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【編者注：】在世紀(jì)之交，中國(guó)科學(xué)院等單位組織全國(guó)學(xué)術(shù)界各領(lǐng)域的專家學(xué)者出版了三本很厚的書，分別為《21世紀(jì)100個(gè)科學(xué)難題》、《21世紀(jì)100個(gè)交叉科學(xué)難題》和《面向21世紀(jì)人文社會(huì)科學(xué)100個(gè)重大問題》。愛因斯坦說，提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更為重要，科學(xué)難題是科學(xué)進(jìn)步的階梯。為此，我們匯總這三個(gè)100個(gè)科學(xué)問題，把它們作為啟動(dòng)太極文明工程的問題標(biāo)的（紅色黑體為核心相關(guān)，紅色標(biāo)記為直接相關(guān)，藍(lán)色標(biāo)記為間接相關(guān)）。這些問題有可能在本世紀(jì)被解決嗎，“敢問路在何方”？為此，我們轉(zhuǎn)載北京大學(xué)信息學(xué)院電子學(xué)系任全勝老師年初在“新智元”公眾號(hào)上發(fā)表的一篇科學(xué)評(píng)論——《量子、生命、AI與科學(xué)的極限》，作為對(duì)這三個(gè)100的一個(gè)呼應(yīng)。 21世紀(jì)100個(gè)交叉科學(xué)難題 文摘：本書薈萃一線科學(xué)家撰寫的100個(gè)交叉科學(xué)難題，涉及各門類學(xué)科（涵蓋自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域）之間的大跨度，多方式的廣泛交叉，均是從宇宙起源、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、生命起源和智力起源四大基本難題中衍生出來的交叉科學(xué)難題，反映了21世紀(jì)科學(xué)的整體化發(fā)展趨勢(shì)。這些難題一旦解決必定會(huì)給人類帶來巨大利益或使科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生重大突破，因此可以啟迪科技工作者的探究志趣，激勵(lì)廣大科學(xué)家，特別是年輕學(xué)者、研究生和大學(xué)生的探索興趣。 1 宇宙中正反物質(zhì)不對(duì)稱和暗能量 2 宇宙深處的γ射線暴 3 天體物理吸積盤中的反常黏滯 4 天體巨耀斑與引力磁發(fā)電機(jī) 5 量子引力的探針：黑洞物理 6 極高能宇宙線 7 “冷聚變”爭(zhēng)論及其現(xiàn)象與機(jī)制的解釋 8 夸克物質(zhì)與奇異星 9 宇宙中的生命 10 日地系統(tǒng)擾動(dòng)預(yù)測(cè) 11 磁大氣中的天氣過程 12 太陽活動(dòng)如何影響天氣氣候變化 13 軟物質(zhì) 14 量子力學(xué)測(cè)量問題與量子信息 15 關(guān)于量子信息的若干思考 16 愛因斯坦的相對(duì)論與超光速運(yùn)動(dòng) 17 時(shí)間的開始與終結(jié) 18 超旋理論：量子理論和廣義相對(duì)論的統(tǒng)一 19 電容層析成像的機(jī)制和線性逆過程 20 溫室氣體控制一體化原理 21 多波段有機(jī)分子激光限幅 22 極端條件下的固體潤(rùn)滑機(jī)制 23 高放廢物的安全處置 24 Z箍縮與多級(jí)能量放大核聚變 25 自旋電子學(xué) 26 孤立系統(tǒng)中的自組織與熵增疑難 27 復(fù)雜系統(tǒng)分形（自相似）結(jié)構(gòu)與功能及行為 28 陶瓷材料的脆性 29 廣義本構(gòu)關(guān)系與智能新材料和智能結(jié)構(gòu) 30 核素氘氚律 31 分子機(jī)器 32 Si基材料中實(shí)現(xiàn)受激光發(fā)射 33 關(guān)于材料中原子相互作用勢(shì)的反問題 34 納米顆粒的毒性問題 35 分子馬達(dá) 36 地磁場(chǎng)高斯分析中的唯一性問題 37 建立“地球系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)室” 38 二氧化碳利用與太陽能轉(zhuǎn)存 39 大氣湍流 40 慢汁輻射——地球動(dòng)力學(xué)的基本內(nèi)因 41 喀斯特石漠化的成因與防治 42 地球內(nèi)部物質(zhì)與能量交換和動(dòng)力學(xué)過程 43 寒武紀(jì)大暴發(fā)：從有關(guān)化石庫旋升周期找解答 44 天災(zāi)成因與預(yù)測(cè) 45 地球表層微生物地球化學(xué)作用的認(rèn)知 46 非生物成因天然氣 47 能源動(dòng)力系統(tǒng)與環(huán)境協(xié)調(diào) 48 地球表層大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)的起因 49 細(xì)胞進(jìn)化論中的難題 50 后基因組時(shí)代基因產(chǎn)物的功能確認(rèn) 51 真核細(xì)胞的起源進(jìn)化如何叩開生物多樣性大暴發(fā)之門 52 有第三遺傳密碼嗎 53 什么決定著生物體的復(fù)雜功能 54 DNA的單分子力學(xué)及相關(guān)的生物信息學(xué) 55 骯病毒致病因子的本質(zhì)與自由基化學(xué)過程 56 作為生命起源標(biāo)識(shí)的分子手性起源 57 生物體的電磁場(chǎng)及其作用 58 生命科學(xué)中的若干問題 59 真核生物調(diào)控序列啟動(dòng)子的預(yù)測(cè) 60 中草藥科學(xué)原理之謎 61 生物在成壤、成礦和元素遷移過程中的生物化學(xué)作用 62 對(duì)稱性破缺和生物節(jié)律的起源及統(tǒng)一 63 全球化污染下的生物命運(yùn) 64 陸生植物的起源 65 蛋白質(zhì)序列、結(jié)構(gòu)與功能的進(jìn)化關(guān)系及其挑戰(zhàn) 66 多視角探討現(xiàn)代人類的起源和遷移 67 探索決策過程的腦機(jī)制 68 大腦壓縮態(tài)與糾纏態(tài) 69 人類大腦信號(hào)處理機(jī)制 70 腦電圖數(shù)據(jù)動(dòng)力學(xué)：混沌和噪聲 71 腦與意識(shí) 72 腦的微環(huán)路研究 73 大腦高級(jí)功能的時(shí)空整合 74 人性：自然與社會(huì)科學(xué)的交叉點(diǎn) 75 灰色的復(fù)雜和綠色的交叉 76 艾滋病的難題 77 信號(hào)傳導(dǎo)——生命的表述語言 78 揭開意識(shí)的奧秘——兼談?wù)J知相對(duì)論綱領(lǐng) 79 人工智能能否完全替代人類智能 80 大腦活動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題 81 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的生命科學(xué)和生物信息技術(shù) 82 機(jī)器思維的探討 83 圖靈測(cè)試——機(jī)器是否有智能 84 誕生在電腦屏幕上的“人工生命” 85 Stewart平臺(tái)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)問題 86 混合計(jì)算 87 連續(xù)統(tǒng)假設(shè) 88 信息是什么 89 分子考古學(xué) 90 面對(duì)基因社會(huì)學(xué) 91 基因治療的倫理思考 92 治療性克隆中的倫理難題 93 揚(yáng)棄悖論命題的方法和標(biāo)準(zhǔn) 94 不可通約性：科學(xué)進(jìn)步與交叉科學(xué)悖論 95 歷史動(dòng)態(tài)演變的定量規(guī)律 96 社會(huì)物理學(xué)派在交叉科學(xué)領(lǐng)域中的學(xué)科意義與價(jià)值 97 科學(xué)與宗教的關(guān)系 98 哲理與數(shù)理的融合 99 自然科學(xué)四大基本問題的交叉與統(tǒng)一 100 自然科學(xué)三大理論體系的交叉與統(tǒng)一問題 |
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