哪些科技难题影响人类未来

  面对新冠肺炎这样的全球大流行病，数据和信息技术能发挥什么作用？人工智能会为医疗带来什么变革？数字时代，人们如何确保隐私和安全……7日，由中国科学技术协会、中国科学院、中国工程院主办，联合国教科文组织、国际科学理事会、世界工程组织联合会支持的第三届世界科技与发展论坛闭幕式上发布了“2021年度人类社会发展十大科学问题”，这些科学问题不仅是科学家需要解决的问题，而且是将会对人类未来产生深远影响，甚至改变人类未来的难题。

极寒、极热等生态问题能否找到最佳解决方案

  近日，寒潮袭来，北京等地一夜入冬，多地出现暴雪天气。天气变化关乎每个人的生活，而人类与气候变化之间的相互关系，其对维持生态安全、气候良好和人类可持续性发展有哪些重要作用，也是科学家最关注的问题。

  “全球变暖、极寒、极热等极端天气和其他生态问题急需有效应对，寻找最好的解决方法非常困难，也是我们这个时代最大的挑战。”发布生态领域相关问题的英国皇家工程院院士、英国工程技术协会主席朱利安·杨说。

  他所发布的第一个问题为，如何建立以自然为基础的循环经济，实现可持续生产和消费，使人类和地球都受益？这个问题涉及人类和地球供需关系——当下人类对大自然需求已经超过了地球通过资源再生所能提供的数量。过度开采、密集型生产和浪费型消费方式是不可持续的。寻找能够保护自然资源、保持生物多样性以及维护好生态系统的循环经济发展模式，就成为人类未来发展中最重要的问题。

  第二个问题则与气候变化有关——气候变化与生物多样性丧失之间的复杂关系和反馈机制是什么？也就是希望能够探明“人类活动、气候变化与生物多样性格局间的相互作用，及其对维持生态安全、气候良好和人类可持续性发展的影响。”

  第三个问题关乎碳中和——如何在维持生态系统和保护生物多样性的同时构建陆地生态碳汇，促进碳中和目标的实现？主要希望能够针对碳中和目前缺乏绩效评估、监管、市场机制等关键技术支撑的问题，建立管理技术与机制，充分发挥生态系统和生物多样性在碳中和中的作用。

  “没有一个国家和地区能够单独应对这些问题。”朱利安·杨说，“我们希望世界各地的科学家能够相互信任、相互合作，找到满足世界各地发展目标的最佳解决方案。”

肿瘤、新冠肺炎等能否更高效诊断和防治

  恶性肿瘤、心脑血管疾病、神经退行性疾病和精神病等重大疾病严重影响了患者及其家庭的工作和生活，同时带来了沉重的社会和经济负担。

  “为了解决人类面临的这些挑战，我们必须互相信任，信任科学的解决方案，团结人类社会的力量。”发布医疗领域相关问题的化学物理学家、著名科技期刊《交叉科学》主编斯蒂法诺·通扎尼一再强调：“希望全球科学界能够关注人类社会发展科学问题这份清单。”

  他所发布的人类需要共同面对的医疗领域的问题，首先便与恶性肿瘤、心脑血管疾病等有关——“重大疾病病理机制、疾病间病理关联性及早期诊断策略是什么”。也就是说，希望能够准确剖析这些重大疾病的病理机制及其间的病理关联性，并制定准确、高效的早期诊断和治疗策略，更有效地减缓甚至阻止重大疾病的进程。

  “新冠肺炎对人类健康的威胁，无论穷人、富人、老人还是年轻人，无论亚洲人和欧洲人都会受到影响。”斯蒂法诺·通扎尼说，因此，第二个问题与传染病的预防有关——如何利用数据和信息技术来帮助控制和缓解全球大流行病？信息技术已被广泛用于控制传染病流行范围，但这种信息采集，依赖于人们愿意为了社会的集体利益分享其个人的地理位置和健康数据，同时不侵犯他们的隐私。同样，自由分享科学数据（例如，病毒的基因组）对于研究人员能够快速有效地应对大流行病的情况至关重要。因此，需要探索如何才能恰当地记录、收集医疗数据，并安全地共享。

  医疗领域的第三个问题是——远程人工智能诊断专家系统如何变革传统医疗诊断系统？这个问题在于利用远程和人工智能技术为病人提供更多便利。远程分布式诊断平台与远程人工智能诊断专家系统可以革命性地改变传统的医院诊疗系统。因此需要探索这种系统如何推广应用，而为了使其规范使用，还需要哪些机构的合作支持。

人工智能、6G通信面临哪些新挑战

  数字与信息技术不仅为医疗领域带来新的机会。随着大数据、云计算、人工智能、空间技术、网络通信技术等为代表的数字技术，在数字地球、全球变化、高能物理、基因组计划、深空探测等领域的使用，也成为科学发现与知识创新的新引擎，改变了人类生活及人类对世界的深层理解。因此，信息领域成为此次发布的第三个领域。

  人类可以在不提供大量训练数据的情况下学习和成长，并且可以灵活地将所学应用于与学习时不同的案例。但人工智能在这方面却遭遇了瓶颈。因此，可持续发展大数据国际研究中心主任郭华东院士发布了该领域第一个问题：人脑信息处理机制及人类智能形成机制是什么？科学家希望能清晰地了解人类智能的形成机制，人脑信息的处理机制，以此来推进人工智能理论的突破。

  该领域的第二个问题是——数字革命如何改变人类社会的可持续发展模式？该问题希望能够更准确地把握数字化社会、经济和环境协同的可持续发展问题，造一个完全数字化模式来管理地球。

  第三个问题与复杂网络理论、区块链技术以及6G通信技术相关，期望能研究三者的相互作用关系，这关乎探索高速的信息获取、开放的信息传播以及机器信任对人类社会结构的影响，对理解未来社会的发展模式至关重要。

  该领域最后一个问题关注“人们如何确保个人隐私和安全”。现在，人们的购物、位置等数据的隐私和安全颇受关注，而如何利用信息技术更好地提供服务，并保护人们的隐私，避免人们受到侵扰性的监视就成为需要全球共同关注的问题。

  据郭华东介绍，此次参与评选“2021年度人类社会发展十大科学问题”的科学家来自中国、美国、英国、加拿大、新加坡等10余个国家和地区，其研究领域涵盖生物学与生命科学、能源科学、环境科学、材料与微纳米科学、人工与信息科学、地球科学以及社会科学等领域。“本次信息领域问题的提出，也是希望可以携手全球科学家，制定促进可持续发展目标实现的路线图。统筹协调全球科技资源，支撑全球可持续发展。”郭华东说。

  （本报北京11月7日电 本报记者 詹媛）