自然杂志

张逸雪, 李艺柔, 蒋彬, 张晓林, 闫建斌

2025, 47(6): 419-426. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.001

摘要 ( 162 )

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紫杉醇，一种从红豆杉属植物中提取的二萜类天然产物，已成为临床应用广泛且市场需求巨大的植物源抗肿瘤药物。随着红豆杉基因组解析及合成生物学的快速发展，近年来，紫杉醇生物合成路径的关键酶鉴定与异源重构取得重要进展，突破了紫杉醇生物合成研究的关键瓶颈，为基于生物合成途径实现紫杉醇的绿色、可持续生产奠定重要基础。本文针对红豆杉基因组学分析、紫杉醇合成策略以及紫杉醇异源重构的相关研究进展进行综述。

基于里德伯原子微波电场测量的研究进展

王勤霞, 张天才

2025, 47(6): 427-436. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.05.012

摘要 ( 170 )

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微波电场在无线通信、雷达探测、导航定位和量子信息等领域发挥着重要作用，其测量灵敏度直接决定了系统对微弱信号的探测能力与应用性能。灵敏度通常用于表征测量系统对被测物理量微小变化的响应能力，是衡量测量精度与系统性能的核心指标。传统微波测量技术受限于天线尺寸、金属结构对电场的扰动及热噪声影响，难以实现对极弱信号的高精度探测。近年来，里德伯原子因其较大的电偶极矩和高极化率，对微波电场表现出极高的敏感性，可显著提升测量系统对微弱电场的响应能力，突破传统技术的性能瓶颈，展现出广阔的应用前景。本文系统综述了基于里德伯原子的微波电场测量技术的基本原理与研究进展，重点介绍了灵敏度提升的物理机制、关键实验突破及腔增强等新兴方法，并分析了当前面临的挑战与未来的发展方向，以期为相关研究与应用提供参考。

机器意识与具身智能

张晓林, 王开放

2025, 47(6): 437-445. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.003

摘要 ( 93 )

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具身智能指赋予人工智能以物理身体来增强其实践交互能力。然而研究者长期回避“机器意识”的讨论以避免争议。随着大语言模型(如ChatGPT和DeepSeek等)展现出对环境与身体交互的渴求，“机器意识”已成为不可回避的前沿课题。本文认为机器意识——即人工智能对自身内部状态及外部环境的觉知能力——是自主适应决策的关键。文章探讨了机器意识与具身智能的内在联系，并借鉴生物学中关于意识模块化和无意识过程的研究，提出类脑的“意识空间”框架，用于融合多模态感知，进行内部模拟与情境推理。本文进一步阐述了意识对决策生成的支撑作用以及决策执行对意识价值的验证，最后展望了未来在多模态统一意识空间建模、主动推断式学习以及机器伦理控制等方向的研究前景。

调节性T细胞介导外周免疫耐受——2025年诺贝尔生理学或医学奖评述

杜筱林, 彭程, 李斌

2025, 47(6): 446-453. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.004

摘要 ( 324 )

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2025年诺贝尔生理学或医学奖授予在调节性T细胞(Treg)研究领域作出开创性贡献的三位科学家，相关工作揭示了机体外周免疫耐受的核心机制。机体免疫系统在病原体清除、组织损伤修复和自身耐受维持之间构成精妙平衡。当Treg细胞稳定性、可塑性及组织特异性因分子机制紊乱、调控网络失衡或外源性因素冲击而失调时，将引起机体免疫失衡，进而诱发自身免疫性疾病。对Treg基础及临床研究的深入，有望实现对机体免疫动态平衡的精准调控，让更多患者受益。

他们抓住了“薛定谔的猫”——2025年诺贝尔物理学奖与宏观量子奇迹

杨磊, 周士杰, 丁泳程, 江奕骏

2025, 47(6): 454-460. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.005

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2025年诺贝尔物理学奖授予约翰•克拉克(John Clarke)、米歇尔•德沃雷(Michel H. Devoret)和约翰•马蒂尼斯(John M. Martinis)，以表彰他们在宏观电路中首次实验发现“量子隧穿”与“能量量子化”的奠基性贡献。他们的研究将著名的“薛定谔的猫”思想实验变为现实。通过厘米尺度的超导电路，他们成功捕捉到由数十亿电子对协同形成的宏观量子叠加态。实验不仅观测到该宏观系统如拥有“穿墙术”般穿越经典势垒(量子隧穿)，并揭示其能量如楼梯台阶般是分立的(能量量子化)。这项工作彻底打破了量子现象仅存在于微观世界的界限，为超导量子计算技术奠定了坚实的物理与实验基础。如今，以他们开创的约瑟夫森结为核心构建的量子比特，正驱动着谷歌、IBM等公司的量子处理器，标志着人类从“观察量子”迈向“建造量子”的新时代。

金属有机框架材料的发展历程——浅谈2025年诺贝尔化学奖

张嘉琦, 章跃标

2025, 47(6): 461-468. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.006

摘要 ( 153 )

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2025年诺贝尔化学奖授予日本京都大学北川进(Susumu Kitagawa)、澳大利亚墨尔本大学理查德•罗布森(Richard Robson)和美国加利福尼亚大学伯克利分校奥马尔•亚吉(Omar M. Yaghi)，以表彰他们在金属有机框架(metal-organic framework, MOF)发展方面的贡献。文章主要介绍了MOF材料的发展历程、代表性成果和展望。

古生物学与地层学大数据及其应用

徐洪河, 刘炳材, 王凯

2025, 47(6): 469-476. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.007

摘要 ( 78 )

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古生物学与地层学是地球科学领域的传统学科，也是基础学科，以岩石、地层和化石为研究对象，以认识生命演化、开展地质调查为研究目的。随着信息时代的到来，大数据相关的理念、方法与技术已经融入并深刻改变着古生物学与地层学的发展。古生物学与地层学数据体量大，类型多样，专业性强，应用门槛高。近年来，大数据在古生物学与地层学研究中得到广泛应用，基于数据分析的研究也逐渐开展，在古生物多样性、形态空间、时空分布、网络关系、地层的高分辨率对比、古地理重建、古生态系统演化、机器视觉、三维形态与功能重建等领域取得让人耳目一新的认识。这些研究积极推动着定量化甚至数据驱动的古生物学与地层学的发展。

纳米层状Al_xCoCuFeNi高熵合金强度和塑性的分子动力学模拟

陈兆彦, 林星睿, 孙雅轩, 张文宇, 刁可欣, 钱文星, 王乙同, 陈帅

2025, 47(6): 477-487. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.015

摘要 ( 70 )

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在高熵合金的设计中，纳米层状结构与其力学性能之间的关联是一个至关重要的考量因素。深入理解这一关系有助于优化合金性能，从而满足特定应用需求。本文研究了具有不同纳米层状结构的Al_xCoCuFeNi高熵合金的力学性能，构建出一种高铝(H_Al)和低铝(L_Al)浓度层交替排列的高熵合金纳米层状结构。采用分子动力学模拟方法，详细研究了该结构的力学性能。研究结果表明，在Al_xCoCuFeNi高熵合金中，影响材料强度和进入塑性区域的关键因素是H_Al层的Al含量。在H_Al层的Al含量不变的情况下，随着L_Al层Al含量增加塑性应变平台长度呈现缩短趋势，材料会更早进入失效区域。同时，本文还探究了塑性区应力平台斜率的影响因素及塑性区出现应力平台的原因。结果表明，位错的穿层现象是影响塑性区应力平台斜率正负的重要因素，而应力平台的产生主要受合金各层之间Al含量差异的影响。这项工作能为纳米层状高熵合金的设计提供指导。

探秘沙漠微生物——从多样性到开发应用

董雷, 韩嘉瑞, 李帅, 蒋宏忱, 连文慧, 黄杰, 李梅香, 李文均

2025, 47(6): 488-496. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.05.013

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沙漠作为典型的极端生态系统，孕育了具有卓越环境适应性与开发潜力的独特微生物群落。本文系统综述了沙漠微生物多样性、功能机制与资源利用的研究进展。通过整合高通量测序、多组学与培养技术创新，揭示了微生物在极端胁迫下的适应策略，并构建了“多样性—功能—开发”一体化研究框架。研究显示，沙漠微生物代谢产物涵盖抗菌、抗肿瘤及抗辐射等活性化合物，在医药、农业和工业领域具有广阔的应用前景，在碳氮循环、生态修复及响应全球变化中也扮演关键角色。传统培养限制了大量“微生物暗物质”的挖掘，而跨学科技术融合正逐步突破该瓶颈。未来研究应聚焦于资源库建设、功能基因挖掘与绿色生物技术转化，为应对全球挑战提供科技支撑。

SMILE术后干眼及相关机制研究进展

武静, 张朝阳, 张敬法

2025, 47(6): 497-503. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.010

摘要 ( 82 )

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近年来，飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(femtosecond laser small incision lenticule extraction, SMILE) 以其微创、舒适、安全有效的特点逐渐成为屈光矫正的主流手术之一。然而，与其他屈光矫正手术类似，患者SMILE术后也存在干眼症状，严重者可导致患者视觉质量下降。术中角膜神经损伤是导致患者术后干眼的主要原因。此外，炎症介质产生、黏蛋白分泌减少和睑板腺功能障碍等病理机制导致泪膜中水样层和脂质层分泌不足和眼表润滑度下降，加重泪膜不稳定和术源性干眼症。本文主要阐述SMILE术后干眼临床特点和发生机制，并探讨SMILE应用于既往干眼症患者的安全性和有效性，以期为患者提供更好的视觉质量。最后，本文就SMILE围手术期干眼症的预防和治疗进行了展望。

冰与海的千年对话：揭秘全新世海平面变化的奥秘

安成邦

2025, 47(6): 504-508. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.05.011

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科学家通过研究北海海底的泥炭层，揭开了1万多年前海平面剧烈波动的秘密。这些泥炭就像地球的“历史录像带”，记录着冰盖融化如何改变世界。通过放射性碳定年、X射线荧光扫描与硅藻化石分析的“三重解码”技术，研究人员发现冰盖消融是海平面变化的主因：北美巨型冰盖(覆盖加拿大)融化导致海平面上升20 m以上；南极冰盖也贡献了8 m，证明它比想象中更脆弱。约10 300年前，海平面每年上涨9 mm(比现在快3倍)。8 300年前，北美冰湖突然溃坝，34天内向海洋注入的淡水让海平面涨高半米，引发持续200年的全球降温。冰盖融化后，被压数万年的地壳像弹簧一样回弹，导致北欧陆地每年抬升9 mm。北海“多格兰陆桥”的生态崩溃与人类迁徙案例，为预测现代三角洲湿地的命运提供了参照模板。

戴森关于杨振宁的最后陈述：“比肩爱因斯坦和狄拉克的少数几人之一”

施郁

2025, 47(6): 509-514. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2025.06.012

摘要 ( 86 )

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本文讨论了戴森和杨振宁的学术道路，他们各自给予对方的评价，同时讨论了他们和其他物理学家的一些互动，特别是在普林斯顿高等研究院与院长奥本海默的互动，杨振宁晋升为教授时，费米、奥本海默、维格纳的评价，以及戴森晚年对狄拉克、费曼、费米、盖尔曼等人的回忆。

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