gottlieb在Stat News的專欄中指出，美國藥物研發成本過高，特別是在Ⅰ期臨床環節，這些成本和監管壁壘正在推動製藥業務逐步向中國轉移。Scott Gottlieb稱：“當美國製藥公司從中國引進藥物化合物時，他們實際上是在轉移本應用於支援波士頓肯德爾廣場或北卡羅來納三角研究園等創新中心的資金。”並指出，若美國希望在全球生物醫藥競爭中縮小與中國的差距，就必須在早期臨床研究環節率先破局。他特別強調，應充分利用AI演算法與真實世界資料（RWD）來最佳化試驗設計、降低入組門檻，並加速候選藥物進入臨床階段的速度，幫助美國產業重回先機。04 美國的戰略雙軌全方面飛速發展的中國生物製藥產業，讓美方終於全方位警鈴大作。“美國生物技術產業曾是全世界的羨慕對象，但如果我們不夠謹慎，任何藥物都可能在中國製造。”TIME更是直接指出：“幾十年前，我們未能維持我們作為半導體製造業全球領導者的地位。這個錯誤要求我們採取極其昂貴、困難和不確定的措施來彌補損失。如今，當我們在生物技術領域面臨類似的風險時，我們絕不能再犯同樣的錯誤。”NSCEB在提出了一個“戰略雙軌”，主張美國應加快本土生物技術創新，同時採取措施遏制中國在生物技術領域的快速發展。NSCEB呼籲設立獨立投資基金，由獨立營運方管理，專門支援具備國家安全價值、但暫時得不到主流資本支援的生物科技初創企業，以防止其因外資缺口而落入對競對手中。另外，NSCEB直言，美國情報體系與生物科技行業之間“嚴重脫節”，許多企業高管甚至未被告知其所面臨的風險來源和外部威脅。NSCEB建議，美方應設立跨部門資訊協調機制，允許具備科學素養的官員參與情報解密與企業對話，並推動情報共享的“按需可視化”，以便企業能夠在董事會層面做出戰略調整。事實上，真正的“雙軌”可能並不完全在美國政府的控制範圍內。儘管美國政府強調“管控風險”，即通過限制投資、技術出口、臨床合作、原料藥依賴；另一方面，美國醫藥產業不得不繼續依賴中國的製造體系、臨床能力與技術夥伴。在政策層面，美國商務部與財政部多次討論是否將部分中國生物科技公司列入“敏感技術實體清單”；而在產業層面，美國本土藥企、CRO巨頭甚至風險基金仍在積極尋求與中國企業的商業接觸。05 寫在最後2025年，香港恆生生物科技指數飆升32%，而納斯達克生物技術指數則下跌15%。Endpoints News報導稱：“毫無疑問，在美國生物技術行業陷入困境之際，中國生物技術行業表現相對較好。”政策多變、監管趨嚴、資金撤退、管線老化，疊加地緣不確定性，使得許多美國Biotech公司融資困難，甚至面臨退市風險。這種反差，反而倒逼產業資金流向中國。但不論是中國還是美國，生物技術行業創新都變得更加高難度，而全球生物醫藥合作也正進入一個高風險、高回報、高度動態的新階段。企業需要具備更強的地緣政治風險研判能力，採取更靈活、多元化的合作策略，並可能需要加強本土化佈局以對衝風險。而這，也決定了中美之間的下一階段競爭，不再只是資本與技術的博弈，而是路徑與信任結構的較量。 (動脈網)

在全球環境污染日益嚴峻的當下，工業廢水、石油洩漏和塑料污染等問題猶如高懸的達摩克利斯之劍，威脅著生態安全與人類健康。近期，中國科研團隊在合成生物學領域的一項突破性成果，為這些難題的解決帶來了曙光。上海交通大學團隊在《自然》期刊發表的研究顯示，其利用需鈉弧菌（Vibrio natriegens）建構的 “超級工程菌”，在高鹽有毒廢水治理中展現出驚人能力，為全球污染治理提供了中國方案。01/微生物治污的 “中國智造”該研究的核心是通過合成生物學技術改造需鈉弧菌。需鈉弧菌是一種直徑僅 2 微米的海洋細菌，天然具備耐高鹽特性，能在鹽度達 10%（超海水 3 倍）的極端環境中存活。科研團隊通過基因編輯手段，將來源於不同菌種的 5 個降解基因簇（總長 43 kb）整合到需鈉弧菌基因組中，建構出全球首株能同時降解多種劇毒污染物的工程菌株 ——VCOD-15。這一過程突破了傳統微生物修復的瓶頸：天然菌群往往只能降解單一或少數幾種污染物，且在高鹽環境中活性顯著下降。而 VCOD-15 通過 “設計 - 建構 - 測試 - 學習” 的合成生物學策略，實現了對聯苯、甲苯、苯酚、萘、二苯並呋喃等 5 類劇毒化合物的高效降解。實驗資料顯示，在 48 小時內，該菌株對聯苯的降解率達 100%，甲苯清除率近 90%，二苯並呋喃降解率達 89.3%，展現出 “全能型” 治污能力。02/技術突破：從實驗室到工業場景的跨越1.耐鹽機制與基因編輯創新需鈉弧菌的 “鋼鐵胃” 源於其天然耐鹽特性與人工強化的基因系統。研究發現，菌株通過上調marA、acrAB-tolC等基因表達，增強外排泵功能，實現對高鹽和有毒物質的雙重耐受。同時，團隊開發的INTIMATE（迭代自然轉化）方法，通過酵母組裝和染色體定點整合技術，解決了大片段基因（>5 kb）的穩定插入難題，為多基因簇工程化提供了通用平台。2.環境適用性與安全性在實際應用測試中，VCOD-15 表現出卓越的環境適應性：高鹽廢水修復在氯鹼廠（鹽度 102.5 g/L）和煉油廠（鹽度 52.5 g/L）的工業廢水樣本中，菌株對污染物的去除效率顯著優於天然降解菌（如假單胞菌 B6-2），且無需額外能源投入。土壤修復驗證在鹽漬土壤中，菌株對苯系物和多環芳烴的淨降解率達 40%-70%，代謝路徑通過穩定同位素標記技術得到驗證，確保污染物被安全礦化。生物安全性菌株採用 “自殺基因回路” 設計，任務完成後可自動降解，避免環境殘留風險。03/產業價值與全球影響1.兆級環保市場的新引擎該技術直擊全球每年超 1000 萬噸石油洩漏、800 萬噸微塑料污染等痛點，可廣泛應用於石油煉化、化工製藥、海洋生態修復等領域。據估算，僅中國工業廢水處理市場規模已超兆，而 VCOD-15 的 “零耗能、零加入、高效率” 特性，將大幅降低傳統物理化學處理的高昂成本（如活性炭吸附成本約 2000 元 / 噸），推動環保產業向綠色低碳轉型。2.合成生物學的里程碑這一成果不僅是環境治理的突破，更是合成生物學技術的集中展示。需鈉弧菌作為 “細胞工廠”，其快速生長（代時 < 10 分鐘）、高效轉化（自然轉化效率提升 10 倍）的特性，為後續改造提供了無限可能。例如，通過整合偶氮染料、塑化劑降解基因，菌株可進一步拓展至新興污染物治理領域，甚至有望建構 “微生物晶片”，實現污染物即時檢測與降解的智能聯動。4/未來展望：從 “治污” 到 “解毒生態”儘管 VCOD-15 已展現出顯著優勢，科研團隊仍在持續最佳化技術：代謝通路完善計畫引入苯甲酸、兒茶酚代謝基因，實現污染物的完全礦化，使菌株能以污染物為唯一碳源生長。跨物種協同探索與其他功能菌（如固氮菌、解磷菌）的共培養體系，建構 “多功能微生物群落”，提升複雜污染場地的修復效率。智能化升級結合合成啟動子與生物感測器，開發 “污染物響應型” 菌株，實現降解功能的自主啟動與終止，進一步提升環境安全性。中國 “超級工程菌” 的誕生，標誌著人類在利用微生物干預環境問題的道路上邁出關鍵一步。正如《自然》評審專家所言，這項技術 “重新定義了生物修復的邊界”。隨著合成生物學與生態工程的深度融合，未來或許只需一小瓶工程菌，就能讓污染場地重煥生機 —— 這不僅是科技的勝利，更是人類與自然和諧共生的希望之光。 (Bio逸趣)

【新智元導讀】美國國家科學基金會（NSF）對基礎科學的資助，十年間從人均80美分驟降至22美分。菲爾茲獎得主陶哲軒一聲嘆息：已經無力再為長期項目籌措資源，只能自掏腰包做「概念驗證」。美國削減科研經費的大棒打疼了我們這個時代最耀眼的數學天才之一——陶哲軒。剛剛，他發表長部落格痛訴自己沒有經費，「已經沒有足夠的資源投入到長期項目中。」從80美分到22美分陶哲軒在他的部落格中投下了一顆「炸雷」。他提到，美國國家科學基金會（NSF）在2025年將基礎科學支出削減了50%以上，並且明年的預算提案也大致如此。這可不是空穴來風。他給出了NSF自己的資料：截至今年5月21日，NSF在數學科學領域的資助金額僅為3200萬美元，而過去十年的平均水平是1.13億美元。數學、物理、化學及材料科學等核心學科的資助經費下降了67%！陶哲軒算了筆帳。「這些數字對個人來說當然是巨大的，」他寫道。「但考慮到美國3.4億的人口，這相當於每年在每個美國人身上花費不到22美分用於基礎數學研究，而十年前的平均水平是80美分。」從80美分到22美分，這是什麼概念？80美分勉強還能在自動售賣機搶到一罐特價汽水；22美分？連寄一封普通訊所需的郵票都買不起。基礎數學研究作為孕育未來科技的「種子」淪落到這種地步，是對未來信心的斷崖式下跌。不過，陶哲軒坦言，他職業生涯的大部分時間都受惠於這「80美分」中的一小部分。這些經費可以讓他在夏季潛心研究、邀請同行交流及資助研究生。如今，他雖然還能依靠微薄的NSF經費維持最低限度的活動，但「已經沒有資源投入任何未來的長期項目了。」他舉了個例子：他正在嘗試將AI應用於數學工作流程的實驗，目前完全自費，還得靠一些線上志願者的無償幫助。陶哲軒希望能申請到一些經費，將這些項目從「概念驗證」階段推向更高的層次。但他十分清楚地知道，「競爭將異常激烈」。「概念驗證」這個詞用的真是太精準了。當科研經費只夠你證明一個想法似乎可行，卻不足以讓你深入挖掘、系統研究、培養團隊時，那麼，所謂的創新，可能就真的只能永遠停留在「概念」階段了。開普勒的橙子與手機訊號「基礎數學研究的問題，往往離實際應用非常遙遠。」陶哲軒寫道。這恰恰是基礎科研經費最容易被削減的「原罪」——它不像應用研究那樣能迅速看到回報，甚至於在短期內看起來「毫無用處」。但問題顯然沒那麼簡單。讓我們聽聽陶哲軒講的「開普勒的橙子」故事。1611年，天文學家開普勒就提出了一個問題：如何將球體（比如橙子）在空間中堆疊得儘可能緊密？這個問題，水果攤的老闆們憑經驗早就「知道」答案了——就是那種常見的六方最密堆積。你肯定已經見過，大概長成下面這樣：雖然結果顯而易見。但數學家們花了幾個世紀的時間，才終於在2012年給出了一個形式化的、嚴格的證明。看到這你可能會問，這東西有啥用？幾百年前水果小販都知道的事情，數學家們折騰這麼久，不是浪費時間嗎？別急。數學家們的好奇心並未止步於三維空間。他們開始探索更高維度下的球體堆積問題，烏克蘭女數學家Maryna Viazovska就在8維和24維空間中取得的驚人突破。因在球體填充問題上的突出貢獻，她於2022年獲得菲爾茲獎，成為繼Maryam Mirzakhani後第二位獲此殊榮的女性數學家。Maryna Viazovska是第二位獲菲爾茲獎殊榮的女數學家誰會需要把八維空間的「橙子」堆起來呢？這聽起來更像是數學家們的自娛自樂。然而，故事的神奇轉折就在這裡。當手機通訊變得普及，一個棘手的問題出現了：如何在無線頻譜中，高效地編碼多個裝置的訊號，使它們互不干擾？「事實證明，」陶哲軒解釋道，「在探索這些高維版本的球體堆積問題時產生的許多數學技巧和見解，對於解決這個問題價值巨大。」這不僅體現在積極的方面——如何設計出高效的訊號編碼方法；也體現在另一面——給出了此類效率的理論上限，從而設定了正確的評估基準，避免在數學上不可能的編碼方案上浪費資源。基礎數學的探索，正是這樣一種對事物本質的極致追問，它剝離掉現實的複雜表象，去觸碰最底層的邏輯和結構。這種看似抽象的研究，卻在不經意間，為我們理解和改造複雜世界提供強大的工具。開普勒的「橙子」，經過幾個世紀的「發酵」，最終幫助我們更好地用上了手機。這就是基礎研究的魅力——它的貢獻是「微妙和間接的」，如同藏在水下部分的冰山，支撐著看得見的輝煌。砍掉「種子」，還能期待怎樣的森林？「沒有這樣的基礎研究，許多技術進步的開發時間會大大延長，有些甚至可能根本不會被探索到。」陶哲軒痛心疾首。數學無處不在，支撐著我們現代生活的方方面面。而這些數學工具和理論，很多都源於那些最初看起來「毫無用處」的基礎探索。如果當年數學家因為「堆疊八維橙子沒有實際用途」而拿不到經費，那今天的無線通訊技術會是怎樣？這並非危言聳聽。當經費只青睞那些短平快、立竿見影的項目時，那些需要長期孵化、十年磨一劍的基礎研究，自然會首當其衝地被削減。「對這類研究的資金削減將尤其影響下一代研究人員。短期內可能每年節省幾美分，但這會讓我們今後解決那些對現實影響深遠、技術難度又高的難題的能力大打折扣。」陶哲軒的警告擲地有聲。這就好比一個園丁，為了省點水和肥料，放棄種那些長得慢但未來能成參天大樹的種子，而去種些長得快但不怎麼結實的小草。短期看，花園似乎依然綠色，但長遠看，失去的是一片森林的可能。十年來最低水平陶哲軒的遭遇絕非個案。資料顯示，NSF對新項目的資助水平降至1990年以來的最低點。而自4月30日起，資助速度進一步放緩。據《紐約時報》看到的一封郵件，基金會員工被要求完全停止發放資金。NSF的STEM教育部門在新項目資助上的缺口最大。今年的資助金額下降了大約80%。其他在核心工程學科的資助今年下降了 57%，對生物學的資助金額下降了52%，基礎地球科學研究下降了33%。下降較少的要數人工智慧、資料科學、電腦安全性和新興計算技術等領域的研究。尤其是AI基礎設施相關的「先進網路基礎設施研究」，還增長了一倍。正如陶哲軒所憂慮的，今天的「節省」可能意味著明天我們將無力解決那些對現實影響深遠、技術難度極高的難題。真正決定人類下一次飛躍的，往往就是那顆看似「遙不可及、毫無用途」的八維橙子。 (新智元)

如果有人告訴你，一個體重達5噸的龐然大物，體內活躍著超過3700兆個細胞，卻幾乎不會得癌症。而與此同時，每天都有不幸的人類在與這種疾病相抗爭，你會不會覺得這是科幻小說裡的設定？其實，這種看似矛盾的現象背後，正是生物學中最著名的謎題之一：皮托悖論向科學家發出的挑戰。皮托悖論1977年，牛津大學流行病學家理查德·佩托，在實驗室裡發現了一個顛覆認知的事實：同一物種，體型大的比體型小的患癌機率高。然而，一旦跨越物種再進行對比，就會發現，體型越大，患癌機率反而越低。結腸中估計的突變率與幹細胞數量的關係按照常理推斷，生物體內的細胞數量越多，細胞分裂時出現基因錯誤的機率理應越高，那麼它得癌症的機率也就會越高。如果把每個細胞比作一台精密運作的儀器，大像這樣擁有百倍於人類細胞總量的生物，就像同時運轉著3700兆台儀器的超級工廠。理論上，這個工廠發生故障的機率也應該成倍增加。然而，事實恰恰相反，大象得癌症的機率比人類要小的多。在現實當中，大象幾乎不會得癌症。這種預期與現實的巨大反差，就像發現摩天大樓比平房更抗震一般，令無數人感到費解。經過多年的研究，科學家們在大象基因組中找到了破解悖論的第一把鑰匙。《美國醫學會雜誌》發表的一篇論文研究顯示，大象體記憶體在20個TP53基因複製，而人類僅有1個。（另有一種說法，大象體內有40個TP53基因複製，人類有2個TP53基因複製，一半來自父體一半來自母體。這兩種說法的差異，可能與基因亞型分類或二倍體細胞中等位基因的計數方式有關。）這個被稱為"基因組守護者"的抑癌基因，就像細胞裡的精密監控系統，能夠及時識別DNA損傷並啟動修復程序。當受損細胞無法修復時，TP53就會果斷啟動細胞凋亡機制。想像一下，人類細胞只有1個安檢員，而大象細胞卻配備了20人的專業安保團隊。這種懸殊的防禦力量對比，或許就是大象抗癌能力超群的關鍵所在。但基因優勢並非故事的全部。美國猶他大學的研究團隊發現，大象體內還演化出了獨特的"殭屍基因"機制。當某些細胞檢測到DNA損傷時，這些沉睡的基因會被喚醒，產生大量干擾素等訊號分子，就像在細胞間架設起烽火台，將危險訊號層層傳遞。更神奇的是，大象的細胞似乎進化出了"捨車保帥"的集體智慧。當個別細胞發現自身修復無望時，就會主動釋放凋亡訊號，引導周圍健康細胞與其保持距離，這種利他行為有效阻止了癌變擴散。顯然，這些發現為現代醫學研究開闢了新的思路。科學家正在嘗試將大象的TP53基因匯入人類細胞，用以確認該基因能否提升細胞檢測DNA損傷的能力。但直接移植基因顯然是不現實的，於是研究者轉而開發模仿TP53功能的藥物。更令人驚喜的是，大象血液中某些特殊蛋白展現出選擇性殺傷癌細胞的特性。這或許能夠解釋，為什麼大象能在不傷害正常細胞的前提下維持強大的抗癌能力。當我們讚歎大象精妙的抗癌機制時，也該注意到進化賦予不同生物的獨特生存智慧。藍鯨的心臟每天泵送8噸以上的血液卻從不患心臟病，裸鼴鼠能活到30歲仍保持年輕時的代謝水平。這些奇蹟般的生物特性，都在提醒我們，生命演化中蘊含著無數待解的奧秘。或許，正如進化生物學家文森特·林奇說的那樣："每個物種都是解決特定生存難題的專家，而我們要做的，就是謙遜地學習這些歷經百萬年檢驗的完美方案。" (寰宇志)

自動駕駛實驗室：開啟科學研究新範式 在多倫多的Acceleration Consortium，自動駕駛實驗室正以前所未有的方式推動材料科學的發展。這裡的實驗不再依賴傳統的人工操作，取而代之的是演算法和機器人的協同工作，它們就像不知疲倦的科學研究助手，日夜不停地探索著材料科學的未知領域。 去年，一個國際團隊借助由五個AI 驅動的機器人實驗室組成的全球網路，成功發現了一系列有望用於有機固態雷射器的材料。多倫多大學的計算化學家Alán Aspuru-Guzik 參與了此項研究，他表示，這個項目充分展示了「自動駕駛」 實驗室在材料研究中的強大力量。在項目開始時，已知的有機雷射化合物僅有約十種，而最終，他們成功篩選出了21 種頂級材料，極大地推動了低成本、高能效電子產品的發展處理程序。 自動駕駛實驗室的核心在於將現代機器人技術與AI 演算法深度整合。這些演算法能夠根據預設的目標和現有的資料，規劃出複雜的實驗流程，並對實驗結果進行即時分析和解讀。通過這樣的方式，實驗室能夠實現高通量的實驗操作，在短時間內測試大量的材料組合和實驗條件，這是傳統實驗室難以企及的。阿貢國家實驗室的材料科學家Jie Xu 所開發的Polybot 平台，就是一個很好的例子。在試點實驗中，研究人員利用它成功合成了可拉伸的導電聚合物，以及在電場作用下光學性質會改變的材料。

（圖片來源：DeepMind） ▎癌症和免疫病特效藥研發有望加速。 北京時間5月8日23點，GoogleDeepMind和其英國子公司Isomorphic Labs聯合團隊在《自然》雜誌上發表一份共46頁的重要成果，聯合發佈全新AI蛋白質結構預測模型AlphaFold 3，可精準預測生物分子相互作用的結構。 具體來說，新的AlphaFold 3擁有更強的生成式AI模型能力，效果全面提升。對於蛋白質與其他分子的相互作用，與現有預測方法相比，AlphaFold 3改進了至少50%；對於一些重要的相互作用領域，AlphaFold 3預測精（精準）度提高一倍（100%），可精準預測蛋白質、DNA、RNA、配體等的結構以及它們如何相互作用，有望幫助人們治療癌症、免疫性疾病等。

大家都很熟悉凱文·凱利，他是全球著名科技雜誌《連線》的創始主編，曾發起全球第一場黑客大會，他的作品《失控》廣為流傳，其中預言了很多今天大熱的技術：雲端運算、物聯網、網路社群、虛擬實境、共享經濟、虛擬貨幣等等。 此前，我們曾和大家分享他的文章，許多朋友留言說大受啟發。2023年，凱文凱利出版了新書《5000天后的世界》，今天，我們和你一起分享他在書中關於未來世界的最新預言，希望能對你有幫助。 一、 未來5年是電動車的黃金期 電動車是相當優秀的新產品，普及也很快，大有取代傳統汽車的勢頭。目前充電站的數量還有些少，但也不斷增加。再過五年，估計大部分新上市的車就都是電動車了。