太陽活動通過電磁輻射、高能粒子流及等離子體拋射等方式，對人類的生存環(huán)境和高技術(shù)系統(tǒng)的安全有極為重要的影響。中國太陽物理研究長期處于國際前沿，尤其是近年來，“羲和號”、“夸父一號”衛(wèi)星、一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡、明安圖射電頻譜日像儀等一批自主研發(fā)的太陽觀測設(shè)備相繼投入觀測，推動中國科學(xué)家在太陽磁場精細(xì)結(jié)構(gòu)、太陽活動（如耀斑、日冕物質(zhì)拋射）觸發(fā)機(jī)制與演化規(guī)律等方面取得多項突破，顯著推動了太陽物理學(xué)科的發(fā)展，提升了人類對太陽活動的認(rèn)知和預(yù)報能力。

《科技導(dǎo)報》2025年第16期推出了“太陽物理前沿和進(jìn)展專題”。

卷首語

中國的空間“探日”時代

作者：汪景琇

作者信息：中國科學(xué)院院士，中國科學(xué)院大學(xué)資深講席教授，中國科學(xué)院國家天文臺研究員。

摘要：當(dāng)今太陽物理學(xué)不再局限于研究太陽自身，已擴(kuò)展到包含太陽-地球-行星際空間作為整體的結(jié)構(gòu)和演化的科學(xué)領(lǐng)域。

科技新聞

前沿動態(tài)

• 從恐龍到芯片見證中國基礎(chǔ)研究3條曲線

• 芳樟醇在密植田里激發(fā)跨代抗性

• 給需要測序的細(xì)胞安排納米“座位號”

• 室溫一步法將混合塑料煉成高標(biāo)號汽油

• 用熒光可視化測量“界面酸堿度”

• 千幀每秒顯微成像開辟觀察生命動態(tài)新路徑

• 納米酶換擋實現(xiàn)全血葡萄糖、多巴胺檢測

• 從世界機(jī)器人大會看具身智能進(jìn)度條

• 世界最大人工硐室儲氣原位平臺完成18 MPa循環(huán)試驗

卓越亮點

• 生物質(zhì)借助“分子篩卡位”實現(xiàn)百分百選擇性

• 塔克拉瑪干沙漠受氣候影響恐再頻發(fā)洪水轉(zhuǎn)化

深度報道

• AI生成的文本在研究論文中呈上升趨勢

• Science對微軟量子計算研究的更正重新引發(fā)討論

科技評論

“自動—自主—自我”是機(jī)器人進(jìn)化發(fā)展路徑？

作者：方斌1，杜佳桐1，劉華平2

1 北京郵電大學(xué)人工智能學(xué)院

2 清華大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系

摘要：聚焦機(jī)器人從“自動—自主”邁向“自我”技術(shù)進(jìn)化的發(fā)展歷程。機(jī)器人經(jīng)歷了工業(yè)自動化和協(xié)作自主化，正邁向新一代具身智能機(jī)器人即“自我化”的發(fā)展階段。只有具備一定的認(rèn)知能力及智能邊界感，機(jī)器人才能更有效地服務(wù)人類。探討了自動化、自主化和自我化的機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)涵，分析了機(jī)器人自我化的關(guān)鍵技術(shù)，對比了3個不同階段的特征。機(jī)器人邁向“自我化”的征途仍面臨技術(shù)瓶頸、倫理與社會的重構(gòu)壓力、法律框架的滯后等挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)指明了未來10年的進(jìn)化方向。在技術(shù)突破層面，神經(jīng)符號融合架構(gòu)興起；應(yīng)用場景的深化更具人文意義；具身智能生態(tài)圈的構(gòu)建正在加速；治理機(jī)制的進(jìn)化令人期待；機(jī)器人自我化的終極意義在于拓展智能的邊界?！白晕一辈粌H是機(jī)器人技術(shù)上的突破，更是對未來機(jī)器人與人類之間的發(fā)展關(guān)系具有深遠(yuǎn)影響。

本刊專稿

太陽磁活動周的觀測、理解與預(yù)報

作者：李秉航1,2，羅昱琨1,2，姜杰1,2*，汪景琇3

1 北京航空航天大學(xué)空間與地球科學(xué)學(xué)院

2 工業(yè)和信息化部空間環(huán)境監(jiān)測與信息處理重點實驗室

3 中國科學(xué)院國家天文臺

摘要：總結(jié)了以太陽黑子為代表的太陽磁活動周的觀測特征，闡明了太陽內(nèi)部等離子體流場與磁場的相互作用是太陽磁場產(chǎn)生周期性變化的原因；概述了產(chǎn)生太陽磁活動周的物理基礎(chǔ)，即極向磁場與環(huán)向磁場在流場的作用下互相產(chǎn)生的磁流體力學(xué)發(fā)電機(jī)過程；總結(jié)了基于觀測建立起的 Babcock?Leighton 型運動學(xué)發(fā)電機(jī)模型和表面磁通量輸運模型取得的進(jìn)展，包括環(huán)向磁場赤道向遷移模式的產(chǎn)生機(jī)制和隨機(jī)性與非線性在太陽表面磁場演化中的重要性等。指出了太陽磁活動周的物理預(yù)報相對其他預(yù)報方法的重要性；介紹了中國學(xué)者在太陽磁活動周領(lǐng)域的貢獻(xiàn)與領(lǐng)先優(yōu)勢，同時給出了當(dāng)前亟待解決的問題，如太陽極區(qū)的物理體征和環(huán)向場的產(chǎn)生位置等。

特色專題：太陽物理前沿和進(jìn)展

“羲和號”衛(wèi)星在軌運行和研究進(jìn)展

作者：李川1,2，方成1，丁明德1，李臻1，邱曄2，饒世豪1，陳鵬飛1，戴煜1，程鑫1，郭洋1，張偉3,4，程衛(wèi)強(qiáng)4，尤偉3，陸希3，陳建新3，韓誠山5，劉強(qiáng)5

1 南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院

2 南京大學(xué)深空探測科學(xué)與技術(shù)研究院

3 上海衛(wèi)星工程研究所

4 上海航天技術(shù)研究院

5 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所

摘要：基于超高指向精度和超高穩(wěn)定度的新型衛(wèi)星平臺，中國首顆太陽探測科學(xué)與技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”搭載的科學(xué)載荷 Hα 成像光譜儀在國際上首次實現(xiàn)了太陽 Hα 波段光譜成像的空間觀測，像元光譜分辨率 0.024 ?，全日面掃描時間 46 s，空間分辨率 1.2＂。論述了利用“羲和號”的高質(zhì)量科學(xué)數(shù)據(jù)，國內(nèi)外學(xué)者在太陽活動的低層大氣動力學(xué)過程，太陽暗條的形成、演化和爆發(fā)，以及太陽和恒星爆發(fā)的比較研究中取得的系列原創(chuàng)科學(xué)成果。

“夸父一號”（ASO-S）衛(wèi)星早期成果概述

作者：甘為群1,2，蘇楊1，封莉1，黃宇1，黎輝1，蘇江濤3，李瑛1，劉鎖3

1 中國科學(xué)院紫金山天文臺暗物質(zhì)與空間天文院重點實驗室

2 中國科學(xué)院大學(xué)南京學(xué)院

3 中國科學(xué)院國家天文臺

摘要：“夸父一號”衛(wèi)星（ASO?S）是中國首顆綜合性太陽探測專用衛(wèi)星，在軌測試和試運行近 1 年，2023 年 9 月底正式進(jìn)入科學(xué)運行階段。以“夸父一號”衛(wèi)星的 3 臺載荷數(shù)據(jù)利用為主線，重點介紹了衛(wèi)星科學(xué)運行不到一年半時間（截至 2025 年 2 月）所取得的初步觀測研究成果：β 型黑子衰減的磁對消作用、耀斑硬 X 射線準(zhǔn)周期震蕩的綜合診斷、雙視角硬 X 射線成像聯(lián)合分析、360 nm 白光耀斑的觀測特性、Lyα 卡林頓圖等。未來，使用 ASO-S 觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合國內(nèi)外其他先進(jìn)太陽觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可聯(lián)合開展多波段乃至立體觀測研究，有望在“一磁兩暴”的本質(zhì)及關(guān)聯(lián)性方面取得重要進(jìn)展。

一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡10年成果及展望

作者：閆曉理1,2，楊麗恒1,2，王金成1,2，薛志科1,2，徐喆1,2

1 中國科學(xué)院云南天文臺

2 云南省太陽物理與空間目標(biāo)監(jiān)測重點實驗室

摘要：介紹了中國科學(xué)院云南天文臺澄江撫仙湖一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡（NVST）的觀測系統(tǒng)，總結(jié)近10 年來國內(nèi)外科研人員利用 NVST 觀測數(shù)據(jù)在磁重聯(lián)的觀測特征及其精細(xì)物理過程、太陽暗條結(jié)構(gòu)及其形成和演化、日珥的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其動力學(xué)演化、太陽小尺度活動、光球活動的精細(xì)物理過程、圖像處理與特征識別方法等方面開展的亮點科研工作。展望了未來國內(nèi)外地基大口徑太陽望遠(yuǎn)鏡可能解決的日冕加熱、局地發(fā)電機(jī)、太陽爆發(fā)活動觸發(fā)機(jī)制等科學(xué)問題。

實現(xiàn)三維射電成像的明安圖射電頻譜日像儀研究進(jìn)展

作者：顏毅華1,2,3，王威1,2，陳林杰1,2，陳志軍1，耿立紅1，李沙1，蘇倉1，杜靜1，周志超1，譚程明1，馬素麗1

1 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心，太陽活動與空間天氣全國重點實驗室

2 中國科學(xué)院國家天文臺

3 中國科學(xué)院大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院

摘要：闡述了國際太陽射電研究具有在更寬頻帶上實現(xiàn)射電頻譜成像的發(fā)展趨勢，指出了太陽射電觀測的重要性和獨特性。研制并建設(shè)了中國明安圖射電頻譜日像儀，以開展太陽大氣中爆發(fā)活動的寬頻帶連續(xù)譜?像結(jié)合的三維射電成像研究。展示了太陽射電觀測和三維射電成像結(jié)果及其在太陽物理和空間天氣中的重要作用，指出了明安圖射電頻譜日像儀可重點研究驅(qū)動太陽爆發(fā)的日冕磁場結(jié)構(gòu)特征、太陽風(fēng)的起源及其加速機(jī)制等多類問題，并有望探究太陽爆發(fā)活動在行星際空間的傳播規(guī)律、三維日球?qū)咏Y(jié)構(gòu)特征等重要科學(xué)問題。

2024年5月太陽活動區(qū)13664磁場演化及其極端空間天氣事件研究綜述

作者：周桂萍1,2，周振軍3，張小凡1,2，林偉1,2，萬慶濤1,2

1 中國科學(xué)院國家天文臺太陽物理研究部

2 中國科學(xué)院大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院

3 中山大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院

摘要：2024 年 5 月 10—11 日，太陽活動區(qū)（AR）13664 爆發(fā)了自卡林頓事件（1859 年）以來最強(qiáng)的太陽風(fēng)暴事件之一，引發(fā)了 G5 級地磁暴（地磁擾動指數(shù)達(dá)?412 nT）和全球范圍的極光現(xiàn)象。AR 13664 呈現(xiàn)致密復(fù)雜的磁場分布，伴隨快速磁場演化與高活動性，如豐富的磁場浮現(xiàn)、拓?fù)渲貥?gòu)與產(chǎn)生多個耀斑和日冕物質(zhì)拋射（CME）等。由此 AR 13664 是否代表強(qiáng)烈太陽爆發(fā)的能量積累和釋放的典型過程，使其成為研究磁場復(fù)雜度、能量存儲與釋放機(jī)制、強(qiáng)烈太陽爆發(fā)成因的理想對象。綜述了目前相關(guān)研究成果，聚焦基于多波段觀測、磁流體力學(xué)建模和非線性無力場外推，揭示 AR 13664 從磁通量浮現(xiàn)到近地空間響應(yīng)的全鏈條物理過程。圍繞 AR 13664 的研究結(jié)果表明：（1） 該活動區(qū)表現(xiàn)出極高的磁通量浮現(xiàn)速率，峰值可達(dá) 2.2×1022 Mx/d，迅速形成復(fù)雜的 βγδ 型磁結(jié)構(gòu)，總無符號磁通量高達(dá) 1.35×1023 Mx，為能量的高效存儲奠定了磁拓?fù)浠A(chǔ)；（2） 磁拓?fù)浞治鼋Y(jié)果表明，磁能釋放過程與準(zhǔn)分割面（QSL）及多重電流片的演化高度相關(guān)，揭示了局部非勢能區(qū)的能量釋放機(jī)制；（3） 多階段磁剪切過程被清晰觀測到，表明磁繩結(jié)構(gòu)的逐步形成與不穩(wěn)定性增強(qiáng)，與隨后爆發(fā)的 12 次 X 級耀斑和多個暈狀CME 密切相關(guān)；（4） 相關(guān) CME 具有跨赤道日面源區(qū)大尺度結(jié)構(gòu)，在日地空間快速傳播，最快投影速度超過 2000 km/s，其行星際結(jié)構(gòu)在 1 AU 處表現(xiàn)為強(qiáng)烈的南向磁場（行星際磁場 z 軸分量 Bz 最小達(dá)到?50 nT），對地球磁層造成劇烈沖擊，誘發(fā)強(qiáng)磁暴和電離層擾動過程。這些研究系統(tǒng)描繪了極端空間天氣事件從太陽源頭到近地空間的全鏈條演化過程，為太陽爆發(fā)的觸發(fā)、能量積累釋放，以及傳播機(jī)制提供了創(chuàng)新性理解，為建立更加準(zhǔn)確和可預(yù)報的空間天氣模型提供了重要的研究基礎(chǔ)。

2024年5月特大地磁暴的首個太陽爆發(fā)觸發(fā)過程研究

作者：宿英娜1,2，歐雨迪1,2，張瀟文3，萬雙峰1,2，滕偉霖1,2，季海生1,2

1 中國科學(xué)院紫金山天文臺暗物質(zhì)與空間天文重點實驗室

2 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院

3 加利福尼亞大學(xué)伯克利分校文理學(xué)院

摘要：重點研究了 2024 年 5 月 10—11 日特大地磁暴事件的系列太陽爆發(fā)的“先鋒官”，即發(fā)生在5 月 8 日的 X1.0 級耀斑的觸發(fā)過程。多波段觀測顯示，該事件的太陽源區(qū)包含 2 個密不可分的活動區(qū) AR13668 和 AR13664?；顒雍诵膮^(qū)存在 4 個暗條，相應(yīng)的高溫波段表現(xiàn)為 4 組亮的熱冕環(huán)結(jié)構(gòu)，對應(yīng)非線性無力場模型中的 1 個扭纏磁繩和 3 個弱扭纏的剪切磁拱。分析 X1.0 級耀斑的復(fù)雜觸發(fā)過程，發(fā)現(xiàn)其伴隨 2 個 M 級耀斑和 2 個熱通道的爆發(fā)。發(fā)生在第 1 個 M 級耀斑期間的熱通道 HC1 的爆發(fā)為熱通道 HC2 形成后便迅速進(jìn)入快速上升相提供了有利條件，而 HC2 的快速上升又推進(jìn)了HC1 的快速爆發(fā)，最終二者合并為一體成功拋出后，形成一個暈狀日冕物質(zhì)拋射。多波段觀測和非線性無力場聯(lián)合分析表明，熱通道 HC2 的形成是光球磁對消引發(fā)的 2 組剪切磁拱的韁繩截斷磁重聯(lián)所致，該過程發(fā)生在第 2 個 M 級耀斑期間，隨后熱通道 HC2 的快速上升觸發(fā)了 X1.0 級耀斑的開始。揭示了 2024 年 5 月特大地磁暴的首個日面爆發(fā)觸發(fā)的復(fù)雜過程，即多個耀斑和熱通道爆發(fā)的耦合，推動對極端空間天氣事件日面爆發(fā)的觸發(fā)過程的深入理解。

研究論文

基于多通信半徑最小跳數(shù)優(yōu)化與跳距加權(quán)修正的DV-Hop定位算法

作者：張烈平1，黃自晨2，尹亞夢2，譚銘揚2，王守峰3

1 桂林航天工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院

2 廣西高校先進(jìn)制造與自動化技術(shù)重點實驗室（桂林理工大學(xué)）

3 桂林理工大學(xué)南寧分校電氣與電子工程系

摘要：針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點應(yīng)用傳統(tǒng) DV?Hop 定位算法時存在最小跳數(shù)值誤差和平均跳距誤差較大的問題，提出了基于多通信半徑最小跳數(shù)優(yōu)化與跳距加權(quán)修正的 DV?Hop 定位算法。采用錨節(jié)點通信半徑多級數(shù)分層的方法，減少了未知節(jié)點最小跳數(shù)選取的誤差。通過加權(quán)平均跳距的方式進(jìn)一步降低了因不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致的錨節(jié)點與未知節(jié)點之間距離計算的誤差。最后，未知節(jié)點通過最小二乘法計算自身坐標(biāo)。MATLAB 仿真結(jié)果表明，通過對上述 2 個步驟的改進(jìn)，在多種模擬環(huán)境中提出的 DV?Hop 定位算法相較傳統(tǒng) DV?Hop 算法及有關(guān)文獻(xiàn)算法具有更高的定位精度。

高維雙場量子密鑰分發(fā)提升電力系統(tǒng)安全性

作者：韓嘉佳1，湯億則1，戴樺1，徐思聰2，呂玉祥2，馬海強(qiáng)3*

1 國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院

2 安徽繼遠(yuǎn)軟件有限公司

3 北京郵電大學(xué)理學(xué)院

摘要：采用偏振和縱向動量耦合對單光子進(jìn)行高維量子編碼，使光子能夠攜帶 2 比特信息且僅受到單邊信道衰減。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng) 2 維協(xié)議相比，該協(xié)議的安全碼率提升近 1 個數(shù)量級，并且能夠突破無中繼密鑰率傳輸距離的限制，同時量子比特誤碼率僅為 0.04。該解決方案顯著提高了無線公網(wǎng)電力系統(tǒng)的安全性，為可靠的電力傳輸和數(shù)據(jù)通信提供了新的選擇。

基于沉積相模式的濁積巖五維地震預(yù)測方法——以濱南-利津地區(qū)為例

作者：郭志揚，張偉忠，亓亮，張云濤，沈正春，吳明榮，婁鳳芹

中國石油化工集團(tuán)有限公司勝利油田分公司物探研究院

摘要：根據(jù)濱南?利津地區(qū)濁積巖的發(fā)育位置、距離物源遠(yuǎn)近及流動狀態(tài)的不同，開展了濁積巖類型劃分，建立了濁積巖沉積模式，并利用五維地震數(shù)據(jù)預(yù)測了濁積巖有利發(fā)育區(qū)。研究結(jié)果表明：研究區(qū)發(fā)育陡坡近源構(gòu)造坡折型、陡坡遠(yuǎn)源濁流型、陡坡遠(yuǎn)源碎屑流型和緩坡遠(yuǎn)源濁流型 4 種不同沉積模式的濁積巖，且其巖性、測井相、地震反射特征及發(fā)育位置均存在不同。順物源方向進(jìn)行地震數(shù)據(jù)疊加可以更好地描述濁積巖沿長軸方向的展布范圍，垂直物源方向可以描述濁積巖短軸方向的邊界。不同方位疊加數(shù)據(jù)體的疊合屬性和乘積屬性均能反映濁積巖的最大范圍；而差值屬性能夠更清晰反映濁積巖的邊界。

政策建議

SpaceX與美國政府合作機(jī)制解析及啟示

作者：盧俊先，喬笑斐*，高策

山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究所

摘要：以 SpaceX 公司和美國政府作為研究對象，從合作的角度出發(fā)，分析雙方政府的多面塑造與SpaceX 的多維對接，政府的全方位支持與 SpaceX 的多領(lǐng)域反哺，政府的 3 大扶持與 SpaceX 的 3 大回饋。基于分析結(jié)果，提出了搭建適當(dāng)?shù)暮献髌脚_、試點合同外包制模式、強(qiáng)化政企雙方在產(chǎn)業(yè)鏈上的協(xié)作等多條政策建議，以期能為中國航天領(lǐng)域的政企合作提供一些有益的啟示和借鑒。

科技人文

學(xué)高為師，身正為范——記我的老師佟振合院士

作者：宋愷

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所

摘要：在化學(xué)界的相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)，佟振合院士是許多人眼中令人尊敬的前輩，也是溫和寬厚的長者。敘述了佟振合院士與學(xué)生及他人在工作和生活中相處的溫暖細(xì)節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)與審慎篤實的科研態(tài)度，展現(xiàn)了他關(guān)愛后輩、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、勇于創(chuàng)新、無私奉獻(xiàn)的科學(xué)家精神。

內(nèi)容為【科技導(dǎo)報】公眾號原創(chuàng)，歡迎轉(zhuǎn)載

白名單回復(fù)后臺「轉(zhuǎn)載」

《科技導(dǎo)報》創(chuàng)刊于1980年，中國科協(xié)學(xué)術(shù)會刊，主要刊登科學(xué)前沿和技術(shù)熱點領(lǐng)域突破性的研究成果、權(quán)威性的科學(xué)評論、引領(lǐng)性的高端綜述，發(fā)表促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、完善科技管理、優(yōu)化科研環(huán)境、培育科學(xué)文化、促進(jìn)科技創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化的決策咨詢建議。常設(shè)欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、專稿專題、綜述、論文、政策建議、科技人文等。