交通是经济的脉络和文明的纽带,是中国式现代化的开路先锋。 能源是人类文明进步的基础和动力,攸关国计民生和国家安全,关系人类生存和发展。我国交通运输系统与能源体系围绕交通强国和能源强国目标相伴发展、互促融合,共同支撑了经济社会发展、增进了人民福祉、保障了国家安全。

近年来,学术界关于交通与能源融合的研究热度持续提升,为此,《科技导报》推出了“交通与能源融合发展专题”。

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卷首语

类器官中的细胞世界

作者:陈晔光

作者信息:清华大学,中国科学院院士、发展中国家科学院院士,清华大学生命科学学院教授。主要研究方向为细胞信号转导机制及其生理病理作用、类器官技术及应用。

摘要:类器官逐步成为生命科学及医学研究领域的重要研究方向之一,其技术推动了生命领域前沿技术的发展和多学科交叉融合,在解决重大生命健康问题上有着不容忽视的发展前景。

科技新闻

  • 国家自然科学基金委员会通报学术不端案件

  • 柑橘“癌症”黄龙病被攻克

  • 红外荧光探针“看见”线粒体内膜环境

  • 超分子对接破解含烷基链分子结构测定难题

  • 带电微液滴“徒手劈开”氧气

  • AI系统AMIE诊断精度与共情能力超人类医生

  • 量子计算机首次在实用问题上展现优越性

  • 印度气候变暖速度低于全球平均水平

  • 小鼠脑区新图谱问世

  • 生物公司“复活”1万年前灭绝的恐狼

  • 授粉期高温让夏玉米“长个”却“少子”

  • 基于全球导航卫星系统反射信号的遥感应用

  • 海沟深处蕴藏“惊人”生物多样性

  • 人工智能革命深入蛋白质测序领域

科技评论

人工智能学科体系的构建与探讨

作者:蔡自兴1, 2, 蔡昱峰1, 3

作者信息:1. 湘江实验室 2. 中南大学人工智能与机器人学研究所, 长沙 3. 湖南自兴智慧医疗科技有限公司

摘要:探讨了人工智能的学科体系,从人工智能的定义出发,提出人工智能的学科体系是由人工智能的科学基础、人工智能技术方法和人工智能应用3部分组成,并认为人工智能的科学基础是符号主义、连接主义和行为主义,人工智能的主要技术是基于知识的人工智能技术、基于数据的人工智能技术、人工智能的算法和人工智能的算力,而人工智能的技术要素为知识、数据、算法和算力,人工智能的应用领域涉及经济、科技、民生、社会和其他领域。

本刊专稿

关于开展类地外极端环境下生命现象和规律研究的建议

作者:李莹辉1, 何光军1, 丁帅2, 3, 杨超1

作者信息:1. 中国航天员科研训练中心航天医学全国重点实验室 2. 合肥工业大学管理学院 3. 过程优化与智能决策教育部重点实验室

摘要:地球生命特别是极端环境生命为地外生命研究提供了唯一的类比对象。围绕地球上类似地外海洋、类火星等极端环境生命和人的生存模式,探讨了相关研究的科学技术问题和重要研究方向。建议通过多学科深度交叉融合,聚焦类地外极端环境下微生物的多样性和多层次适应机制、机体在极端环境下的代谢模式和生存策略、类地外极端环境生命研究关键共性技术开发等重要研究方向,推动相关领域基于大数据和人工智能的研究范式变革。

特色专题:交通与能源融合发展专题

中国交通运输与能源融合发展的路径研究

作者:孙鹏1, 2, 刘昕1, *, 陈璟1, 杜江涛1, 白珂炎1

作者信息:1. 交通运输部规划研究院 2. 综合交通规划数字化实验室

摘要:为提高交通运输与能源融合的效率和效益,探索其发展路径,归纳了各种运输方式与各种能源形式的运输和使用特点,提出了交通运输与能源融合发展的关键领域和基本架构,总结了中国交通运输与能源融合发展的主要特征,分析了交通运输与能源融合效率提升的关键短板和问题;对照加快建设交通强国和能源强国的总体要求,提出了以交通与能源投入的经济社会效益、综合服务水平、资源利用效率等维度综合效益最大化为目标,以空间布局统筹、共建共享统筹、模式和技术创新统筹为重点的融合思路,并提出了“规划−运行−开放−机制”协同发展建议。

共享化、电动化、智能化应用对城市交通减排的贡献及政策协同

作者:王雪成, 龙雨璇*, 张毅, 王宝春

作者信息:交通运输部科学研究院

摘要:共享化、智能化等交通新业态将深刻影响未来城市出行模式,是城市客运减排的重要方向。采用T3E−SAM模型,设置了“双碳”目标情景和技术变革情景,预测了未来城市客运的需求,量化了共享化、电动化、智能化交通的减排效果。结果显示,中国城市客运量将持续增加,2024—2040年年均增长率可达2.7%,到2040年后增长率会呈现下降趋势,2041—2060年年均下降率为0.4%。在“双碳”目标情景下,城市客运碳排放将在2027年达峰,2060年私家车将是唯一的碳排放源。在技术变革情景下,城市客运碳排放有望在2025年达峰,并于2057年达到零碳排放。共享化、电动化、智能化技术的普及应用将促进城市交通零排放目标的实现,并减少私家车数量,显著提高城市交通运行效率。基于模型的结果,提出一系列政策协同发展建议:“技术赋能,加快智能化车辆应用;理念赋能,推动“使用而非拥有”等共享理念的普及;管理赋能,支撑共享化、智能化出行落地”。

基于数字地球的公路交通气象灾害风险综合分析平台设计及应用

作者:李蔼恂, 王志*, 袁晓玉, 苗蕾, 张晓美, 冯蕾

作者信息:中国气象局公共气象服务中心

摘要:为推动气象灾害风险普查成果在专业气象服务业务中的应用,着力开展数字化智慧化公路交通气象服务、优化气象服务供给,针对公路交通气象灾害风险服务业务需求,融合气象灾害风险普查成果、公路交通行业影响信息和道路基础地理信息等多源数据,采用多源数据接入与可视化、三维地理信息系统(3 dimension geographic information system,3D−GIS)技术等,研发了基于数字地球的“公路交通气象灾害风险普查业务服务平台”,具备公路交通气象灾害实时、预报预警、风险评估等一体化综合研判分析功能,实现了公路交通气象服务信息的数字化、图层化,并融入交通运输管理部门开展基于应用场景的智慧化交通气象保障服务。该平台不仅实现了气象灾害风险普查成果和公路交通行业数据的融合应用,进一步提升了中国气象灾害风险预警服务能力,更有效提高了公路交通气象服务的“数字化+智能化”能力和水平,在交通气象服务业务使用过程中,突显出较好的业务应用能力与发展前景。

车载锂离子电池的回收与再利用

作者:王靖岳1, 孙国帅2, 武旭东1, 张硕1, 王军年3

作者信息:1. 沈阳理工大学汽车与交通学院 2. 辽宁工业大学汽车与交通工程学院 3. 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室

摘要:介绍了锂离子电池基本构造、工作原理及回收现状。详细阐述了当前研究中正极材料的主流回收方法,综述了废锂离子电池回收技术的研究进展,其中包括回收工艺发展、回收产品、对环境负担的影响,以及电池退役后的选择,如二次利用、直接再生修复电极材料、湿法或火法冶金回收材料等。从电池材料回收率,循环利用再生体系,电解液、隔膜和负极材料等综合回收方面对现有废旧锂离子电池回收处理与再利用技术提出了改进意见。

研究论文

根区顶级域名托管情况研究

作者:陈闻宇, 何烁, 李汉明, 谢杰灵, 赵琦, 冷峰*

作者信息:中国互联网络信息中心

摘要:域名系统作为互联网核心基础资源,在日常网络访问中发挥着不可或缺的关键作用。根区的稳定性直接决定全球域名体系的运行安全。基于互联网数字分配机构发布的根区顶级域名数据,通过分析顶级域权威服务器的解析服务地址,揭示了当前顶级域名注册与托管的集中化特征。研究发现,1458个活跃顶级域名的解析服务高度依赖少数顶级域名托管机构,其中Afilias和Identity Digital Limited分别托管了32.58%和32.17%的顶级域名,前3大机构合计占比超90%。通过基尼系数量化评估,顶级域名托管资源的中心化程度达到0.83,显著高于注册管理机构(0.44),表明托管环节存在严重的寡头垄断风险。研究指出,过度集中的托管架构可能引发单点故障隐患(如区域性网络攻击波及多顶级域名解析服务),并削弱域名生态多样性。为此,建议推动顶级域名注册管理机构自建权威服务器、优化托管机构准入机制,并探索基于区块链的分散化域名解析技术,以提升根区抗风险能力与长期稳定性。

超声心动图在重度肺动脉高压大鼠右心结构与功能评估中的应用

作者:陈豫钦, 熊缘慧, 邝美丹, 王健*

作者信息:呼吸疾病全国重点实验室, 广州呼吸健康研究院, 广州医科大学附属第一医院/国家呼吸医学中心

摘要:利用小动物超声建立稳定、可靠的无创评价肺动脉高压大鼠右心结构和功能评价的方法,将雄性SD大鼠随机分为对照组和模型组,模型组采用颈部皮下注射血管内皮细胞生长因子受体抑制剂SU5416(20 mg/kg体重)后置于10%氧浓度低氧箱中饲养3周后转至常氧环境饲养3周,构建重度肺动脉高压大鼠模型。对照组置于正常环境进行饲养。造模6周后对动物进行麻醉后,进行心脏超声测量及右心导管术进行血流动力学相关指标采集,并对大鼠心脏超声指标进行均一性和重测信度分析,与大鼠右心室收缩压进行相关性分析,评价其对肺动脉高压大鼠的诊断价值。结果发现通过小动物心脏超声建立的肺动脉高压大鼠右心结构与功能评价指标具有较好的均一性及重测信度。舒张末期右室游离壁厚度、收缩末期右室游离壁厚度、三尖瓣环收缩期位移、肺动脉血流加速时间/射血时间和肺动脉血流加速时间与右心导管测得右心室收缩压具有较好的相关性(P < 0.001)及较高的诊断价值。因此,小动物超声是一种无创、稳定、重复性良好的肺动脉高压大鼠右心结构和功能评价方法,可用于该模型疾病严重程度的评估。

中美基础研究创新韧性的特征事实、地区差异及动态演进

作者:马铭晨1, 吕拉昌1, 2, *

作者信息:1. 首都师范大学资源环境与旅游学院 2. 首都师范大学北京城市创新与发展研究中心

摘要:基于2002—2022年Web of Science论文数据,界定基础研究创新韧性概念,运用核心变量法测度中国和美国基础研究创新韧性,并借助Dagum基尼系数和核密度分析探讨其特征、地区差异及动态演变。研究发现:美国基础研究创新韧性呈下降趋势,而中国相对平稳且总体更强;在金融危机和新冠肺炎疫情冲击下,美国各区域韧性分布较均衡,中国区域差异较大,且随时间推移,美国抵抗力和恢复力均下降,中国抵抗力上升但恢复力下降,中国抵抗力与恢复力显著正相关,美国则无明显相关性;美国主要区域论文发表较均衡,中国则呈极化趋势,且在不同冲击下,两国主要区域韧性表现各异;Dagum基尼系数显示,中美基础研究创新韧性综合差距扩大,抵抗期主要源于国内差异,恢复期则由中美间差异主导;Kernel密度估计表明,美国韧性降低且州间差异扩大,抵抗期呈现两极分化趋势,恢复期趋于一致但集中在低水平;中国韧性高于美国,省间差异减小,低水平地区比例降低。

政策建议

中美在关键技术基础研究领域的竞争态势与挑战

作者:顾天安1, 2, 许斌2, 章东辉2, 许国腾3

作者信息:1. 国研大数据研究院 2. 北京科技大学文法学院 3. 贵州大学公共大数据国家重点实验室

摘要:基础研究是重大技术创新的源头。在国际科技竞争日趋激烈的背景下,科学评估中国关键技术领域基础研究在全球竞争格局所处位势刻不容缓。基于国际权威数据库近10年收录的2600万份高水平科技文献,综合运用文献计量、主题演化和可视化分析方法,通过自主构建竞争集中度、领先度和影响力评估指标,对全球关键技术领域竞争力进行定量刻画。研究发现,中国关键技术领域基础研究竞争力大幅提升,中国和美国两国“双峰格局”已初步形成,同时中国也面临着基础研究成果原创性不足等现实挑战。为此,应按照党的二十大要求,从完善科技创新体制机制入手,强化科技创新与国家安全“双轮驱动”,加快推动关键技术领域基础研究由“高数量”向“高质量”转变,为培育新质生产力、实现高水平科技自立自强奠定坚实基础。

科技人文

马克·朗格的非因果解释理论及其问题

作者:初维峰

作者信息:北京化工大学 STS 研究所

摘要:通过研究诸多非因果解释的案例,朗格将非因果解释分为约束的科学解释、真正的统计学解释、量纲解释和纯数学解释。尽管其在形而上学层面对这4种非因果解释做了同质化处理,但在本质上其理论仍为多元主义。虽然其理论是深刻的,但也存在一些不足:第一,对显著性概念的定义不够清晰;第二,因果解释与非因果解释之间的区分并非清楚明白;第三,尚未论述非因果解释能否避免覆盖律模型面临的问题;第四,其理论的模态形而上学并非无懈可击。

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