本文来自微信公众号： 生态学时空 ，作者：将相和2019，原文标题：《Nature周刊2026年度值得关注技术榜单【一起读顶刊 | Nature-2604】》
Nature周刊每年值得关注技术榜单，堪称全球科技的风向标——它不追转瞬即逝的热点，只聚焦那些能真正改变人类生活、推动科学进步的硬核创新。2026年的最新榜单出炉，七大技术涵盖医疗、能源、AI、探索等多个领域，从猪器官移植救人到AI精准预测飓风，从量子计算突破到深海探测，每一项都颠覆想象，预示着一个更智能、更健康、更广阔的未来。
一、异种移植：猪器官成人类救命替补，器官短缺将成过去？
每天，全球有数十人在等待器官移植的过程中离世，更有无数患者连等待名单都挤不进去。器官短缺，是医学界长期无解的痛。而2026年，“异种移植”技术的突破，让猪器官成为人类器官的“替补选项”，彻底打开了新可能。
猪的器官大小、功能和人类高度相似，本是理想的移植来源，但最大的难题是“免疫排斥”——猪细胞表面的α-半乳糖会引发人类强烈的免疫反应，导致移植失败。直到CRISPR-Cas9基因编辑技术出现，科学家才找到破解之道。
2024年，美国医生完成了首例猪肾脏移植到活人的手术：这头猪经过69处基因修饰，敲除了引发排斥的抗原和休眠病毒，还插入了人类基因防止凝血和炎症。患者存活了52天，最终因无关心脏问题离世；后续中美患者的猪肾移植，病情稳定超过8个月，几乎追平了1964年黑猩猩肾脏移植的存活纪录。
不止是肾脏，2022年猪心脏移植患者存活60天，2025年中国团队更是完成了猪肝脏、肺脏移植到脑死亡患者的手术——这意味着，未来猪器官不仅能为等待人类捐赠的患者争取时间，甚至可能成为长期解决方案。“我们能个性化改造猪器官，让它避开人体免疫系统的识别。”研究负责人的这句话，让无数患者看到了希望。
2022年，首次将工程猪心脏移植到人体内。来源：马里兰大学医学院/ZUMA/Alamy
二、AI气象学：提前10天精准预测飓风，天气预报不再靠猜
你是否经历过天气预报说晴天，出门却下暴雨的尴尬？传统天气预报依赖复杂的物理模型，误差大、时效短，尤其是极端天气，往往只能提前几天预警。但2026年，AI彻底改写了气象预测的规则。
人工智能模型正在推进天气预报。来源：CSU/CIRA和NOAA
2025年10月，谷歌DeepMind的AI模型提前数天就精准预判出梅丽莎飓风将升级为5级强飓风，并准确勾勒出它穿越加勒比海的轨迹，为防灾减灾争取了关键时间——而旧模型完全没做到这一点。这背后，是AI对海量数据的超强处理能力。
中国华为云的盘古气象模型更是厉害，把预报速度提升了10000倍；剑桥大学团队开发的Aardvark模型，甚至能在办公室台式机上运行，接收卫星、气象站的原始数据后，直接给出10天内的本地化精准预报，准确率不输专业超级计算机。更有AI模型能模拟大气、海洋超过一千年的变化，为应对气候变化提供强大工具。
未来，不仅飓风、暴雨能提前精准预警，就连空气质量趋势、气旋轨迹都能被AI牢牢掌控，农业、航空、城市防灾都将迎来精准时代。
三、新一代核能：小型反应堆+核聚变，AI时代的能源心脏
AI、数据中心的爆发式增长，让全球电力需求激增——国际能源署预测，到2030年，数据中心的能源需求每年将增长15%。而传统火电污染大、水电风电受地域限制，新一代核能技术的崛起，正成为清洁高效的能源答案。
1.小型模块化反应堆（SMR）：灵活又安全
这种反应堆发电量可达500兆瓦，虽不及传统裂变反应堆的一半，但足以供应数十万户家庭，而且体积小、建设周期短、安全性高。中国、俄罗斯已拥有运行中的SMR，全球至少100个项目在推进，加拿大的一个项目预计2029年就能投产。它能就近为数据中心、城市供电，彻底摆脱对大电网的依赖。
2.核聚变：终极清洁能源来了
被喊了几十年“还要10年”的核聚变，2026年终于逼近现实。2022年，美国实验室实现了核聚变净能量产出（产出大于输入）；2023年，欧洲联合环装置5秒内产生的能量能供1.2万户家庭用电；德国的新型反应堆更是实现了43秒持续运行；俄罗斯和中国已经拥有运行中的小型模块化反应堆，目前全球至少有100个相关项目正在考虑或开发中。
小型模块化反应堆，如中国的玲珑一号，为核能发电提供了一种低成本、快速建造的选择。图片来源：罗云飞/中新社/VCG/Getty
核聚变用海水里的氘作燃料，不产生长寿命核废料，无核泄漏风险，堪称终极清洁能源。虽然商业应用还需20年，但科学家乐观表示：为了廉价、安全、充足的能源，20年一点也不长。
四、光学显微镜大脑图谱：给大脑画地图，破解神经奥秘
人类大脑有千亿个神经元，它们之间的连接比宇宙星系还复杂。过去，科学家靠电子显微镜绘制大脑连接组，但不仅成本高，还无法解读细胞类型、神经递质等关键信息——就像只画出了公路网，却不知道路上跑的是什么车。
神经连接可以被精确地成像。来源：Allen Institute
2026年，光学显微镜连接组学（LICONN）技术解决了这个难题。它先把大脑组织固定在水凝胶中均匀膨胀，让生物分子分离并变透明，再用蛋白质特异性标记，通过普通共聚焦显微镜就能看清纳米级细节，还能分类突触、识别细胞类型。
更厉害的是，有公司给小鼠神经元贴条形码——通过基因修饰让每个细胞表达独特的蛋白质组合，再用荧光抗体解码，能实现无误差的神经元追踪，甚至有望绘制整个小鼠大脑的连接组。未来，人类破解阿尔茨海默病、自闭症等神经疾病的奥秘，将迈出关键一步。
五、极端环境探索：上天入地，解锁地球与宇宙的真相
科学家的使命，就是突破极限——2026年，两大超级装备让我们既能深入宇宙深处，也能探秘深海底部。
1.薇拉·C·鲁宾天文台：给南天球拍全家福
这座位于智利安第斯山脉的天文台，配备32亿像素的超级相机，将在10年内对南天球每个点观测800次，预计编目200亿个星系和近200亿颗恒星——编目的天体数量比地球上的人口还多。它能勘测威胁地球的小行星，还能验证暗能量是否存在，帮人类解开宇宙加速膨胀的奥秘。
智利的维拉·C·鲁宾天文台将在十年内拍摄整个南方的天空。图片来源：RubinObs/NSF/DOE/NOIRLab/SLAC/AURA/Hernan Stockebrand
2.奋斗者号：潜入10909米深海，活捉超深渊生物
地球深海的超深渊带（海平面下6公里以上）栖息着无数奇特生物，但过去靠渔网拖网，捞上来的都是死体，还不知道具体来源。中国的奋斗者号潜水器用耐压钛合金打造，能下潜到10909米的马里亚纳海沟底部，配备的精密机械臂能现场采集活体样本。
科学家已经用它研究了超深渊带端足类甲壳动物的种群遗传，亲眼看到自己研究的动物活着，那种兴奋难以言表。未来，更多深海未知生物和生态奥秘，将被一一揭开。
科学家们乘坐奋斗号潜水器前往海洋最深处。图片来源：Long Lei/新华社/Alamy
六、mRNA疗法：不止新冠疫苗，还能抗癌、治遗传病
提到mRNA技术，大家先想到的是新冠疫苗——据估计，它至少挽救了250万人的生命。但2026年，mRNA疗法的潜力彻底爆发，从疫苗升级为万能疗法，能抗癌、治遗传病，甚至重塑免疫细胞。
1.抗癌新武器
定制mRNA疫苗能编码肿瘤特异性抗原，让人体免疫系统精准攻击癌细胞——美国研究显示，它能让胰腺癌患者的无复发生存期延长数年；更神奇的是，普通mRNA新冠疫苗居然也能辅助抗癌：接受免疫治疗的癌症患者，100天内接种该疫苗，总生存期几乎翻倍。
2.改造免疫细胞，不用痛苦移植
传统CAR-T疗法要采集骨髓、改造干细胞再移植，过程痛苦且昂贵。而mRNA技术能直接在体内重编程免疫细胞，让它们表达CAR蛋白，精准清除致病细胞——在动物实验中疗效显著，未来能让更多癌症、自身免疫病患者受益。
3.治疗遗传病
科学家还能用mRNA重编程造血干细胞，替换体内缺失或有缺陷的蛋白质，为镰状细胞贫血等遗传病提供根治方案。尽管曾遭遇资金削减和安全质疑，但mRNA技术的巨大潜力，注定会成为未来医疗的核心选手。
七、量子计算：突破纠错难题，算力革命来了
量子计算被称为下一代计算的未来，它的算力是传统计算机的指数级倍数，能解决药物研发、材料设计等传统计算机几十年都搞不定的难题。但长期以来，量子纠错是最大瓶颈——量子比特（qubit）极易受干扰出错，且无法像经典比特那样复制校验。
米哈伊尔·卢金（右）和他的团队在左边开发了一台中性原子量子计算机。图片来源：Rose Lincoln/哈佛大学职员摄影师（CC BY）
2023年，谷歌首次演示了防错逻辑比特，但量子比特寿命太短；2025年，科学家用钽基超导体配方，把量子比特寿命延长到1.6毫秒以上，还在努力再延长十倍。如果成功，仅需3万个量子比特就能构建实用处理器。
另一条技术路线也在突破：用中性原子阵列做量子比特。哈佛团队已展示了3000个量子比特的处理器，能运行数小时，且易于大规模组装。现在的挑战是控制它们构建有意义的电路，实用系统可能几年内就会问世。科学家表示，量子计算的真正价值，即将被解锁。
结语：技术的终极意义，是让生活更美好
2026年的七大前沿技术，每一项都源于人类对更好生活的追求——解决器官短缺、精准预测灾害、提供清洁能源、破解生命奥秘、探索未知世界。它们不仅是科学的突破，更是人类智慧与勇气的证明。
未来已来，这些技术不会一蹴而就，但它们的发展轨迹告诉我们：科技的力量，正在让曾经的不可能变成可能。而我们作为见证者，也将在这些创新的推动下，迎来一个更健康、更智能、更广阔的未来。
解读文献：
https://doi.org/10.1038/d41586-026-00188-6