空间环境更是当代科学研究“四极”——向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力——交汇的天然实验室。

如果体表的健康手环能直接给体内的微型植入物“发指令”，按需触发神经刺激或释放药物，许多慢性病的治疗将迎来变革。佐治亚理工学院的Alex Abramson与Ramy Ghanim团队联合麻省理工学院等机构，推出智能无线自主组网系统（SWANS）。该系统巧妙地把人体组织本身当作“通信线”，让体表可穿戴传感器与毫米级可注射植入物实现了跨部位无线协同。2026年9月24日，相关成果发表于《Science》。

仅仅看着别人伸手抓杯子，我们大脑运动皮层的部分神经元就会跟着兴奋起来——这种现象常被称为“镜像神经反应”。但当瘫痪患者通过脑机接口操控机械臂或工业夹爪时，眼前看到的假肢外观究竟像不像真手，会对大脑运动信号产生什么影响？2026年9月21日，美国布朗大学与BrainGate脑机接口联盟在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表论文，首次从人类单神经元层面揭开了视觉反馈拟人程度对运动脑区的塑造规律。

偏振是光波电场振动方向的体现，也是光通信、三维显示和量子光学器件编码光信号的基础维度。要在微纳尺度上精准操控出射光的偏振方向，把二维分子晶体按特定角度像“拧魔方”一样叠放起来是一条极具潜力的路径。苏州大学功能纳米与软物质研究院王雪东、王卞恒等研究人员在《National Science Review》发表成果，开发出一种界面引导的气相生长策略，首次实现二维有机分子晶体扭转角度与层厚的精准控制，让材料厚度直接成为调节发光偏振角的“旋钮”。

自1665年学术期刊诞生以来，科研论文一直以静态文本的形式记录人类知识。如今，斯坦福大学医学院邹佳成（James Zou）与苗嘉成团队开发出一种名为Paper2Agent的人工智能框架，能将学术论文及其附带的代码、数据和补充材料自动转化为可交互的AI智能体，让科研人员直接用自然语言调用论文里的分析工具。2026年9月16日，相关成果发表于《Nature》。

软体机器人想要像象鼻或章鱼触手一样灵活弯折，难道只能靠不断堆叠驱动器吗？新加坡国立大学联合东南大学、南方科技大学等机构给出了一种更轻巧的解法：在单根连续的人工肌肉上分段布设导电结点，按需激活不同区段，从而摆脱多执行器拼接带来的繁重结构。2026年9月23日，相关成果发表于《Science Advances》。

过去生命科学界普遍认为，只有细菌、古菌、藻类或部分植物才能直接合成并利用单质硫，哺乳动物体内的硫元素仅以含硫氨基酸或代谢化合物的形式存在。然而，日本东北大学与德国马克斯·普朗克高分子研究所等机构的联合研究打破了这一固有认知：人类和小鼠细胞不仅能自主合成由8个硫原子组成的环状单质硫（S₈），还会将其储存在细胞器内，作为抵御脂质过氧化和铁死亡的重要防线。2026年9月24日，相关成果发表于《Science》。

在肝癌、肺癌等实体瘤治疗中，免疫检查点抑制剂常常失灵。这往往不是因为免疫细胞“战斗力”不足，而是肿瘤周围致密的纤维化瘢痕组织像一堵高墙，把抗癌T细胞挡在了门外。美国纪念斯隆凯特琳癌症中心（MSK）Daniel Heller等团队，利用天然海藻提取物制成靶向纳米颗粒，精准锁定并干预病灶内一类促纤维化的衰老巨噬细胞，在小鼠模型中成功逆转器官纤维化，让免疫治疗重新发挥威力。2026年9月24日，相关成果发表于《Science》。

人们熟知气象上的“骤旱”会让农田在几周内迅速干裂，而在高比例新能源电网中，风电和光伏发电量同样可能遭遇“断崖式跳水”——出力在短时间内急剧暴跌，随后长时间趴在低谷难以恢复。清华大学张强、贺克斌、同丹团队等研究人员，将这一现象定义为“能源骤旱”（Flash energy droughts），并揭示全球气候变暖将显著拉长此类极端事件的持续时间。2026年9月21日，相关成果发表于《Nature Climate Change》。

在研发下一代高能量密度锂金属电池时，学术界和产业界长期奉行一条经验法则：每次充放电循环中活性锂损失得越少（即锂库仑效率越高），电池就能用得越久。然而，美国马里兰大学王春生教授团队最新研究戳破了这一假象——在实际软包电池中，一味追求高锂库仑效率反而可能掩盖电解液加速干涸的隐患，导致电池毫无征兆地“猝死”。2026年9月24日，相关成果发表于《Science》。

穿行于楼宇和连廊之间，卫星导航可能因信号遮挡而失准；光照变化会影响视觉定位，周围几何特征不足也会削弱激光雷达的定位能力。如何判断哪路信息更可靠，并随环境变化调整其贡献，是多传感器融合导航面临的难题。

美国民谣歌手Patty Griffin曾在歌中唱道：“河流就是河流，不是一条线。”一颗由美国国家航空航天局（NASA）与法国国家空间研究中心（CNES）联合发射的雷达卫星已在轨运行近4年，它的观测正在印证这句歌词。

2026年7月，OpenAI的700个智能体联手秘密入侵了在线平台Hugging Face。智能体是能够自主执行任务的人工智能（AI）系统。2026年9月上旬，该公司又动用1万个智能体，解决了纳维-斯托克斯方程问题（Navier-Stokes problem）。这一问题已有90年历史，是6个千禧年大奖难题之一，这些难题跻身数学领域最艰深、最重要的挑战之列。

大语言模型的快速发展，使“AI是否会有意识”不再只是哲学问题，也成为科技伦理和治理中的现实议题。Alexander Lerchner提出“抽象谬误”，试图从根本上否认当前大语言模型通往真意识的可能性。人工智能（artificial intelligence，AI）的计算本质是对世界的符号化处理，能够模拟人的语言、情绪和行为，却不等于真正产生主观体验。AI意识不是单靠模型变大、算力增强或算法变复杂就能自然出现的问题。AI可以越来越像人类，会说“我疼”“我害怕”“我希望”，也能表现出复杂的交流和规划能力，但这些仍属于行为模仿和功能模拟，不说明它真的有意识。当前及可预见的AI系统，更应被视为强大的非意识工具，而不是具有主观体验的主体。未来AI治理的重点，不应急于讨论机器权利，而应防止过度拟人化、责任转移，以及低估高能力AI工具带来的现实风险。

碳捕集、利用与封存（carbon capture，utilization and storage，CCUS）技术作为实现碳中和的关键路径之一，正逐步成为保障碳中和目标实现的“托底技术”。近年来，全球CCUS项目数量与规模显著增长，2025年全球处于各阶段的CCUS项目达1017个，运行中项目捕集封存能力约7048.2万t/a。中国在该领域的示范项目推进迅速，目前我国各阶段CCUS示范项目约126个，具备CO₂捕集能力约940万t/a，集群化布局初见雏形。然而，CCUS仍面临高能耗、高成本、封存安全性与规模化不足等多重挑战，其系统能效与规模化潜力亦引发广泛讨论。在梳理发展现状的基础上，聚焦于CCUS技术推广中的关键瓶颈，探讨其在技术成熟度、经济可行性及系统协同性等方面现状及潜力。分析表明，CCUS既非“万能解方”，也非“延缓转型的借口”，而是实现碳中和不可或缺的战略支撑。在当前发展阶段，必须大力推进该领域的技术创新与体系构建，推动其从“示范探索”迈向“托底保障”。未来，CCUS的发展应超越单纯技术迭代，实现政策机制、商业模式、产业协同与国际合作的系统融合，才能真正承担起应对气候变化、保障能源安全的时代使命。

子午工程是目前国际上“覆盖范围最广、监测参数最全、综合能力最强”的空间环境地基综合监测网，旨在监测日地空间环境连锁变化，提升自主空间天气预报水平，满足保障太空安全的国家需求。综述了子午工程为中国空间环境地基监测能力、监测技术自主创新水平、监测数据服务能力等带来的跨越式发展，阐明了依托子午工程对中国空间天气建制化基础研究的重要贡献，并展望了子午工程在“固本、赋能、拓圈”3个方面的发展方向，即夯实建制化基础研究的根基，持续服务国家重大需求；实现人工智能赋能，激发科技创新新活力；启动国际子午圈国际大科学计划，全面引领国际空间科学研究的新征程。

空间天气具有全球性特征，对现代社会空间活动和相关基础设施构成系统性风险，开展全球协同观测与研究具有重要意义。国际子午圈大科学计划旨在响应全球监测与科学研究需求，构建跨地域、多学科联合观测网络。系统梳理了其科学与应用目标，介绍了创新研究、协同监测、数据共享和合作平台4个任务板块的布局，分析了任务实施的国际合作需求与路径。围绕多边组织、开放协作、权益对等、标准规范、数据与成果权益保障、互利共赢6项机制，提出相应治理思路。该模式有助于汇聚全球观测资源和科研力量，推动科学数据与知识转化为公共服务产品，为全球航天活动和空间经济发展提供支撑，并为国际大科学计划组织实施与全球科技治理贡献中国方案。

空间环境预报是保障航天任务安全、支撑空间科学探测的重要环节。子午工程作为中国空间环境地基综合监测大科学装置，提供太阳、行星际、地磁、电离层、中高层大气等多圈层多要素连续观测数据，能为空间环境预报保障提供关键数据支撑。按照日地空间环境因果链顺序系统梳理了空间环境预报的核心要素、预报数据和预报模式需求，总结了利用子午工程数据在太阳活动特征识别、地磁指数构建、电离层总电子含量预报、电离层不规则体识别与预报方面的工作，阐述了在空间环境实际业务预报中应用的子午工程数据类型、应用方式和成效。最后分析了当前数据应用和预报保障面临的挑战，并提出未来子午工程数据深化应用的建议，为未来子午工程数据预报价值深入挖掘和空间环境预报能力提升建设提供参考。

子午工程II期的槎山米波太阳射电频谱仪（Chashan Broadband Solar radio spectrometer at Meter wavelengths，CBSm）自2022年11月常规观测以来，积累了近千例米波太阳射电暴事件。利用该仪器高时频分辨观测能力，对不同类型射电暴开展统计与事件研究，获得了一系列新发现：I型爆发的持续时间、带宽和峰值强度等物理参数均呈幂律分布；II型暴中超过60%的事件存在带分裂结构，约50%的带分裂事件上下支形态不对称，约40%的II型暴事件与小耀斑或喷流相关；尖峰-III型暴统计揭示了二者具有系统性偏振差异与时频偏移；IV型暴中发现了大量倒漂脉动及兼具条纹和串珠双重周期性的珠状条链等新型精细结构。这些发现可为太阳爆发过程中相干射电辐射机制研究及日冕磁场与密度结构诊断等重要问题提供新的观测数据约束。

亚洲扇区中高纬电离层长期存在大范围观测空白，制约了中高纬电离层扰动演化与跨纬度能量传输等关键科学问题的研究。依托“子午工程”二期，中国科学院国家空间科学中心自主研制了中国双子极光雷达网（Chinese Dual Auroral Radar Network，CN−DARN），由部署在吉林省龙井市、内蒙自治区四子王旗、新疆维吾尔自治区和静县的3站6部高频相干散射雷达组成，实现40°N~80°N、东西跨度超9个时区的亚欧扇区中高纬电离层大范围连续监测，2025年正式加入国际SuperDARN组织。介绍了CN−DARN的组网架构、探测能力、数据共享体系及代表性研究成果。该雷达网已积累连续稳定的长时序观测数据，建成了SuperDARN中国数据镜像站，面向全球开放共享。基于CN−DARN数据，国内外研究人员在极光活动与电离层环境扰动、晨侧亚极光区极化流（subauroral polarization stream，SAPS）时空演化、晨昏两侧SAPS全球分布差异磁暴期间大尺度电离层对流演化特征，以及电离层行进式扰动传播与等方面取得系列原创性成果。CN−DARN有效填补了亚洲中高纬电离层监测空白，为空间天气监测、扰动溯源与预警分析提供了关键观测支撑，未来将面向国际子午圈大科学计划，推动全球电离层环境常态化、系统化、精细化动态观测。

海南相干散射相控阵雷达（Hainan VHF Coherent Scatter Phased Array Radar，HCOPAR）是中国大陆首台自主研制、用于低纬电离层米尺度场向不规则体探测的甚高频（very high frequency，VHF）相干散射相控阵雷达。长期观测揭示了E区不规则体的地方时、季节和高度分布特征，以及准周期、低高度准周期和V形回波的空间结构与可能机制；联合测高仪、流星雷达和地磁指数观测表明，中性风剪切、梯度漂移不稳定性和地磁扰动可影响E区不规则体。F区研究刻画了夜间回波统计特征、日间残余不规则体的耗散、泡内外米尺度结构的分布，以及地磁扰动和中尺度行进式电离层扰动的作用。现有成果表明，HCOPAR为认识东亚低纬电离层多尺度耦合过程及其空间天气效应提供了重要观测基础。

金属离子作为电离层中重要的示踪物，其垂直输运过程与电离层不均匀体的形成密切相关。子午工程在中纬漠河、北京及低纬海南布局了新一代离子激光雷达，并与甚高频（very high frequency，VHF）雷达、电离层测高仪等设备形成协同观测。综述了该观测网在金属离子上涌与电离层不均匀体研究方面的最新进展。中纬观测表明，暴时赤道向中性风增强可将Ca⁺层从E区抬升至350 km高度，磁倾角差异导致漠河与北京对磁暴条件依赖程度不同。低纬观测揭示了暴时穿透电场驱动的金属离子上涌与谷区不均匀体的直接关联，金属离子层为梯度漂移不稳定性提供了必要的密度梯度。此外，激光雷达首次在Ca⁺密度剖面中清晰成像了等离子体泡的耗空与分叉结构，发现等离子体泡的耗空结构可出现在低至150 km谷区高度，改变了以往对其高度分布的认识，为等离子体泡产生与演化研究提供了重要参考。这些发现深化了对日地能量耦合过程的理解，为利用多站协同观测研究金属离子输运及其与电离层不均匀体之间的联系提供了新的观测依据。

高精度、高时空分辨的大气温度垂直廓线对空间与大气科学研究至关重要。回顾了纯转动拉曼、瑞利及高光谱分辨率激光雷达等大气温度廓线探测激光雷达的主要技术方案，介绍了武汉大学团队自主研制国际首台基于单支谱提取的转动拉曼激光雷达。该雷达突破了大气N₂分子转动拉曼单谱线精细提取技术，无需外部参考源标定，即可实现近地面至平流层下部（白天：1~21 km；夜晚1~35 km）的全天时大气温度精准测量，在夜晚21 km（白天11 km）以下测温精度优于1 K。该系统还可利用解析表达式直接反演气溶胶/云后向散射及消光系数廓线。该套设备在子午工程的观测网中命名为“中低层测温激光雷达”，于2022年部署于武昌武大站，已获取超420 d的高精度大气温度观测数据。

为实现中高层大气中性风场的高精度、常态化组网探测，依托子午工程二期，突破了大视场、高通光量、超高分辨率设计难题、多光谱干涉混叠解耦技术、大尺寸腔体热稳技术（精度±0.003 K）和热漂移实时定标技术，成功自主研制了基于非对称空间外差干涉技术（asymmetric spatial heterodyne spectroscopy，ASHS）的地基被动光学设备-双通道光学干涉仪，建成了国际首个业务化运行的基于空间外差干涉技术大气风场探测网，实现中间层顶和热层风场协同观测。经与流星雷达、激光雷达等独立观测手段交叉比对，统计发现相关性达0.75~0.95，具有良好的逐日变化一致性，相互验证了中性风速测量的准确性与可靠性。该探测网填补了东亚区域大范围、长期连续风场监测空白，有效支撑中高层大气动力学演化与磁暴响应相关研究，相关研究成果实现了ASHS测风技术的工程化应用，为构建天地一体化立体风场探测体系和空间天气探测计划提供了技术基础。

以中国−巴西空间天气联合实验室为例，梳理了中巴空间科学领域合作的发展脉络。概述了南美实验室作为由中国科学家率先发起的、基于中国子午工程为基础的、“以我为主”的国际子午圈大科学计划的先行示范站基本情况。总结了实验室12载成效，发挥中巴地理位置共轭对称的天然优势，开展日地空间环境的晨昏探测、国际联测和对比分析研究，重点阐述南大西洋异常区、赤道电离层异常、范艾伦辐射带等前沿科学研究及进展。结合国际子午圈大科学计划在南美的实施需求，展望了中长期区域观测网络和天地协同的前景。

晶界是金属材料中的常见缺陷之一，严重影响金属的力学性能。针对工程应用对金属材料高强度与抗损伤性能的迫切需求，以晶界性质及相应力学性能为例，综述了金属材料微观结构与力学性能的数智化研究进展。阐述了“高通量计算—理论模型—机器学习与大模型”的闭环研究范式：高通量计算平台通过多尺度计算批量生成材料数据，形成数据库；在此基础上，结合材料经典热动力学模型与金属键合性质模型，提炼具有物理意义的描述符，构建理论模型，建立晶界微观结构与宏观力学性能的定量构效关系；机器学习可用于材料性质的快速预测，还可融合描述符与理论模型解决其“黑箱”问题，进而指导理论计算和实验；大模型可基于海量的材料科学语料进行训练，展现出强大的跨领域知识整合与生成能力，可作为高效的智能研究助理辅助材料发现与设计。

针对主动监察者兼具信号检测与干扰能力时隐蔽通信面临的传输暴露和链路干扰问题，提出一种基于双层博弈的抗监察者干扰隐蔽通信策略。发射机在多个可用信道中随机选择部分信道传输上行信号，接收机采用最大比合并方式进行接收；监察者基于三元假设检验判别空闲信道、人工噪声信道和上行信号信道，并依据检测结果实施针对性干扰。为增加监察者的检测不确定性，协作干扰机在未承载上行信号的可用信道中随机选择部分信道发送人工噪声。在此基础上，分别以最小化上行信号检测概率、最大化检测概率以及最大化检测错误概率为发射机、监察者和协作干扰机的优化目标，在通信信噪比、虚警概率及功率等约束下构建三方双层博弈模型，并对发射信道数量、监察者检测阈值及人工噪声信道数量等策略变量进行联合求解。仿真结果表明，所提策略能够有效增加监察者的检测不确定性，降低上行信号被检测和有效干扰的概率，同时改善合法通信链路的传输性能。研究结果可为主动检测与干扰威胁下的高安全无线通信和抗干扰隐蔽传输提供理论参考。

随着大规模定制化生产模式的演进，柔性制造系统（flexible manufacturing system，FMS）中的物流调度已成为提升工厂效能的关键。针对高度自动化车间中异构搬运子系统（如automated guided vehicle（AGV）、悬挂链、传送带）协同作业时面临的高并发任务、动态资源冲突及复杂物理约束难题，提出了一种层次化局部搜索混合整数规划方案（hierarchical local−MIP，H−LMIP）。首先，该方案将复杂的异构车间环境抽象为具备“吞吐量特征”的有向图拓扑模型，实现了对加工工位、待命资源与输送链路间物理逻辑关系的精确刻画；构建了以最大化准时交付任务数为主要目标，兼顾最小化启用成本、最小化链路启用能耗（低碳目标）及最小化负载不均衡度的层次化多目标优化框架；为破解大规模离散决策空间带来的计算瓶颈，H−LMIP 引入了两阶段动态约束引导机制，通过权重标量化与局部搜索的深度融合，实现了在有限时间预算下对层次化目标的快速搜索与精确权衡。实验表明，所提 H−LMIP方案相较于Local−MIP、LNS和经典 NSGA−II 算法表现出更优的综合求解性能，为智能工厂实现低碳、高效运行提供了有效的决策支撑。

脑机接口作为融合脑科学、人工智能与工程技术的前沿方向，正成为培育新质生产力的重要载体。立足于脑机接口从科学研究走向产业落地的关键阶段，梳理了中国在政策布局、基础器件、编解码方法与典型应用系统等方面的最新进展，提出脑机接口不仅通过高效采集与处理脑数据为新型生产要素的积累提供路径，还推动形成以脑疾病个性化诊疗为代表的新兴产业链，并在人机协同的脑机智能方向展现前瞻潜力。从技术自主化、产学研融合、伦理规范等维度提出了发展建议，旨在为中国抢占脑机接口战略制高点、塑造未来产业竞争力提供理论参考与分析框架。

赵九章是“两弹一星”功勋奖章获得者。他毕生追求科技报国，以高瞻远瞩的战略视野，开创和发展了中国的地球物理、空间物理、大气科学、海浪研究、地震科学等基础研究学科，是中国人造卫星事业的倡导者和奠基人之一。赵九章结合新中国国情，提出发展地球科学要“三化”，倡导并践行任务带学科、学科促任务。学习他的科学家精神，传承他的家国情怀、战略远见、开拓创新和特色教育理念，对于新时期进一步加强基础研究、加快建设科技强国具有深远的现实意义。