文 / 本刊記者 段永利

6月27日，在第二十四屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)閉幕式上，中國(guó)科協(xié)將遴選出的10個(gè)前沿科學(xué)問(wèn)題、10個(gè)工程技術(shù)難題和10個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行公開(kāi)發(fā)布，推動(dòng)優(yōu)化科技發(fā)展戰(zhàn)略布局，引領(lǐng)科技創(chuàng)新趨勢(shì)和科研攻關(guān)方向。

為充分動(dòng)員廣大科技工作者和戰(zhàn)略科學(xué)家研判重大前沿科技問(wèn)題，找準(zhǔn)科技創(chuàng)新突破口，中國(guó)科協(xié)持續(xù)開(kāi)展2022重大科學(xué)問(wèn)題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題征集發(fā)布系列活動(dòng)。此次活動(dòng)共收到107家全國(guó)學(xué)會(huì)和學(xué)會(huì)聯(lián)合體、8家領(lǐng)軍企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)科協(xié)，以及75個(gè)境外組織或?qū)＜夜餐扑]的649個(gè)問(wèn)題難題。

在復(fù)選階段，112位院士專(zhuān)家從前沿性、引領(lǐng)性、創(chuàng)新性、戰(zhàn)略性等方面嚴(yán)格把關(guān)，遴選出60個(gè)問(wèn)題難題進(jìn)入終選，最終評(píng)選出30個(gè)重大問(wèn)題難題。

對(duì)科學(xué)發(fā)展具有導(dǎo)向作用的 10 個(gè)前沿問(wèn)題

1 如何早期診斷無(wú)癥狀期阿爾茨海默??？

全球疾病負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2050年，全球癡呆癥患者將達(dá)到1.5億人，阿爾茨海默病（AD）占全球癡呆癥病例的60%至70%，是21世紀(jì)的主要健康挑戰(zhàn)之一。這種病一般包含臨床前期（無(wú)癥狀期）、輕度認(rèn)知功能障礙、癡呆期三個(gè)階段，導(dǎo)致此病的神經(jīng)退行性病變是漸進(jìn)的，通常在病癥出現(xiàn)前的10～15年，患者腦內(nèi)就開(kāi)始發(fā)生病理變化，此時(shí)為治療最佳時(shí)期，但那時(shí)患者幾乎覺(jué)察不到。因此，找到這一時(shí)期診斷的標(biāo)志物并進(jìn)行干預(yù)，是降低我國(guó)阿爾茨海默病發(fā)生的最根本方法，具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 如何實(shí)現(xiàn)可信可靠可解釋人工智能技術(shù)路線和方案？

人工智能的發(fā)展方向是可信賴(lài)性，包含安全、隱私和透明、可解釋等問(wèn)題，其最核心的問(wèn)題就是人工智能的可解釋性，它要求對(duì)人工智能系統(tǒng)的技術(shù)過(guò)程和相關(guān)的決策過(guò)程給出合理解釋?zhuān)夹g(shù)可解釋性要求人工智能做出的決策可以被理解和追溯。在對(duì)人類(lèi)社會(huì)問(wèn)題造成重大影響時(shí)，亟須人工智能系統(tǒng)的決策過(guò)程有合理可信可靠的解釋?zhuān)员闾崆邦A(yù)判與合法的控制，這是未來(lái)人工智能研究的一個(gè)十分重要的方向問(wèn)題。

3 如何實(shí)現(xiàn)原子尺度精準(zhǔn)制備和結(jié)構(gòu)調(diào)控構(gòu)建未來(lái)信息功能器件？

隨著未來(lái)信息器件向更小尺寸、更低功耗、更高性能的方向發(fā)展，在逼近“有限個(gè)原子”尺度時(shí)，量子效應(yīng)凸顯，經(jīng)典半導(dǎo)體物理不再適用。極限尺寸材料和器件的可控制備及物性調(diào)控都需要在新材料、新技術(shù)和新物理等方面展開(kāi)前沿研究和相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備。研究基于原子尺度精準(zhǔn)制備和結(jié)構(gòu)調(diào)控的新原理和新材料、發(fā)展信息器件構(gòu)筑及功能調(diào)控的新方法和新技術(shù)，將在低維材料和原子制造領(lǐng)域促進(jìn)和加強(qiáng)我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力與國(guó)際話語(yǔ)權(quán)，可以為國(guó)家提供面向未來(lái)原子制造時(shí)代的人才儲(chǔ)備、技術(shù)支撐和科學(xué)研究基礎(chǔ)，搶占新一代制造領(lǐng)域的國(guó)際戰(zhàn)略高地。

4 新污染物治理面臨何種問(wèn)題和挑戰(zhàn)？

隨著工業(yè)快速發(fā)展和各類(lèi)化學(xué)品的大量生產(chǎn)使用，一些新污染物對(duì)公眾健康和生態(tài)環(huán)境的危害正逐步顯現(xiàn)。5月24日，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《新污染物治理行動(dòng)方案》，對(duì)新污染物治理工作進(jìn)行了全面部署。因此，“十四五”期間對(duì)新污染物的治理已成為生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)，也是未來(lái)生態(tài)環(huán)境治理的重要內(nèi)容。治理之所以難，難在新污染物具有風(fēng)險(xiǎn)比較隱蔽、環(huán)境持久性、危害比較嚴(yán)重、來(lái)源廣泛性、治理復(fù)雜的特點(diǎn)。

新污染物治理，如何發(fā)力？基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)篩查和評(píng)估考量，新污染物治理應(yīng)納入化學(xué)物質(zhì)環(huán)境管理體系，遵循全生命周期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理基本理念，精準(zhǔn)識(shí)別各類(lèi)物質(zhì)管控重點(diǎn)，充分結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件，將風(fēng)險(xiǎn)管理理念貫穿生態(tài)環(huán)境管理，在“篩、評(píng)、控”和“禁、減、治”上下功夫，逐步實(shí)現(xiàn)分類(lèi)、分級(jí)、分階段、分區(qū)域的科學(xué)化、精準(zhǔn)化、務(wù)實(shí)化治理。

5 如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、智能、精準(zhǔn)的化學(xué)合成?

目前， 人工智能在推動(dòng)合成化學(xué)的自動(dòng)化與智能化等方面開(kāi)始發(fā)揮重要作用。這一技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)并大規(guī)模應(yīng)用，不僅將改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)科學(xué)面貌，將研究人員從大量重復(fù)性工作中解放，大幅提高研發(fā)新型功能分子和材料的效率，而且將對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顯著積極影響，但也可能給國(guó)家安全帶來(lái)新挑戰(zhàn)（合成化學(xué)武器）。

6 如何整合多組學(xué)對(duì)生物的復(fù)雜性狀進(jìn)行研究？

該問(wèn)題在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)上，可以解析重要的農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀形成的分子機(jī)制，從而指導(dǎo)相關(guān)的生物育種，助力國(guó)家種業(yè)發(fā)展；另一方面，通過(guò)多組學(xué)的分析，可以對(duì)動(dòng)植物的生產(chǎn)性能精準(zhǔn)評(píng)估，指導(dǎo)生產(chǎn)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

7 能否實(shí)現(xiàn)材料表面原子尺度可控去除？

微觀磨損不僅是微/納機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題，而且是納米制造的共性基礎(chǔ)問(wèn)題。當(dāng)前微觀磨損研究注重材料磨損性能的表征，缺乏對(duì)原子級(jí)材料去除機(jī)理的深刻認(rèn)識(shí)。

8 如何全方位精準(zhǔn)評(píng)價(jià)城市綜合交通系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)施韌性？

城市綜合交通系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)施韌性是關(guān)系到城市整體發(fā)展效率和安全水平的科學(xué)問(wèn)題，應(yīng)提前謀劃，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)全生命周期的精準(zhǔn)量化評(píng)價(jià)，將有助于提升綜合交通應(yīng)急保障技術(shù)水平，保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展。

9 宇宙中的黑洞是如何形成和演化的？

黑洞是宇宙中最神秘的天體。隨著對(duì)恒星級(jí)黑洞、超大質(zhì)量黑洞、中等質(zhì)量黑洞觀測(cè)的日益豐富，傳統(tǒng)的黑洞形成和演化理論受到了挑戰(zhàn)。宇宙中的黑洞究竟是如何形成和演化的？探究這一問(wèn)題有望孕育重大的科學(xué)機(jī)遇和突破。

10 制約海水提鈾的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題是什么？

非常規(guī)鈾資源中海水是重要和具應(yīng)用前景的資源之一，但海水提鈾技術(shù)仍面臨著眾多挑戰(zhàn)，迫切需要研發(fā)新型高效提鈾材料，創(chuàng)新工藝方法，加速推動(dòng)實(shí)現(xiàn)海水提鈾，為核能事業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供充足核原料。

對(duì)工程技術(shù)創(chuàng)新具有關(guān)鍵作用的 10 個(gè)難題

1 如何突破我國(guó)深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)？

突破深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖設(shè)施面臨的瓶頸問(wèn)題，符合我國(guó)漁業(yè)發(fā)展重大需求。發(fā)展深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖對(duì)于拓展養(yǎng)殖海域，減輕環(huán)境壓力，加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。

2 如何實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤礦超大量三廢（固、液、氣）低成本地質(zhì)封存及生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展？

西北陜甘寧蒙疆地區(qū)是我國(guó)最重要的煤電化基地，礦山固廢、廢水、廢氣（二氧化碳）大量排放，但目前處理方式存在規(guī)模小、成本高、地面存放難等問(wèn)題，亟須尋找新途徑（如深部咸水層、采空區(qū)等），實(shí)現(xiàn)礦山三廢的特大量、低成本地質(zhì)封存與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展，同時(shí)可建立系統(tǒng)封存理論與耦合體系，有效降低三廢處理成本。

3 如何創(chuàng)建心源性休克的綜合救治體系？

心源性休克作為循環(huán)系統(tǒng)最嚴(yán)重的臨床綜合征之一，嚴(yán)重威脅國(guó)民健康，而且?guī)?lái)巨大醫(yī)療負(fù)擔(dān)。創(chuàng)建心源性休克綜合救治體系，有助于優(yōu)化心源性休克臨床診療路徑，制定心源性休克精準(zhǔn)化治療策略，為我國(guó)心源性休克臨床指南奠定基礎(chǔ)。

4 如何實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰金屬電池的工程化應(yīng)用？

全固態(tài)鋰金屬電池的工程化應(yīng)用屬于世界性難題，解決此問(wèn)題意義重大。它不僅能夠極大地滿(mǎn)足人們對(duì)高能量密度、高安全性電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求，有效地推進(jìn)我國(guó)低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，更可穩(wěn)固我國(guó)在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，防范未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈風(fēng)險(xiǎn)。

5 如何實(shí)現(xiàn)高精密復(fù)雜硬曲面隨形電路？

復(fù)雜硬曲面隨形電路技術(shù)因?yàn)槠淝把匦院透锩远蔀槿蜿P(guān)注的焦點(diǎn)，由此催生的曲面電路必會(huì)引領(lǐng)電子、電氣、通信領(lǐng)域的顛覆式發(fā)展機(jī)遇，并進(jìn)一步催生千億級(jí)“藍(lán)海”市場(chǎng)。

6 如何突破高原極復(fù)雜地質(zhì)超長(zhǎng)深埋隧道安全建造與性能保持技術(shù)難題？

該難題致力于構(gòu)建強(qiáng)構(gòu)造活動(dòng)區(qū)隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)防控與結(jié)構(gòu)性能保持的理論與技術(shù)體系。比如，川藏鐵路隧道密集，該難題的解決，對(duì)構(gòu)建西藏地區(qū)完善的鐵路、公路網(wǎng)，推進(jìn)藏區(qū)長(zhǎng)足發(fā)展和長(zhǎng)治久安具有重大意義。

7 如何解決高溫跨介質(zhì)的熱/力/化學(xué)耦合建模與表征難題？

高溫跨介質(zhì)熱/力/化學(xué)耦合問(wèn)題是我國(guó)未來(lái)高速飛行器、深空探測(cè)器及先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)等重要型號(hào)面臨的共性基礎(chǔ)性問(wèn)題，該項(xiàng)研究有望在微觀作用機(jī)制及跨尺度的耦合行為的基礎(chǔ)理論和建模方面取得重大突破。

8 如何從低品位含氦天然氣中提取氦氣？

氦氣是重要戰(zhàn)略稀有氣體資源，也是嚴(yán)重的“卡脖子”氣體。我國(guó)氦氣藏品位低、提取困難，發(fā)展面向貧氦天然氣的低成本提氦技術(shù)對(duì)保障我國(guó)氦資源安全具有重要意義，其關(guān)鍵突破點(diǎn)是開(kāi)發(fā)多級(jí)微孔高性能天然氣提氦離子膜材料。

9 如何利用遙感科技對(duì)地球健康開(kāi)展有效診斷、識(shí)別與評(píng)估？

地球健康診斷、評(píng)估與識(shí)別是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體的關(guān)鍵，需要進(jìn)一步發(fā)揮遙感綜合、動(dòng)態(tài)、快速、大范圍獲取數(shù)據(jù)等優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展土地覆蓋調(diào)查、土地利用精細(xì)識(shí)別、農(nóng)田作物品種分類(lèi)與病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、林地草地健康診斷；河道水體富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)、湖泊水質(zhì)污染研究；礦山生態(tài)恢復(fù)、森林采伐監(jiān)測(cè)、草地退化監(jiān)測(cè)；大城市溫室氣體排放監(jiān)測(cè)、植被“碳匯”精準(zhǔn)評(píng)估、中等城市土地利用變化檢測(cè)、集鎮(zhèn)聚落信息提取等各項(xiàng)“體檢”項(xiàng)目。

10 如何實(shí)現(xiàn)極大口徑星載天線在軌展開(kāi)、組裝及建造？

該問(wèn)題的解決不僅可以極大提升我國(guó)空間裝備能力，同時(shí)可以引領(lǐng)空間科學(xué)技術(shù)的跨越式發(fā)展。其重大突破點(diǎn)包括空間極大型天線機(jī)電熱綜合設(shè)計(jì)技術(shù)、航天器載荷平臺(tái)一體化技術(shù)、超柔性空間結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與振動(dòng)控制技術(shù)等。

對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有引領(lǐng)作用的 10 個(gè)問(wèn)題

1 如何建立細(xì)胞和基因療法的臨床轉(zhuǎn)化治療體系？

惡性腫瘤診治是醫(yī)療領(lǐng)域的重大難題之一，細(xì)胞治療在多個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的前景。但因?yàn)榧?xì)胞藥物制備及質(zhì)控困難，大大降低了其臨床應(yīng)用。細(xì)胞藥物的制備和質(zhì)控如何去中心化和自動(dòng)化、封閉化，將是整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

2 如何實(shí)現(xiàn)存算一體芯片工程化和產(chǎn)業(yè)化？

實(shí)現(xiàn)存算一體芯片突破，將極大推動(dòng)工程化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提升產(chǎn)能規(guī)模，有效滿(mǎn)足各行業(yè)算力需求，助力數(shù)智化轉(zhuǎn)型和人工智能芯片自主可控，打造低碳高效綠能算力網(wǎng)絡(luò)。

3 碳中和背景下如何實(shí)現(xiàn)火電行業(yè)的低碳發(fā)展？

碳中和背景下，電力行業(yè)特別是燃煤、燃?xì)鈾C(jī)組等火電行業(yè)的碳減排任務(wù)艱巨，研究火電行業(yè)在“碳捕集、利用與封存”技術(shù)支撐下的綠色發(fā)展，對(duì)我國(guó)未來(lái)的能源穩(wěn)定、電力系統(tǒng)安全長(zhǎng)效發(fā)展十分必要。

4 如何通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，自動(dòng)化生產(chǎn)，機(jī)器人施工和裝配式建造系統(tǒng)性解決建筑工業(yè)化和高能耗問(wèn)題？

突破現(xiàn)有建筑業(yè)建造模式和能耗減量瓶頸，將為我國(guó)建筑業(yè)向工業(yè)化、低排放全面轉(zhuǎn)型奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

5 如何發(fā)展自主可控的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件？

我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，但在工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)方面，嚴(yán)重依賴(lài)于國(guó)外工業(yè)設(shè)計(jì)軟件，缺少自主可控、性能優(yōu)越的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件。存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)，使我國(guó)的工業(yè)發(fā)展在研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)即受制于人，在向制造強(qiáng)國(guó)、工業(yè)強(qiáng)國(guó)發(fā)展過(guò)程中面臨基礎(chǔ)性瓶頸。

6 如何利用多源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物病蟲(chóng)害精準(zhǔn)預(yù)報(bào)？

該問(wèn)題是限制傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、智能化生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型升級(jí)的瓶頸，一旦突破將使我國(guó)農(nóng)作物病蟲(chóng)害防控做到有的放矢、變被動(dòng)為主動(dòng)，有效提高病蟲(chóng)害防治效率和效果，節(jié)省人力物力、減少環(huán)境污染，帶來(lái)生產(chǎn)方式的革新。

7 如何采用非石油原料高效、安全地合成己二腈？

己二腈主要通過(guò)丁二烯氰化法合成，使用劇毒的氰化氫，并使用來(lái)自石油的丁二烯原料。我國(guó)的石油資源并不豐富，采用該技術(shù)合成己二腈，會(huì)受制于原油行情。以非石油原料合成己二腈，能夠突破資源限制，有重要的戰(zhàn)略意義。

8 小麥莖基腐病近年為什么會(huì)在我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)暴發(fā)成災(zāi)，如何進(jìn)行科學(xué)有效地防控？

小麥為我國(guó)重要的糧食作物，在國(guó)家糧食安全中占有十分重要的地位。小麥莖基腐病目前已經(jīng)成為我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)上的重大問(wèn)題，對(duì)小麥安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本問(wèn)題解決后，將為我國(guó)小麥豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和國(guó)家糧食安全奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，具有重大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

9 如何研制大型可變速抽水蓄能機(jī)組？

基于我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略及電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略中對(duì)靈活調(diào)節(jié)電源的強(qiáng)烈需求，有必要快速突破“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)可變速抽水蓄能機(jī)組國(guó)產(chǎn)化和示范推廣應(yīng)用，降低可變速抽水蓄能機(jī)組造價(jià)?？勺兯俪樗钅墚a(chǎn)品的工程應(yīng)用，可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提高我國(guó)水電工程技術(shù)整體水平，優(yōu)化國(guó)家能源結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)能源綠色、安全、高質(zhì)量發(fā)展。

10 如何突破滿(mǎn)足高端應(yīng)用領(lǐng)域需求的高品質(zhì)對(duì)位芳綸國(guó)產(chǎn)化卡脖子技術(shù)？

對(duì)位芳綸國(guó)產(chǎn)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于引領(lǐng)材料工業(yè)升級(jí)換代，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸高端產(chǎn)品的空白，滿(mǎn)足國(guó)防軍工需要具有重要意義。