中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)近日發(fā)布了60項(xiàng)重大科學(xué)和工程技術(shù)難題。這些難題由中國(guó)科協(xié)所屬多家全國(guó)學(xué)會(huì)，向全國(guó)各領(lǐng)域科學(xué)家發(fā)起征集，一定程度顯示出我國(guó)科技工作者重點(diǎn)關(guān)注的學(xué)科前沿和關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。

據(jù)了解，此次科研方向和難題征集有76家全國(guó)學(xué)會(huì)、學(xué)會(huì)聯(lián)合體參與，700多位科技工作者參與撰寫，1142位專家學(xué)者參與推薦，2142名科研一線科學(xué)家參與初選，54名學(xué)科領(lǐng)軍專家參與復(fù)選，33名院士專家參與終選。發(fā)布的60項(xiàng)難題集中在數(shù)理化基礎(chǔ)科學(xué)、信息科技、智能制造、生命科學(xué)、先進(jìn)材料、能源環(huán)境、農(nóng)業(yè)科技、公共安全、交通運(yùn)輸、空天科技、地球科學(xué)、醫(yī)學(xué)健康等12個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。

這60項(xiàng)難題都有哪些，該如何理解和看待科學(xué)家選出的這些亟待攻克的科學(xué)和技術(shù)難題？

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地球科學(xué)

超高精度量子慣性導(dǎo)航技術(shù)

空間天氣的及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)

巖石圈構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)及其作用過程

公共安全

煤礦重特大災(zāi)害智能報(bào)警方法與技術(shù)

工程結(jié)構(gòu)安全的長(zhǎng)期智能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)

城市交通基礎(chǔ)設(shè)施智能協(xié)同運(yùn)營(yíng)技術(shù)

交通運(yùn)輸

基于北斗衛(wèi)星和5G通信技術(shù)的新型高速鐵路列車運(yùn)行控制技術(shù)

高原高寒凍土地區(qū)高速鐵路與公路修建關(guān)鍵技術(shù)

跨深大海峽通道（懸浮隧道）關(guān)鍵技術(shù)

面向未來交通的路網(wǎng)全感知技術(shù)

時(shí)速1000公里及以上低真空管道運(yùn)輸高速磁懸浮鐵路建造關(guān)鍵技術(shù)

未來城市地下交通及物流系統(tǒng)

空天科技

航天運(yùn)輸技術(shù)難題

飛機(jī)級(jí)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真技術(shù)

面向工程應(yīng)用的高精度動(dòng)態(tài)測(cè)量

能源環(huán)境

高效長(zhǎng)壽命低成本電化學(xué)電力儲(chǔ)能技術(shù)

海洋生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)碳與全球變化

脆弱生境生物多樣性的維持機(jī)制

高水平放射性廢物安全處置

綠色安全高效的低成本制氫技術(shù)

川藏鐵路建設(shè)難點(diǎn)

未來全球能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

農(nóng)業(yè)科技

綠色農(nóng)藥創(chuàng)新研究和原創(chuàng)性靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)

固態(tài)有機(jī)廢棄物生物轉(zhuǎn)化及其資源梯級(jí)利用

植物工廠人工環(huán)境條件下植物的生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控

生命科學(xué)

基于核酸物質(zhì)的基因精準(zhǔn)調(diào)控與醫(yī)藥技術(shù)

細(xì)胞命運(yùn)決定機(jī)制的研究

人類智能的基因調(diào)控機(jī)理

全球變化對(duì)動(dòng)物的影響及應(yīng)對(duì)

植物對(duì)逆境的記憶功能與進(jìn)化

DNA存儲(chǔ)技術(shù)

意識(shí)讀取的前沿問題和關(guān)鍵技術(shù)

遺傳信息的結(jié)構(gòu)編碼——納米尺度遺傳信息動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)解析

數(shù)理化基礎(chǔ)科學(xué)

記憶的物理化學(xué)基礎(chǔ)

單分子化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)過程的可視化

超臨界場(chǎng)強(qiáng)的量子電動(dòng)力學(xué)效應(yīng)

宇宙中重元素的起源

極端條件下的可控燃燒

先進(jìn)材料

高性能熱電材料

納米纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

核能系統(tǒng)高安全結(jié)構(gòu)材料

高活性可見光催化材料

人工智能技術(shù)與新型智能復(fù)合材料的深度融合

信息科技

類腦計(jì)算

新一代認(rèn)知物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

抗量子密碼算法設(shè)計(jì)

大規(guī)模共享無人載運(yùn)工具的協(xié)同智動(dòng)管控仿真

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)集成和邊緣處理技術(shù)

人與機(jī)器的情感交互

醫(yī)學(xué)健康

腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制與抗腫瘤轉(zhuǎn)移新藥研發(fā)

老年性癡呆的機(jī)制解析及診治難點(diǎn)

精神疾病的新型治療方法

免疫微環(huán)境分子分型及免疫治療耐藥機(jī)制

智能制造

人機(jī)共融關(guān)鍵技術(shù)

微腔中的力光量子傳感

高性能動(dòng)力電池研發(fā)技術(shù)

新一代智能制造系統(tǒng)

基于多源信息融合的大型復(fù)雜系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估

人工智能在智能駕駛工程技術(shù)開發(fā)中的應(yīng)用

先進(jìn)微納機(jī)器人技術(shù)

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生命科學(xué)領(lǐng)域入選的前沿方向最多

在我國(guó)，生命科學(xué)領(lǐng)域近年來被譽(yù)為我國(guó)最有望由“并跑”向“領(lǐng)跑”邁進(jìn)的學(xué)科之一，此次有8個(gè)科學(xué)問題或技術(shù)難題入選，成為入選前沿方向最多的學(xué)科領(lǐng)域。

 

據(jù)中國(guó)科協(xié)副主席、國(guó)際宇航科學(xué)院院士李洪介紹：“這8個(gè)重點(diǎn)攻克方向集中在基因調(diào)控、細(xì)胞命運(yùn)決定、生物與環(huán)境關(guān)系、DNA存儲(chǔ)、意識(shí)讀取、基因信息結(jié)構(gòu)解析機(jī)制等方面。”

這些研究方向都具有瞄準(zhǔn)世界生命科學(xué)前沿，同時(shí)又與人類健康息息相關(guān)的特征。例如由中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)推薦的“人類智能的基因調(diào)控機(jī)理”這項(xiàng)科研問題，瞄準(zhǔn)了“用細(xì)胞內(nèi)部與細(xì)胞之間的基因表達(dá)調(diào)控來解釋智能功能”，試圖探索“人類智能活動(dòng)背后的基因調(diào)控與系統(tǒng)生物學(xué)機(jī)理”。

來自清華大學(xué)的三位學(xué)者張學(xué)工、江瑞和汪小我希望以這項(xiàng)研究，從微觀的分子層面揭示人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能功能的機(jī)理。在他們看來，這種研究“一方面將促進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高性能計(jì)算芯片的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，從而推動(dòng)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，另一方面將產(chǎn)生一批更有效的人工智能方法與技術(shù)，從而進(jìn)一步推動(dòng)人工智能在制造、交通、金融、醫(yī)療、娛樂等眾多產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，產(chǎn)生重大的科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。同時(shí)，將對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的藥物研發(fā)、診斷治療技術(shù)研發(fā)和醫(yī)療健康服務(wù)帶來重大的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)遇。”

除此而外，細(xì)胞命運(yùn)決定、DNA存儲(chǔ)、意識(shí)讀取等六項(xiàng)科學(xué)問題也從各自的領(lǐng)域提出了具有創(chuàng)新性的研究思路。對(duì)于生命科學(xué)研究的重要性，在剛剛結(jié)束的第二十屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)上，中國(guó)科協(xié)副主席、西湖大學(xué)校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士施一公直言不諱地表示：“生命科學(xué)是21世紀(jì)最重要的自然及應(yīng)用科學(xué)學(xué)科之一。”

而此次生命科學(xué)領(lǐng)域入選的前沿科學(xué)問題最多，既反映出我國(guó)對(duì)生命科學(xué)研究的重視，也從一定程度上體現(xiàn)了我國(guó)的生命科學(xué)研究在追逐世界一流科研水平的方向上正漸入佳境。

智能制造與能源環(huán)境入選研究方向數(shù)量并列第二

能源是國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和人民生活質(zhì)量不斷提高的重要保障。“在能源環(huán)境領(lǐng)域，入選的7個(gè)問題、難題重點(diǎn)集中在電力儲(chǔ)能、海洋生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)碳、生物多樣性維持、放射性廢物處置、制氫技術(shù)以及全球能源互聯(lián)網(wǎng)等方面。”李洪介紹說。

 

在能源環(huán)境領(lǐng)域，降低能源利用成本、尋找清潔能源、減少環(huán)境污染是科研的主要方向。例如，中國(guó)化工學(xué)會(huì)推薦的“綠色安全高效的低成本制氫技術(shù)”這項(xiàng)技術(shù)難題就將目標(biāo)瞄準(zhǔn)了“尋找清潔的可再生能源，降低化石燃料的消耗”。作為世界著名的石油公司，荷蘭皇家殼牌集團(tuán)曾預(yù)計(jì)2050年后電能及氫能將成為車用能源的主要形式，而氫燃料電池汽車作為新能源汽車的重要發(fā)展方向，與純電動(dòng)汽車相比具有能量密度高、行駛里程長(zhǎng)、“燃料”加注時(shí)間更短、啟動(dòng)性能更為優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。這個(gè)科研方向就聚焦氫能這種環(huán)境友好型能源，提出應(yīng)該盡早實(shí)現(xiàn)低成本制氫技術(shù)的突破。

而中國(guó)電機(jī)工程推薦的“未來全球能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)”則非常超前地提出了將電能實(shí)現(xiàn)全球聯(lián)網(wǎng)的設(shè)想。在這個(gè)計(jì)劃中，如果能夠利用特高壓輸電技術(shù)、海底輸電技術(shù)等將各大洲電網(wǎng)連接，不僅能將世界各大洲的低成本電力輸送到發(fā)電成本較高的地區(qū)，降低當(dāng)?shù)氐碾娰M(fèi)，還可以促進(jìn)發(fā)展中國(guó)家可再生能源的開發(fā)利用，拉動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

隨著機(jī)器人和人工智能技術(shù)的興起和互聯(lián)網(wǎng)向工業(yè)領(lǐng)域的延伸，智能制造也成為頗受關(guān)注的領(lǐng)域。據(jù)李洪介紹，此次票選中，在智能制造領(lǐng)域有人機(jī)共融關(guān)鍵技術(shù)、力光量子傳感、動(dòng)力電池技術(shù)、新一代智能制造系統(tǒng)、智能駕駛技術(shù)以及先進(jìn)微納機(jī)器人技術(shù)等7個(gè)科學(xué)問題或技術(shù)難題入選，從而與能源環(huán)境領(lǐng)域成為入選研究方向數(shù)量并列第二的科研領(lǐng)域。

“內(nèi)行”“外行”都很關(guān)注醫(yī)學(xué)健康

盡管醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域最終躋身60個(gè)重大科學(xué)問題和工程技術(shù)難題的只有4項(xiàng)，但這一領(lǐng)域卻在初選時(shí)獲得了最多的投票。有趣的是，在醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域所獲得的投票中，來自本領(lǐng)域?qū)＜业耐镀焙蛠碜云渌�領(lǐng)域的專家投票在12個(gè)學(xué)科中都遙遙領(lǐng)先，這使得醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域一枝獨(dú)秀，成為“內(nèi)行”與“外行”都非常關(guān)注的學(xué)科。

 

最終，經(jīng)過初選、復(fù)選和終選三輪淘汰，醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域入選的4個(gè)科學(xué)問題或工程技術(shù)難題集中在腫瘤、老年性癡呆、精神疾病的新型治療方法以及免疫微環(huán)境等方面。

來自中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)所推薦的“腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制與抗腫瘤轉(zhuǎn)移新藥研發(fā)”和“免疫微環(huán)境分子分型及免疫治療耐藥機(jī)制”兩項(xiàng)研究都集合了癌癥的病理和藥物研究，前者希望推動(dòng)在腫瘤轉(zhuǎn)移的細(xì)胞模型和動(dòng)物模型方面的研究，以便早日成功研發(fā)一批新型抗腫瘤轉(zhuǎn)移藥物用于臨床，后者則希望深入研究靶向藥的耐藥機(jī)制，在癌癥的免疫治療方面有所突破。

中國(guó)病理生理學(xué)會(huì)推薦的“老年性癡呆的機(jī)制解析及診治難點(diǎn)”這一研究方向則聚焦了阿爾茨海默病，期望通過在細(xì)胞和動(dòng)物模擬AD的慢性神經(jīng)退變過程，發(fā)現(xiàn)高危風(fēng)險(xiǎn)因素以及在疾病發(fā)展過程中起關(guān)鍵作用的標(biāo)志分子，為這一疾病的早期診斷和針對(duì)性防治藥物研發(fā)提供指導(dǎo)。

作為一次發(fā)動(dòng)一線科學(xué)家推薦科研方向的有益嘗試，這次的評(píng)選可以視作中國(guó)科學(xué)家集體智慧的結(jié)晶。在李洪看來，最終遴選出的這60個(gè)我國(guó)一線科技工作者關(guān)注的重大科學(xué)問題和工程技術(shù)難題，為正確研判未來科技發(fā)展趨勢(shì)、抓準(zhǔn)科技創(chuàng)新突破口、前瞻謀劃戰(zhàn)略制高點(diǎn)、布局前沿科技領(lǐng)域呈上了一份反映科學(xué)家呼聲的數(shù)據(jù)“圖譜”，可以說“代表了我國(guó)科技領(lǐng)域真正的‘硬骨頭’”。

內(nèi)容來源：《光明日?qǐng)?bào)》6月19日