Nature | 2025年科学展望：明年值得关注的事件

生物探索

2024-12-18 16:35发布于江苏科学领域创作者

引言

2025年，科学领域将迎来一系列备受瞩目的突破与挑战，从新一代抗肥胖药物的问世，到改变未来的太空探索任务，再到关乎全球气候政策的关键会议，这些发展不仅影响着科学研究的前沿，也与每个人的生活息息相关。近年来，随着科技的迅猛发展，在健康、宇宙探索和环境保护等领域不断取得重大进展，而2025年无疑将成为这些努力的关键节点，承载着改变世界的希望与可能性。(12月17日Nature “Science in 2025: the events to watch for in the coming year”)

在健康领域，肥胖问题正逐渐演变为全球范围内的流行病，其背后隐藏着复杂的代谢机制和长期的健康危害。继“奇迹”药物Wegovy(司美格鲁肽)的成功之后，更多新型药物，如Eli Lilly公司的orforglipron和retatrutide，正展现出前所未有的治疗效果，有望为数百万肥胖患者提供更安全、更经济的解决方案。此外，非阿片类止痛药的研发也迎来了突破，为急性疼痛的治疗提供新的选择，或将改变数十年来依赖阿片类药物的局面。
与此同时，人类探索宇宙的脚步从未停歇。NASA即将发射的SPHEREx天文台将首次利用近红外光，全面扫描整个天空，探测超过4.5亿个星系的光谱数据，为揭示宇宙的起源和演化历史提供前所未有的科学视角。而欧洲和中国联合研发的太阳风观测任务，也将深入研究太阳风与地球磁场的相互作用，这对理解地球的空间环境至关重要。
此外，全球气候行动正进入关键的30年里程碑。2025年11月，联合国气候大会COP30将在巴西贝伦召开，各国将围绕气候融资和森林保护等问题展开谈判，寻求达成新的全球共识。这不仅是对各国减排承诺的检验，也关系到地球未来的可持续发展之路。
这些科学突破与全球议题，既展现了智慧与科技的无限潜力，也提醒我们每一个人，科学与社会的发展息息相关。无论是新药的研发，还是探索宇宙的未知疆域，亦或是全球气候治理的艰巨任务，2025年注定是值得我们期待和关注的一年。这些事件不仅将改变科学的未来，也将深刻影响我们的生活方式和地球的未来。

图片

未来的健康革命：抗肥胖药物的新曙光
近年来，随着全球肥胖率不断攀升，肥胖已经不仅仅是生活方式问题，更是威胁健康的全球流行病。肥胖引发的代谢紊乱、心血管疾病和2型糖尿病等慢性疾病，正让数以亿计的人面临健康风险。然而，过去几十年里，医学界始终难以找到一种既安全又高效的减重治疗方案。直到GLP-1激动剂药物的出现，抗肥胖治疗迎来了革命性的突破。
GLP-1激动剂（胰高血糖素样肽-1受体激动剂）是一类模拟人体自然分泌的GLP-1激素的药物。GLP-1激素能够通过调节大脑食欲中枢和促进胰岛素分泌，帮助人们减少食量、增加饱腹感并控制血糖水平。而以Wegovy（司美格鲁肽）为代表的第一代GLP-1药物，已经让人们见识到了“安全瘦身”的奇迹，减重效果达到了15%-20%。但研究人员并未止步于此，更强效的新一代药物正在孕育之中。
美国制药公司Eli Lilly研发的retatrutide，作为一款三重作用药物，展现出了令人瞩目的疗效。根据其II期临床试验数据，接受高剂量retatrutide治疗的患者在11个月内平均减重高达24.2%，这一数据远超现有同类药物的效果。如此显著的成绩得益于retatrutide独特的三重靶点机制：它不仅作用于GLP-1受体，还能激活GIP（葡萄糖依赖性促胰岛素多肽）和胰高血糖素受体，全面改善代谢功能。
Eli Lilly正在推进retatrutide的III期临床试验，进一步验证其长期安全性与疗效。如果一切顺利，这款药物有望在未来几年内获批上市，成为抗肥胖治疗领域的又一“明星药物”。此外，另一款正在研发的口服药物orforglipron，也因其成本更低、生产更便捷而备受关注，或将为更多患者带来福音。
从Wegovy到retatrutide，这场健康革命不仅重塑了医学对肥胖的认知，也为数亿受肥胖困扰的人带来了希望。我们正站在抗肥胖治疗的全新时代门槛，未来可期。

痛楚的终结：非阿片类止痛药的突破性进展
疼痛，是人类最普遍的感官体验之一，也是医学界持续攻克的难题。长期以来，阿片类药物因其强效的止痛效果，成为急性疼痛治疗的主要选择。然而，这类药物不仅容易引发依赖性，过量使用还可能导致呼吸抑制和成瘾危机，使无数患者深陷痛苦的恶性循环。因此，全球医疗领域亟需一种更安全、更有效的非阿片类替代药物，而这一目标终于在2025年迎来了曙光——Vertex制药公司的suzetrigine。
Suzetrigine的出现，不仅代表了一种全新的药物类别，更是20多年来急性疼痛治疗领域的首个突破性进展。这款药物通过选择性靶向特定的钠离子通道（NaV1.8），实现了对疼痛信号的精准抑制。与阿片类药物不同，suzetrigine不会作用于大脑的阿片受体，因此不会引发成瘾性和呼吸抑制等严重副作用。这一特性，使它成为一种更加安全的疼痛管理工具，尤其适合急性外伤、手术后疼痛等短期疼痛患者。
根据Vertex在临床试验中的数据，suzetrigine在缓解疼痛方面的效果显著，可与传统阿片类药物媲美。更重要的是，患者在使用过程中报告的副作用较少，成瘾风险几乎为零。这一突破，让全球医学界看到了彻底改变疼痛治疗格局的希望。
值得一提的是，美国食品药品监督管理局（FDA）预计将在2025年1月完成对suzetrigine的审查，一旦获批，这款药物将成为急性疼痛治疗领域的“游戏规则改变者”，为全球数以百万计的患者提供更安全、更放心的止痛选择。
人类对抗疼痛的历史从未停歇，而suzetrigine的问世，标志着非阿片类止痛药物时代的正式开启。未来，我们有望彻底告别阿片类药物带来的“治痛之痛”，迎接一个更加安全、健康的疼痛管理新时代。

太空全景扫描：SPHEREx天文台的史诗级任务
2025年，人类的目光将再次投向广袤的星空，借助NASA的SPHEREx天文台，展开一场前所未有的宇宙探索之旅。这一任务不仅充满史诗感，更是天文学家揭开宇宙神秘面纱的重要一步。SPHEREx的全称为Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer，其使命是利用近红外光对整个天空进行全面扫描，收集关于星系、恒星及宇宙演化的数据。
在为期两年的观测任务中，SPHEREx将首次实现全天空102种颜色光谱的全面观测，其数据量之庞大前所未有。研究人员预计，这台天文台将探测超过4.5亿个星系，其中甚至包括一些从宇宙大爆炸早期留下的遥远光芒。此外，SPHEREx还将分析银河系中超过1亿颗恒星的数据，帮助揭示恒星的形成过程及周围行星的物质组成。
SPHEREx的核心优势在于其近红外光观测能力。与可见光不同，近红外光能够穿透宇宙中的尘埃云，让我们看到隐藏在其后的恒星和星系，甚至是最早期宇宙的演化痕迹。通过这种方式，研究人员能够回溯到宇宙的“再电离时期”，这一时期标志着宇宙从黑暗走向光明，第一批恒星与星系逐渐形成。
除此之外，SPHEREx还将对宇宙中的冰分布进行详细分析。这些冰主要存在于恒星和行星形成的过程中，包括水冰和有机分子，它们被认为是生命起源的关键物质。通过对冰的测绘，研究人员将进一步理解地球生命起源的线索，并探索宇宙中生命存在的可能性。
SPHEREx任务的意义不仅在于提供前所未有的观测数据，更在于其为天文学家提供了解宇宙结构、起源与演化的关键工具。从近红外光谱的穿透力到450万星系的数据量，这场横跨时空的探索无疑将改变我们对宇宙的认知，为解开宇宙起源之谜带来曙光。

解密太阳风：地球与太阳的对话
太阳，这颗距离我们1.5亿公里的恒星，不仅是地球光和热的源泉，也时刻以“太阳风”的形式向外释放能量，塑造着地球及整个太阳系的空间环境。太阳风是由太阳外层大气——日冕向外喷射的高速带电粒子流，其速度可高达每秒数百公里。尽管这些粒子在肉眼看来是无形的，但它们与地球磁场的互动，却产生了许多壮观且重要的物理现象，如极光、地磁暴，甚至对卫星通信和导航系统造成干扰。
为了深入理解太阳风与地球磁场之间的复杂对话，欧洲航天局（ESA）与中国科学院联合发起了SMILE任务（Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer），这是一次史无前例的国际合作，将于2025年发射。SMILE卫星旨在追踪太阳风能量如何流入并影响地球磁场，这对于理解地球空间环境的动态变化至关重要。
SMILE任务的独特之处在于其多功能科学设备组合。卫星将搭载X射线成像仪和紫外成像仪，分别用于捕捉地球磁场与太阳风相互作用的“能量交换过程”。同时，质子分析仪和太阳风离子仪将实时测量太阳风的密度、速度及能量分布。通过这些观测，研究人员可以首次对地球磁场和太阳风之间的相互作用进行三维成像，精确揭示能量路径和转移机制。
此外，SMILE的研究成果还具有重要的实际意义。随着人类对太空依赖程度的增加（如卫星通信、电网和导航系统），太阳风引发的地磁活动可能带来巨大风险。通过掌握太阳风与地球磁场的相互作用规律，研究人员可以更好地预测“太空天气”，为防范地磁暴等灾害提供关键数据，确保现代科技基础设施的安全运行。
从璀璨的极光到无形的磁暴，太阳风的能量流动既神秘又充满力量。SMILE任务将如同一位“能量侦探”，揭示太阳与地球之间的能量对话，为我们更好地理解和保护这颗蓝色星球打开新的窗口。

粒子物理的“巨兽”崛起：欧洲散裂中子源与超级对撞机
粒子物理学一直是揭开宇宙基本规律的前沿领域，而在2025年，两台科学巨兽——欧洲散裂中子源（European Spallation Source, ESS）和未来超级对撞机（Future Circular Collider, FCC）——将为人类探索微观世界打开全新的大门。

欧洲散裂中子源：揭示材料的“中子光”
经过十多年的建设，位于瑞典隆德的欧洲散裂中子源（ESS）计划于2025年投入运行。这是一台世界领先的中子研究装置，能够以空前的精度和效率揭示材料的微观结构。ESS的核心技术是利用高速质子流撞击重金属靶材，产生强大的中子脉冲。这些中子可穿透材料深层，揭示其原子排列和动态行为，被誉为“中子光”。
与传统的X射线技术不同，中子具有独特的探测优势，尤其擅长分析轻元素（如氢）和磁性材料。研究人员计划利用ESS来研究高性能电池材料、超导体、药物分子结构，甚至探索植物光合作用的分子机制。ESS的开启，标志着人类材料科学进入了一个全新的精细研究时代，它的发现可能催生更多高科技材料，改变人类未来的生活。

CERN未来超级对撞机：窥探宇宙的终极微观结构
与此同时，位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心（CERN）正在为未来超级对撞机（FCC）开展全面可行性研究。这台巨型粒子加速器的设计直径达91公里，是目前大型强子对撞机（LHC）尺寸的四倍。其建造成本预计高达170亿美元，被认为是下一代粒子物理研究的“超级引擎”。
FCC的目标不仅是更高能量的粒子碰撞，还将探索尚未解答的宇宙奥秘，例如暗物质的性质和希格斯玻色子的更多特性。研究人员希望通过FCC重新定义标准模型的边界，甚至揭示引力如何融入量子力学这一长期悬而未决的问题。
2025年，ESS的运行和FCC的研究报告将标志着粒子物理学的双重飞跃。从中子的穿透力到粒子的对撞能量，这些“巨兽”将继续推动科学界向微观和宏观世界的终极真理迈进，为人类揭开自然界的更多奥秘。

思维与机器的桥梁：中国BCI技术的崛起
脑机接口（BCI, Brain-Computer Interface）技术曾经是科幻电影中的惊人想象，如今正一步步走向现实，成为神经科技领域最具革命性的突破之一。在2025年，这一领域的全球竞争将日趋激烈，而中国的BCI技术正在展现出强劲的发展势头，逐步从实验室应用迈向实际场景，尤其是在医疗康复领域带来了令人瞩目的成就。
在中国的一系列BCI研发项目中，NEO技术堪称代表性成果。这是一种无线且微创的脑机接口系统，通过在大脑运动皮层区域布置仅8个电极，NEO能够捕捉神经信号并将其转化为外部设备的控制信号。最早的临床试验从2023年开始，研究人员让一名因脊髓损伤而瘫痪的患者使用NEO设备，仅经过九个月的训练，这位患者就可以在家中自主完成饮食、抓取物品等基本动作。这一突破证明了NEO技术不仅在实验室环境下表现优异，更能够融入患者的日常生活，极大提升他们的生活质量。
与传统侵入式脑机接口相比，NEO的技术优势在于其微创性和稳定性。无线设计不仅减少了感染和手术的风险，还降低了患者长期使用的维护成本。此外，NEO还整合了人工智能算法，能够对用户的神经信号进行实时解码与学习，进一步提高控制精度。这让它在帮助瘫痪患者恢复运动能力之外，还具备了广泛的扩展潜力，例如用于虚拟现实、智能假肢和脑疾病治疗等领域。
2025年，NEO将迎来更大规模的临床试验，研究人员计划招募更多患者参与测试，进一步验证其安全性和有效性。同时，中国还在加快开发其他类型的BCI设备，以满足不同医疗和商业应用的需求。例如，BCI技术未来或许将能帮助中风患者恢复语言能力，甚至可能成为增强健康个体认知能力的工具，为人类生活带来翻天覆地的变化。
脑机接口的崛起标志着思维与机器之间壁垒的逐渐消融，它让瘫痪患者看到了重获独立生活的希望，也为未来人类与智能技术的融合铺平了道路。

全球气候治理30周年：COP30的最后一搏？
2025年11月，全球的目光将聚焦于巴西贝伦，这座位于亚马逊雨林腹地的城市将承办第30届联合国气候变化大会（COP30）。这一会议不仅是气候治理三十年来的重要里程碑，更被视为一场决定地球未来的关键谈判。面对愈发紧迫的气候危机，国际社会将如何应对资金分配与森林保护的双重挑战？COP30可能是“最后一搏”。

森林保护：亚马逊的命运关乎全球未来
亚马逊雨林被誉为“地球之肺”，不仅在全球碳循环中扮演重要角色，也是全球生物多样性的核心地带。然而，近年来，雨林的砍伐和退化问题愈发严峻，森林面积的缩减对全球气候目标造成了巨大的阻碍。COP30的选址巴西贝伦，正是为了聚焦森林保护议题，呼吁国际社会为热带雨林的保护采取更加具体和有力的措施。
会议上，各国将围绕如何落实早前承诺的“2030年终止森林砍伐”目标展开讨论。尽管这一目标雄心勃勃，但在资金、技术支持以及执行力方面仍面临巨大挑战。热带雨林国家普遍希望发达国家能够提供更多资金支持，帮助其减少森林砍伐的经济压力，同时推动更加公平的气候政策合作。

气候融资：3000亿美元的承诺与现实差距
另一个备受关注的焦点是气候融资。根据联合国的规划，到2035年，每年需要投入3000亿美元用于支持发展中国家应对气候变化。然而，这一目标至今尚未落地，资金来源及分配方式仍存在严重分歧。发展中国家主张更多资金以**无偿援助（grants）**形式提供，而发达国家更倾向于通过贷款解决，这让谈判变得更加复杂。
COP30不仅是一次关于承诺与履行的检验，也可能决定未来数十年的全球气候政策走向。如果各方能够在资金分配和森林保护方面达成共识，将为实现《巴黎协定》中限制全球气温升高至1.5摄氏度的目标注入新的动力。

巴西贝伦的象征意义
将COP30设在巴西贝伦，不仅是对亚马逊保护的呼吁，也象征着发展中国家在气候治理中的重要地位。作为全球气候危机的重灾区，亚马逊雨林的命运与全球息息相关。在这片历史悠久、风景壮美的土地上，各国的决定将深刻影响未来几十年地球的命运。
COP30注定是一次意义非凡的峰会。森林保护与气候融资这两大难题是对国际合作能力的终极考验。面对气候危机，地球已经无法承受更多的拖延与分歧，唯有共识才能拯救未来。

塑料危机：联合国塑料条约的艰难谈判
塑料污染，已经成为与气候变化并列的全球性环境危机。每年，有超过3亿吨塑料被生产，其中一半为一次性产品，而仅有不到10%的塑料被成功回收。剩余的大量塑料废弃物流入海洋、土壤和空气，对生态系统和人类健康造成了深远影响。正因如此，2025年，联合国塑料条约的谈判被视为解决这一问题的关键一步，肩负着制定全球性行动框架的重任。

为什么塑料污染需要一份全球性协议？
塑料污染的本质是一个跨国界问题，单个国家的努力难以彻底解决这一危机。塑料废弃物可以通过海洋洋流和大气传播至全球各地，从偏远的北极海冰到太平洋的“垃圾岛”，无处不在。与此同时，塑料降解需要数百年，其过程中释放的微塑料和有害化学物质正逐渐渗透进我们的食物链，对生物多样性和公共健康构成威胁。因此，只有通过全球性协议，统一制定塑料生产、使用、回收及废弃物处理的规则，才能从源头遏制污染。
2024年12月的最新一轮谈判虽然未能达成最终协议，但讨论已经涉及多个核心问题，例如如何限制塑料生产、推动循环经济，以及加强对微塑料污染的监测。2025年的后续谈判将集中于制定具有法律约束力的条约，以确保各国履行减排和治理承诺。

科学如何助力塑料污染的治理？
科学技术是塑料治理的重要武器。研究人员正在开发生物可降解塑料和更高效的回收技术，以减少塑料的环境负担。例如，基于酶的塑料降解技术可以显著加速塑料分解时间，让数百年的分解过程缩短为数天甚至数小时。此外，先进的监测技术，如通过卫星追踪海洋塑料漂移路径，能够帮助决策者更精准地规划清理行动。
同时，科学研究也揭示了微塑料的深远影响。最新的研究表明，微塑料已被发现存在于深海沉积物、饮用水和人体血液中，这些数据促使公众对塑料污染问题的关注急剧上升。科学家还在开发新方法，将微塑料的环境风险转化为评估塑料治理成效的核心指标。

走向未来的塑料治理之路
联合国塑料条约的成功谈判将为全球塑料污染治理提供统一的法律和行动框架。这不仅需要各国的合作与妥协，更需要科学研究的支撑与技术创新的推动。塑料污染问题不可能一夜之间解决，但条约的签署无疑将是人类迈向更清洁、更可持续未来的重要一步。2025年，巴西贝伦或许将见证这一历史性时刻的到来。

森林与碳循环：从太空看地球生命的脉动
森林，作为地球生态系统的“绿色心脏”，在全球碳循环中扮演着不可替代的角色。它们吸收二氧化碳，释放氧气，为地球生命提供了赖以生存的空气和环境。然而，随着全球气候变化的加剧，森林的健康状况正面临前所未有的威胁。2025年，全球森林监测将迎来两项划时代的太空任务——NASA与ISRO的NISAR卫星以及ESA的Biomass任务，它们将从太空揭示森林与碳循环的奥秘，为保护地球生态系统提供科学依据。

NASA与ISRO的NISAR卫星：全球森林监测的革新
NISAR（NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar）是由美国国家航空航天局（NASA）和印度空间研究组织（ISRO）联合研发的合成孔径雷达卫星，预计于2025年发射。它将成为全球第一颗能够同时使用L波段和S波段雷达的卫星，为森林覆盖变化提供前所未有的高分辨率监测数据。NISAR计划每12天对全球陆地和冰覆盖区域进行全面扫描，其数据将极大提升森林砍伐、森林恢复以及土地利用变化的实时监测能力。
这项任务的关键在于其对森林生物量的精准测量，尤其是在热带雨林等难以监测的区域。通过监测全球森林中碳吸收与释放的动态变化，NISAR不仅能帮助科学家了解森林在减缓气候变化中的作用，还将为各国制定减排政策提供可靠依据。此外，NISAR的数据将广泛用于预测森林火灾、评估农业生产力和研究生态系统的长期演变。

ESA的Biomass任务：揭示森林碳储存的奥秘
欧洲航天局（ESA）的Biomass任务同样聚焦森林生物量的测量，但其使用的是一种独特的P波段雷达，这是全球首个专为测量森林碳储量而设计的雷达系统。Biomass的优势在于能够穿透茂密的森林冠层，直接测量树木的干物质含量，进而推算出森林的碳储量。
这一任务的科学目标是揭示森林在碳循环中的精确贡献，为全球碳平衡研究提供宝贵的数据支持。通过这项任务，科学家可以绘制出一幅详尽的全球森林碳储存地图，帮助各国评估其森林保护与碳中和目标的进展。此外，Biomass还将为应对森林退化和非法砍伐问题提供科学依据，助力全球森林治理。

从太空看地球的“生命脉动”
NISAR和Biomass任务将共同推动全球森林监测的科学革命。通过从太空精准捕捉森林的“生命信号”，它们不仅揭示了森林与碳循环的深层联系，更为保护地球生态系统提供了技术支持。在气候变化的挑战下，这些数据将帮助人类更好地理解和保护森林——这一关乎地球未来的绿色屏障。



参考文献


https://www.nature.com/articles/d41586-024-03943-9



责编|探索君
排版|探索君
转载请注明来源于【生物探索】
声明：本文仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！
查看原图 49K