空间站作为中国规模最大、覆盖空间科学相关学科领域最全、在轨支撑能力最强的综合性近地空间研究设施，建立了国际领先的天地一体化科学实验支持能力，为中国开展高水平空间科学与应用研究提供了千载难逢的发展机遇。

高喜马拉雅地区海拔普遍在5500 m以上，终年冰雪覆盖，该地区的大气变暖尤为显著。自20世纪80年代以来，该地区升温幅度已增加约1倍，气温上升速度接近全球平均水平的2倍。这种变暖已引发一系列连锁效应，加速了冰川融化以及多年冻土和季节性冻土的融化，并进一步影响高地河流廊道中的径流过程、泥沙动力学和河岸稳定性。发源于该区域的河流，通常被称为“第三极”和“亚洲水塔”，对维系约20亿人的生计具有重要作用。

材料科学界存在一个让人头疼的“灰色地带”：当无数个纳米颗粒自主聚集时，它们既不像冰块里的原子那样排列得整整齐齐（绝对有序），也不像空气中的烟雾那样杂乱无章（绝对无序）。相反，它们往往会形成链状、网状或多孔团簇等“半有序、半无序”的复杂中间态。

土壤盐渍化是限制农林业生产的主要非生物胁迫之一。为在盐碱环境中生存，植物需要对根系构型进行适应性重塑，以便更有效地获取水分和养分。在这一过程中，植物激素细胞分裂素（CK）发挥着核心调控作用。研究发现，A类响应因子（Type-A RRs）是调控CK信号的关键负调控元件，与植物的耐盐性密切相关。然而，A类响应因子自身缺乏DNA结合结构域，它们究竟是如何跨越这一结构障碍，实现对下游基因的精准转录调控尚不清楚。

钙钛矿太阳能电池具有低成本和可规模化加工优势，其认证光电转换效率已达到27%。目前，限制其商业化的主要障碍是热、偏压和光照等运行应力下的性能衰减。上海交通大学赵一新、缪彦锋、王艳明等团队提出了多智能体人工智能（artificial intelligence，AI）设计路线，包括数据智能体、组分智能体、界面智能体和中心智能体组成的协同框架。最终AI指导设计的钙钛矿太阳能电池在100℃连续运行1000 h后，仍可保持初始效率的97%。2026年5月14日，相关研究成果发表于《Science》。

铜具有优异的电导率和热导率。然而，氧化和腐蚀限制了铜的长期使用，而现有保护策略往往需要高温、惰性气氛或多步骤加工。例如，在其表面包裹一层化学惰性涂层（如石墨烯或聚合物），或是通过高温（通常>600℃）烧结。但这带来了新的矛盾：高温会损坏塑料等柔性基底，而厚重的保护层又会削弱导电性。

肥胖并不只是“脂肪变多”。它会牵动免疫、神经和多个器官系统，但过去研究往往像盲人摸象，难以在完整身体尺度上看到疾病如何蔓延。

一颗牙齿能保存多少古人类信息？中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹等团队，创新酸蚀刻微损取样技术，首次从40万年前直立人牙齿中获得具有系统发育信息的内源性牙釉质蛋白数据。

不同尺度上的生物过程如此精密和重复，表现得像是经过排练一样：基因组按照模板逐个碱基复制，长度可达约10⁶个碱基；核糖体由数10种组分逐步装配而成；胚胎发育在细胞分裂与分化中保持相对稳定。

近年来，机器学习正在改变材料研发方式。模型可以从已有材料的组成、结构和性能数据中学习规律，再预测未知材料的性质，从而加快候选材料筛选。但材料数据并不像理想教材那样均匀分布：高性能材料更容易被报道，失败实验和低性能材料往往被忽略；同时，实验和计算成本又使可用数据长期处于“小样本”状态。对于AI模型来说，问题不只是“数据够不够多”，还包括“数据分布是否合理”。如果训练集只集中在少数高性能区域，模型可能会误以为许多未知材料都值得期待；如果只做随机均匀采样，又可能漏掉真正决定性能边界的关键区域。

凭借6.5 m巨型主镜，美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）的詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope，JWST）具备探测早期宇宙最为暗弱星系的灵敏度。如今，天文学家正尝试提升其分辨率，即区分彼此极近、常规观测中会融合成单一光点的小目标的能力。为此，他们采用一种新颖的“钥匙孔”模式，看似矛盾地遮挡主镜大部分入射光。通过一种称为干涉测量（interferometry）的技术叠加剩余亮斑信号，天文学家得以抑制噪声，逼近JWST理论可达的最高分辨率。

小龙虾“OpenClaw”的火热出圈，为用户提供了一个可扩展的任务编排框架：通过Skill系统将复杂任务拆解、合理分配并闭环推进，打破了人工智能（artificial intelligence，AI）Agent从聊天对话迈向物理执行的屏障。2026年，物理智能落地已成为行业共识和热议焦点，AI正从实验室深入消费服务与高危工业等真实场景，重塑真实的物理世界。望向深空，当AI技术遇上遥远的红色星球，一场深空探测的革命正在悄然发生……

认知物理学是用物理学的理论和方法解释人的智能，用物理机器模拟人类的思维活动，认为其依靠暴力思维，把千万年的人类认知浓缩到今天硅基的机器里面，生成人工智能。认为认知物理学突破了传统认知科学的边界，重构了人类对智能本质的底层逻辑和认知框架，物质、能量、结构和时间是人类认知也是机器认知的最基本要素，人的智能和机器智能物理同源，数学同构，操作同序，都基于熵的物理法则；激活机器的钥匙是时钟、时序和递归；智能时代的“图灵测试”将不再是主观测试。解释了基因进化和认知进化之间的尺度失配问题，把智能从长期以来人类意识的黑箱纠缠和困扰中解放出来，变得透明、物理可解释，从人类独有走向人机共生、共融、共成长。提出认知物理学是一场值得认真对待的思想革命，是21世纪的物理学。

中国空间站自2022年底全面建成以来在轨稳定运行，为中国开展高水平空间科学与应用研究提供了重要的发展机遇。回顾了空间站建造期以来的科学与应用任务规划和主要考虑，概述了各领域方向研究重点和具有国际先进水平的天体一体化实验支持能力。空间站在轨运行3年来，在空间生命和物理科学领域取得的主要重要研究进展，获得了新现象和新机理，应用效益逐步显现，空间站巡天空间望远镜和高能宇宙辐射探测设施等重大空间天文项目也正在抓紧研制，加强科学准备。在未来空间站运行的10~15年内，建议根据不同类型研究，进一步凝聚目标，突出重点，加强科学数据治理，创新研究范式，形成突破态势，不断产出前沿科学重大成果、应用研究的系统认知成果和转化应用显著效益，推动我国空间科学与应用高水平发展，为建设科技强国做出重要贡献。

随着载人航天技术的发展，植物能否在地球以外的空间微重力条件下长期生长与繁殖已成为本领域的重要研究课题。此外，认识向重性反应机制对于深入理解农作物适应地球重力环境的本质，以及为空间受控生命生态保障系统（controlled ecological life support system，CELSS）选育高产优质农作物都有重要意义。近年来，随着分子生物学、生理学和细胞生物技术在植物向重性反应与微重力适应性研究中的应用，以及联合多组学平台和模拟微重力装置技术的改进，植物向重性反应机制得到了较为深入的解析。围绕植物向重性反应和空间微重力植物学的核心科学问题，系统梳理空间植物的生理生化、基因与蛋白质表达、细胞结构、整体水平的表型与发育进程等方面的研究进展，并针对未来载人深空探测中粮食原位生产存在的系统理论构建和密闭培养模式下的资源受限等问题和挑战进行讨论与展望。

长期微重力环境可导致航天员发生显著骨丢失，严重影响其健康并制约深空探测任务实施。系统综述了微重力环境下骨丢失的发生机制、实验研究进展及主要防护措施，并总结了中国在该领域的相关研究成果。研究表明，失重环境可导致骨形成与骨吸收失衡，表现为破骨活性增强、成骨功能受抑，并伴随骨细胞异常凋亡及钙代谢、内分泌紊乱，从而导致骨量丢失。人类航天员在轨研究、动物实验及地面模拟研究进一步揭示了失重对骨组织结构与功能的多层次影响。现有运动、营养、药物和机械刺激等干预措施虽可部分缓解骨丢失，但仍存在疗效有限等问题。未来需结合多组学研究与模拟模型，深入阐明失重性骨丢失机制并优化综合防护策略。

空间肿瘤学是利用空间特殊环境开展肿瘤发生、演进、诊断和治疗等相关基础和应用基础研究的一门新兴学科。概述了空间肿瘤学的研究背景与科学意义，梳理了国内外相关研究计划与进展，重点阐述了空间辐射环境下正常细胞癌变和癌细胞死亡2大方向的机制研究现状，包括DNA损伤修复、非编码RNA调控、细胞骨架动力学、线粒体互作及微环境重塑等。当前该领域面临的关键科学问题包括空间复杂辐射环境下癌症发生的量效关系不明确、抑癌分子机制待验证、个体辐射敏感性差异不清等。中国已建成空间站和地基模拟平台，形成平台与研究网络优势。建议重点围绕5大科学问题（量效关系、致癌机制、个体差异、癌细胞应激、微环境调控），分短期（建数据库与协作网）、中期（拓癌种与促转化）、长期（建理论体系与保深空健康）3个阶段系统推进，构建完整的空间肿瘤研究理论体系，为人类生命健康保障与癌症防、诊、治提供新策略。

中国空间站（China Space Station，CSS）无容器材料实验柜（containerless materials rack，CMR）于2021年成功在轨运行，是当前国际先进的空间材料实验平台。综述了CMR的技术创新、运控体系与重要科学成果。在技术方面，CMR采用半导体激光与CO₂激光耦合加热，静电位置控制精度±0.1 mm，真空度优于10⁻⁴ Pa，可提供最高3个大气压的加压环境，单盒可容纳29颗样品，材料适用范围涵盖导电金属与非导电的氧化物、玻璃、半导体等多种体系。CMR已开展22个科学实验项目，累计完成1005颗样品的在轨实验，在轨实测最高加热温度达3100℃以上。在难熔合金、金属功能材料、生物活性玻璃和行星科学模拟物等领域，精确测定了多种合金熔体在深过冷状态下的密度、黏度、表面张力等热物性参数，揭示了表面波−涡旋复合组织、共晶解耦、液−液相分离、偏晶相选择凝固和单晶定向生长等微重力独有的凝固机制；制备了结构均匀的高活性Ca−Ti−Si生物活性玻璃；首次实现了陨石球粒与富钙铝难熔包体（calcium−aluminum−rich inclusions，CAI）的空间凝固模拟，揭示了硅扩散受限主导的星云矿物演化机制。研究结果表明，CMR的成功研制与高效运行使中国空间材料科学实验能力达到或超越国际先进水平，为新材料研发、地面工艺优化以及深空探测的就地资源利用（in−situ resource utilization，ISRU）奠定了坚实的科学和技术基础。

空间微重力环境能够消除因重力所引发的浮力对流、器壁效应等干扰因素，为材料科学研究提供了独特的实验条件。为探究空间环境下材料制备的新规律，研发在地面难以获取的高性能新材料，回顾了自2022年中国空间站梦天实验舱高温材料科学实验柜入轨以来，利用该实验柜开展的19项空间材料科学实验的整体进展情况。同时，着重介绍了拓扑超导单晶制备、多元半导体合金生长、柔性半导体晶体制备、铁基超导材料制造、铝硅合金凝固、杂质偏析机理研究6项代表性项目的研究成果。研究显示，微重力环境能够有效促进材料组分均匀性、晶体完整性、结晶质量以及掺杂浓度等方面的提升，进而改善材料性能，相关成果为空间材料科学研究及未来的空间原位制造提供了重要的实验依据和理论支撑。

为探究低重力条件下颗粒介质的侵入动力学及其重力依赖特性，可为月球和小行星探测、模拟低重力地质过程及太空粉末加工技术等工程应用提供支撑。通过落塔实验测量圆柱体匀速穿过颗粒床时的阻力与穿入速率相关性的重力敏感依赖规律，以及在中国空间站变重力柜提供的0~1g不同重力环境中，利用高精度霍尔传感器阵列跟踪单个磁球在振动流化颗粒介质中的运动轨迹，发现阻力在0g条件下随移动速度显著增大，而在1g条件下速率相关性明显减弱；进一步的空间站实验发现标度化阻尼系数和静压力系数存在显著的重力依赖关系。这些发现为小行星探测、月球基地建设中涉及的颗粒介质力学提供了重要依据，并深化了对颗粒分离（巴西果效应）和行星形成过程的理解。

借助微重力环境的独特条件，研究软物质和复杂流体体系有着重要的科学意义和应用价值。介绍了软物质和复杂流体，以及相应的微重力研究的特点。特别是中国空间站的建立和运营，给软物质和复杂流体的微重力研究提供了有力支持。综述了软物质和复杂流体微重力研究领域内的国内外研究现状，分析了研究中所面临的挑战和困难，包括空间资源的有限性、实验技术和设备的局限性、理论与实验的结合等问题。展望未来，指出了未来软物质和复杂流体微重力研究的焦点问题，提出了开发更为先进的微重力实验设备和技术的愿景。鉴于软物质和复杂流体的微重力研究的特点，建议结合物理、化学、生物、材料等多学科知识，进行跨学科、跨机构研究，同时开展国际合作，共同推动该领域的蓬勃发展。

微重力燃烧研究通过消除浮力对流的影响，揭示了燃烧现象的本征特性与深层机理。自20世纪中叶微重力液滴燃烧模型提出以来，美国航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）以落塔实验设施的牵引，搭配航天飞机实验及多国合作，使国际空间站（International Space Station，ISS）的液滴、气体与固体燃烧实验推动了基础燃烧科学的跨越式发展。例如，ISS实验首次观测到液滴冷火焰现象，验证了低温氧化路径的可持续性；层流射流火焰的湍流转捩机制、碳烟壳形成机理等研究为地面燃烧技术优化提供了新视角。此外，空间站的火焰熄灭极限、材料可燃性测试数据对航天器防火安全标准提出了根本性修正需求。中国空间站的燃烧科学实验柜（2022年启用）在近可燃极限和基础燃烧研究、微重力下材料着火特性和防护研究、重要应用燃烧机理及转化研究等领域布局实验。然而，中国在基础理论验证、实验装备多样性及国际合作深度上仍存差距。未来需结合落塔实验、天基平台及多学科交叉研究，进一步聚焦微重力燃烧前沿问题，服务载人航天安全与地面能源创新。

复杂等离子体是由电离气体与介观颗粒组成的一种复杂系统，作为软物质的等离子体态，在基础物理与应用研究方面具有重要的意义与价值，也一直是空间站微重力实验的重要组成部分。讨论了复杂等离子体的基本性质，着重描述了颗粒充电机制与测量方法，分析了颗粒相互作用原理与外场受力情况。介绍了和平号空间站与国际空间站4代实验载荷的技术特点，涵盖颗粒光致带电以及直流与射频等离子体放电，综述了6个具有代表性的研究课题，包括电荷诱导颗粒凝结、三维结晶与熔化、双分散复杂等离子体相分离、电流变效应与链结构自组织、放电极性反转诱发尘埃声波与频率同步现象、颗粒流驱动流体涡旋，并结合实验室匹配研究进行了对比分析。最后，介绍了未来国际空间站与中国空间站实验载荷的初步设计方案与主要功能。

省级实验室是中国实验室体系中的重要组成部分，如何利用好地方财政资金支持省级实验室建设、实现区域科技战略目标具有重要意义。基于实地调研和统计数据，梳理中国省级实验室建设成效，总结财政支持在省级实验室建设中存在的问题，主要包括财政投入分散、未能形成多方共建投入方式、资金使用机制僵化、投入方向有失偏颇等。提出未来可以通过精简整合省级实验室、完善多元化投资机制、破除体制机制障碍、建立财政有序退出机制等措施，进一步推进高水平省级实验室建设。

刘永坦是中国著名的雷达专家，中国科学院院士、中国工程院院士，“时代楷模”荣誉称号和国家最高科学技术奖获得者。梳理了刘永坦研制中国海防新体制雷达的历程。在面对国防安全需求时，他带领团队突破西方国家封锁，进行中国新体制雷达的方案论证、实验搭建，实现理论突破及应用实践，使中国新体制雷达关键核心技术达到国际先进水平，大大提升了中国的国防实力。展现了他热爱祖国、勇攀高峰、潜心研究、敢于创新、大力协同、淡泊名利的科学家精神。