背样月以入选学十等成大进专家中展果何国科品解读

3月27日的月背樣品2025中關(guān)村論壇年會開幕式上，國家自然科學(xué)基金委員會發(fā)布了2024年度“中國科學(xué)十大進(jìn)展”。等成大進(jìn)從“月背樣品”研究、果何超大黑洞與星系演化關(guān)系，入選從CAR-T細(xì)胞新療法到精神疾病的專家中國展藥物作用機(jī)制……十大進(jìn)展涵蓋了我國多個科學(xué)領(lǐng)域重要成果。

當(dāng)日下午，解讀多位專家在中關(guān)村論壇的科學(xué)平行論壇上詳細(xì)解讀了這些入選成果：

進(jìn)展一：嫦娥六號返回樣品揭示月背28億年前火山活動

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李秋立、中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所徐義剛和中國科學(xué)院國家天文臺李春來等發(fā)布首批嫦娥六號 (CE-6)月球背面樣品的月背樣品研究成果。結(jié)果表明CE-6月壤樣品包含玄武巖、等成大進(jìn)角礫巖、果何粘結(jié)巖、入選玻璃和淺色巖屑等，專家中國展密度明顯偏低，解讀粒度呈雙峰式分布，科學(xué)其成分與當(dāng)?shù)匦鋷r成分存在較大差異，月背樣品顯示月壤來源的復(fù)雜性。

當(dāng)?shù)匦鋷r屬低鈦低鋁類型，Sr-Nd-Pb同位素顯示其來自極度虧損的月幔源區(qū)，形成于約28億年前的火山噴發(fā)。此外，發(fā)現(xiàn)一期42億年前的玄武質(zhì)火山活動，指示月球背面存在長期的火山活動歷史。

“嫦娥六號任務(wù)實現(xiàn)了人類首次到月球背面的采樣返回，為研究月球背面的火山活動提供了獨一無二的素材?！敝袊茖W(xué)院國家空間科學(xué)中心主任王赤表示，“月背樣品”填補了月球背面樣品研究的歷史空白，為研究月球背面火山活動、撞擊歷史和月球背面與正面地質(zhì)差異提供了直接證據(jù)，開啟了月球研究的新階段。

進(jìn)展二：實現(xiàn)大規(guī)模光計算芯片的智能推理與訓(xùn)練

針對人工智能推理與訓(xùn)練面臨的算力、能效雙重桎梏，清華大學(xué)方璐、戴瓊海提出了廣度光計算架構(gòu)，建立了光子干涉-衍射聯(lián)合傳播模型，研制了大規(guī)模通用智能“太極”光計算芯片，系統(tǒng)級能效為每焦耳160萬億次運算；提出了全前向智能光訓(xùn)練方法，創(chuàng)建了光子傳播對稱性模型，擺脫了對離線電訓(xùn)練的依賴，賦能高效精準(zhǔn)的原位光訓(xùn)練。

該團(tuán)隊研制的“太極”光芯片實現(xiàn)了大規(guī)模光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理與訓(xùn)練，相較國際先進(jìn)芯片能效提升2個數(shù)量級、訓(xùn)練效率提升1個數(shù)量級，有望為人工智能大模型、通用人工智能和智能無人系統(tǒng)等注入算力發(fā)展的“光子”動力，為后摩爾時代高速高能效智能計算探索了新路徑。

進(jìn)展三：闡明單胺類神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)運機(jī)制及相關(guān)精神疾病藥物調(diào)控機(jī)理

神經(jīng)遞質(zhì)在大腦信號傳導(dǎo)中經(jīng)歷“釋放-回收-再裝載”的循環(huán)過程，該過程的紊亂與多種精神疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，如抑郁癥、多動癥和精神分裂癥等。神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)運體在該循環(huán)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因此調(diào)控其活性是治療精神疾病的核心策略，但現(xiàn)有藥物存在一定副作用和成癮風(fēng)險。

為闡明神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)運機(jī)制和藥物作用機(jī)制，中國科學(xué)院生物物理研究所趙巖團(tuán)隊，聯(lián)合中國科學(xué)院物理研究所姜道華等，系統(tǒng)闡明了多種神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)運體介導(dǎo)多巴胺、去甲腎上腺素、甘氨酸和囊泡單胺的轉(zhuǎn)運過程；揭示了它們與不同精神疾病藥物的精準(zhǔn)作用機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了新型低成癮性藥物結(jié)合位點。

清華大學(xué)藥學(xué)院長副院長肖百龍表示，該進(jìn)展不僅深化了對神經(jīng)遞質(zhì)介導(dǎo)大腦信息傳遞的理解，也為開發(fā)更有效、更安全的精神疾病治療藥物奠定了基礎(chǔ)，具有重要的臨床轉(zhuǎn)化價值。

進(jìn)展四：實現(xiàn)原子級特征尺度與可重構(gòu)光頻相控陣的納米激光器

北京大學(xué)馬仁敏等提出了奇點色散方程，構(gòu)建了介電體系突破光學(xué)衍射極限的理論框架，并研制出迄今模式體積最小的激光器。所研發(fā)的奇點介電納米激光器將激光器的特征尺度推進(jìn)至原子級。

該研究還構(gòu)建了基于納米激光器的可重構(gòu)光頻相控陣，展示了納米激光器能夠以“中”“國”等圖形生成可重構(gòu)的陣列化相干激射。該研究為物質(zhì)科學(xué)和生命科學(xué)提供了全新的原子級成像工具。與常規(guī)激光器相比，納米激光器還具有更低能耗、更快調(diào)制速度等特點，有望在信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

進(jìn)展五：發(fā)現(xiàn)自旋超固態(tài)巨磁卡效應(yīng)與極低溫制冷新機(jī)制

“固體中是否可能存在超流現(xiàn)象？如何實現(xiàn)？”《科學(xué)》雜志在創(chuàng)刊125周年之際公布了全世界最前沿的125個科學(xué)問題，這是其中之一。

中國科學(xué)院理論物理研究所/中國科學(xué)院大學(xué)蘇剛、李偉，中國科學(xué)院物理研究所孫培杰和北京航空航天大學(xué)金文濤等，經(jīng)過長期探索，在鈷基三角晶格量子磁性材料中發(fā)現(xiàn)了兼具固體和超流體特征的新奇量子物態(tài)——自旋超固態(tài)，首次在固體物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)自旋超固態(tài)存在的實驗證據(jù)。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)自旋超固態(tài)可引起巨磁卡效應(yīng)，通過調(diào)控磁場獲得了94mK （-273.056°C）的極低溫，成功實現(xiàn)了亞開溫區(qū)無氦3極低溫固態(tài)制冷，開辟了極限制冷新途徑。目前，正基于該效應(yīng)開展新型極低溫制冷器件的研制與實際應(yīng)用探索。

浙江大學(xué)物理高等研究院教授、博士生導(dǎo)師常凱指出，隨著量子材料固態(tài)制冷技術(shù)的不斷發(fā)展，有望為量子科技、空間探測等國家重大需求提供重要的技術(shù)支撐。

進(jìn)展六：異體CAR-T細(xì)胞療法治療自身免疫病

長期以來，如何緩解和治愈自身免疫性疾病是全球共同面臨的醫(yī)學(xué)難題。CAR-T細(xì)胞療法帶來了新希望，但傳統(tǒng)自體CAR-T細(xì)胞療法存在個性化生產(chǎn)周期長、費用高等局限性，限制了其廣泛應(yīng)用。

海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院（上海長征醫(yī)院）徐滬濟(jì)、華東師范大學(xué)杜冰、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院吳華香和華東師范大學(xué)劉明耀等采用自主研發(fā)的異體CAR-T細(xì)胞開展臨床研究，成功治療了1名難治性免疫介導(dǎo)的壞死性肌炎患者和2名重癥彌漫型系統(tǒng)性硬化癥患者。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫微生物學(xué)系教授蘇冰表示，該研究為CAR-T細(xì)胞療法在其他免疫疾病領(lǐng)域的應(yīng)用打開了新的大門，有望成為治療多種免疫系統(tǒng)疾病的常規(guī)治療手段，為全球患者提供更多的治療選擇。同時，該研究具有非常重要的學(xué)術(shù)價值，推動了免疫細(xì)胞編輯和治療技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，為細(xì)胞治療產(chǎn)品的研發(fā)帶來了新的思路。

進(jìn)展七：額外X染色體多維度影響男性生殖細(xì)胞發(fā)育

X染色體的基因表達(dá)量對生殖發(fā)育至關(guān)重要?？耸暇C合征（47，XXY）是男性不育最常見的遺傳學(xué)原因，其額外的X染色體損害男性生殖細(xì)胞發(fā)育的分子機(jī)制數(shù)十年來始終未解。

北京大學(xué)喬杰、袁鵬、閆麗盈、魏瑗等研究發(fā)現(xiàn)，克氏綜合征男性生殖細(xì)胞的發(fā)育缺陷始于胎兒期，其生殖細(xì)胞的額外X染色體未發(fā)生失活，導(dǎo)致X染色體基因表達(dá)失衡，減數(shù)分裂等分化基因被抑制，迫使細(xì)胞滯留于幼稚狀態(tài)。此外，生殖細(xì)胞與支持細(xì)胞的互作異常會干擾二者的協(xié)同遷移，妨礙其進(jìn)一步分化。體外實驗發(fā)現(xiàn)抑制TGF-β通路可促進(jìn)生殖細(xì)胞分化。

該研究不僅為克氏綜合征患者不育的發(fā)病機(jī)制提供了重要見解，也為早期治療提供了重要的理論依據(jù)。

進(jìn)展八：凝聚態(tài)物質(zhì)中引力子模的實驗發(fā)現(xiàn)

根據(jù)波粒二象性，引力子被視為引力波所對應(yīng)的自旋2的假想粒子，是連接廣義相對論與量子力學(xué)的關(guān)鍵。理論推測分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)中或涌現(xiàn)出類引力子，這種凝聚態(tài)準(zhǔn)粒子是自旋2的低能模式激發(fā)（稱為引力子?；蛞ψ蛹ぐl(fā)），但一直未被觀測到。

南京大學(xué)杜靈杰等自主設(shè)計、組裝了極低溫強(qiáng)磁場共振非彈性偏振光散射系統(tǒng)，基于砷化鎵量子阱，在分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)中觀察到了引力子模。

這種類引力子的實驗發(fā)現(xiàn)從二維空間角度揭示了度規(guī)擾動的量子是自旋2的低能激發(fā)，為在凝聚態(tài)物質(zhì)中研究量子引力問題提供了新思路，也有助于理解引力子物理的量子規(guī)律。該成果證實了分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)新的幾何描述，有望推動半導(dǎo)體電子系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)探測及拓?fù)淞孔佑嬎惆l(fā)展。

進(jìn)展九：高能量轉(zhuǎn)化效率錒系輻射光伏微核電池的創(chuàng)制

微型核電池因持久穩(wěn)定的電力供應(yīng)特性，在極端環(huán)境和長期運作需求中具有獨特優(yōu)勢。錒系核素因其長半衰期和高衰變能，成為該類電池的理想“燃料”。然而，傳統(tǒng)的微型核電池設(shè)計中嚴(yán)重的自吸收阻礙了錒系核素衰變能的高效轉(zhuǎn)換。

蘇州大學(xué)王殳凹、王亞星和西北核技術(shù)研究所/湘潭大學(xué)歐陽曉平等提出了一種基于“聚結(jié)型能量轉(zhuǎn)換器”的錒系微型核電池架構(gòu)，實現(xiàn)了錒系核素與能量轉(zhuǎn)換單元的分子級耦合，大幅削減了自吸收效應(yīng)，使衰變能轉(zhuǎn)化效率提升8000倍。

該研究結(jié)合光伏電池技術(shù)將輻射自發(fā)光轉(zhuǎn)化為電力輸出，開發(fā)出新型錒系輻射光伏核電池，達(dá)到了此類電池最高的能量轉(zhuǎn)換效率。該研究為高效微型核電池開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)，也為放射性廢物的資源化利用提供了新思路。

進(jìn)展十：發(fā)現(xiàn)超大質(zhì)量黑洞影響宿主星系形成演化的重要證據(jù)

星系是構(gòu)成宇宙的基本單位。中國科學(xué)院云南天文臺研究員韓占文介紹稱，研究星系如何由“生”（恒星形成星系）到“死”（寧靜星系），是星系宇宙學(xué)中備受關(guān)注的核心問題之一。在過去50多年，科學(xué)家一致認(rèn)為黑洞是影響星系形成演化的關(guān)鍵因素，但缺乏長期觀測支持。

針對這一問題，南京大學(xué)王濤等通過對69個星系的精確觀察發(fā)現(xiàn)，星系中心黑洞的質(zhì)量是調(diào)制星系中冷氣體含量的最關(guān)鍵物理量：黑洞質(zhì)量越高的星系其冷氣體含量越低。該研究揭示了中心黑洞主要通過限制冷氣體這一恒星形成的原料來調(diào)控星系演化，解釋了寧靜星系普遍含有一個較大質(zhì)量的中心黑洞的原因。

“這為理解星系的從生到死邁出了關(guān)鍵一步?！表n占文說。