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【编者注：】在世纪之交，中国科学院等单位组织全国学术界各领域的专家学者出版了三本很厚的书，分别为《21世纪100个科学难题》、《21世纪100个交叉科学难题》和《面向21世纪人文社会科学100个重大问题》。爱因斯坦说，提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，科学难题是科学进步的阶梯。为此，我们汇总这三个100个科学问题，把它们作为启动太极文明工程的问题标的（红色黑体为核心相关，红色标记为直接相关，蓝色标记为间接相关）。这些问题有可能在本世纪被解决吗，“敢问路在何方”？为此，我们转载北京大学信息学院电子学系任全胜老师年初在“新智元”公众号上发表的一篇科学评论——《量子、生命、AI与科学的极限》，作为对这三个100的一个呼应。 21世纪100个交叉科学难题 文摘：本书荟萃一线科学家撰写的100个交叉科学难题，涉及各门类学科（涵盖自然科学与社会科学领域）之间的大跨度，多方式的广泛交叉，均是从宇宙起源、物质结构、生命起源和智力起源四大基本难题中衍生出来的交叉科学难题，反映了21世纪科学的整体化发展趋势。这些难题一旦解决必定会给人类带来巨大利益或使科学技术产生重大突破，因此可以启迪科技工作者的探究志趣，激励广大科学家，特别是年轻学者、研究生和大学生的探索兴趣。 1 宇宙中正反物质不对称和暗能量 2 宇宙深处的γ射线暴 3 天体物理吸积盘中的反常黏滞 4 天体巨耀斑与引力磁发电机 5 量子引力的探针：黑洞物理 6 极高能宇宙线 7 “冷聚变”争论及其现象与机制的解释 8 夸克物质与奇异星 9 宇宙中的生命 10 日地系统扰动预测 11 磁大气中的天气过程 12 太阳活动如何影响天气气候变化 13 软物质 14 量子力学测量问题与量子信息 15 关于量子信息的若干思考 16 爱因斯坦的相对论与超光速运动 17 时间的开始与终结 18 超旋理论：量子理论和广义相对论的统一 19 电容层析成像的机制和线性逆过程 20 温室气体控制一体化原理 21 多波段有机分子激光限幅 22 极端条件下的固体润滑机制 23 高放废物的安全处置 24 Z箍缩与多级能量放大核聚变 25 自旋电子学 26 孤立系统中的自组织与熵增疑难 27 复杂系统分形（自相似）结构与功能及行为 28 陶瓷材料的脆性 29 广义本构关系与智能新材料和智能结构 30 核素氘氚律 31 分子机器 32 Si基材料中实现受激光发射 33 关于材料中原子相互作用势的反问题 34 纳米颗粒的毒性问题 35 分子马达 36 地磁场高斯分析中的唯一性问题 37 建立“地球系统模拟实验室” 38 二氧化碳利用与太阳能转存 39 大气湍流 40 慢汁辐射——地球动力学的基本内因 41 喀斯特石漠化的成因与防治 42 地球内部物质与能量交换和动力学过程 43 寒武纪大暴发：从有关化石库旋升周期找解答 44 天灾成因与预测 45 地球表层微生物地球化学作用的认知 46 非生物成因天然气 47 能源动力系统与环境协调 48 地球表层大规模水平运动的起因 49 细胞进化论中的难题 50 后基因组时代基因产物的功能确认 51 真核细胞的起源进化如何叩开生物多样性大暴发之门 52 有第三遗传密码吗 53 什么决定着生物体的复杂功能 54 DNA的单分子力学及相关的生物信息学 55 肮病毒致病因子的本质与自由基化学过程 56 作为生命起源标识的分子手性起源 57 生物体的电磁场及其作用 58 生命科学中的若干问题 59 真核生物调控序列启动子的预测 60 中草药科学原理之谜 61 生物在成壤、成矿和元素迁移过程中的生物化学作用 62 对称性破缺和生物节律的起源及统一 63 全球化污染下的生物命运 64 陆生植物的起源 65 蛋白质序列、结构与功能的进化关系及其挑战 66 多视角探讨现代人类的起源和迁移 67 探索决策过程的脑机制 68 大脑压缩态与纠缠态 69 人类大脑信号处理机制 70 脑电图数据动力学：混沌和噪声 71 脑与意识 72 脑的微环路研究 73 大脑高级功能的时空整合 74 人性：自然与社会科学的交叉点 75 灰色的复杂和绿色的交叉 76 艾滋病的难题 77 信号传导——生命的表述语言 78 揭开意识的奥秘——兼谈认知相对论纲领 79 人工智能能否完全替代人类智能 80 大脑活动的动力学问题 81 网络时代的生命科学和生物信息技术 82 机器思维的探讨 83 图灵测试——机器是否有智能 84 诞生在电脑屏幕上的“人工生命” 85 Stewart平台的正运动学问题 86 混合计算 87 连续统假设 88 信息是什么 89 分子考古学 90 面对基因社会学 91 基因治疗的伦理思考 92 治疗性克隆中的伦理难题 93 扬弃悖论命题的方法和标准 94 不可通约性：科学进步与交叉科学悖论 95 历史动态演变的定量规律 96 社会物理学派在交叉科学领域中的学科意义与价值 97 科学与宗教的关系 98 哲理与数理的融合 99 自然科学四大基本问题的交叉与统一 100 自然科学三大理论体系的交叉与统一问题 |
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