看看2020年度20个重大科学问题

三秦都市报 2020-08-18 02:02 大字

中国科协在第二十二届中国科协年会上发布了10个对科学发展具有导向作用的科学问题和10个对技术和产业具有关键作用的工程难题，为研判未来科技发展趋势，抓住科技创新突破口，前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向。记者进行了梳理，带您探知科技前沿。

冠状病毒跨种传播的生态学机制是什么

新冠病毒在全球蔓延后，对病毒本身的研究迅速开展，却忽略了病毒跨种传播生态学机制的研究。野生动物常常与多种人兽共患病相关联，病毒学家曾多次警示冠状病毒跨物种传播是大概率事件。蝙蝠等野生动物携带冠状病毒的本底情况以及野生动物如何突破生态和生理屏障发生跨种传播和感染，在科学层面都尚不清晰。该问题提出了蝙蝠等野生动物生态学研究在新型冠状病毒溯源中的必要性以及阐释了明确携带冠状病毒的高风险野生动物种类的活动生境、行为范式、种群动态及与人类活动的关系，对于揭示冠状病毒跨物种的传播机制和预防未来冠状病毒导致的流行病具有重要意义。

引力波将如何揭示宇宙奥秘

引力波的探测能够打开我们的视野，研究电磁学手段所难以企及的宇宙的“黑暗面”。引力波打开了观测宇宙的一扇新窗户，其波形中包含了关于时空与物质的丰富信息，通过观测引力波源在宇宙中的产生与分布，可以研究宇宙本身的形成和演化过程，探索包括宇宙膨胀、暗物质、引力、核物质物态方程、原初黑洞等物理现象与规律，有望解答广义相对论与粒子物理的标准模型所遗留下来的深层次科学问题，从而加深对自然界的理解。

数字交通基础设施如何推动自动驾驶与车路协同发展

未来自动驾驶车辆大范围社会化运行局面必然会出现，对交通运输系统而言将是一场变革，道路交通运输系统面临演进换代的挑战。迎接并推动自动驾驶发展，目前国内外面临以下突出问题：一是道路基础设施侧，智能供给能力不足。二是单车感知的精度很难提升。对于支撑自动驾驶社会化运行的新型道路基础设施的研究，我国尚处于起步阶段，国外也无现成的先进技术和经验可借鉴，需要适时将自动驾驶研究的支持重点向基础设施侧智能供给研究及综合集成落地应用研究转移。

基础设施是数十年甚至是百年工程，技术发展的不可预测性会对基础设施规划、设计、建设以及资金带来巨大的挑战。基础设施方案一旦大规模部署将直接影响甚至定义未来几十年自动驾驶汽车的发展。因此，自动驾驶和基础设施之间沟通与协同至关重要。

调节人体免疫功能的中医药机制是什么

中药免疫学研究发现，中药既可以增强机体细胞免疫及体液免疫功能，促进淋巴细胞、单核巨噬细胞以及造血干细胞的生理功能；还具有免疫抑制功能，能减少炎性因子的释放，抑制或消除抗体的产生，抑制T细胞的增殖等。大多数中药具有免疫双向调节功能，使过高或过低的免疫反应恢复正常。这种双向调节作用，体现了中医“整体观”与“阴阳平衡”理论。因此，通过中医药对机体免疫功能调节作用研究，不仅可以使中医药在重大免疫性疾病防治上发挥作用，还可以推动创新性中药新药的发现和研制。

如何优化变化环境下我国水资源承载力，

实现健康的区域水平衡状态

水资源是基础性自然资源、战略性经济资源和生态环境的控制性要素。基于我国自然地理和经济社会特征，研究变化条件下水资源承载力与水平衡优化这一科学问题，有利于深化认识我国区域水循环要素及其演化规律，完善水资源承载力评价方法，阐明水平衡状态对于水资源承载力的指标意义，明确诸多水问题及生态环境问题的发生机制，为总结与水资源承载力相适应的经济社会发展和生态保护模式，有效保护和修复生态环境提供重要的理论和技术支撑。该研究一是可为正确研判我国水安全保障形势，落实节水优先方针，强化水资源强监管、提升水利发展质效提供直接依据；二是有利于科学规划国土空间开发保护格局，统筹山水林田湖草生命共同体，合理确定国土空间开发与保护目标并科学布局生产、生活和生态空间。

如何开发新型免疫细胞在肿瘤治疗中的新途径与新技术

癌症源于生物体细胞不受控制的增殖，可以诱导免疫反应。但免疫系统很难完全清除肿瘤细胞，导致无法被免疫系统有效清除的“免疫编辑”肿瘤持续存在。免疫细胞疗法通过回输免疫细胞，激活或者增强癌症患者的免疫系统对癌细胞的识别和杀伤能力，未来将会在临床工作中发挥重要的作用，前景十分广阔。

免疫细胞技术是人类彻底治愈肿瘤的希望，是全球前沿医学和资本追捧的热点领域之一。树突状细胞(DC)作为链接细胞免疫和体液免疫的关键节点细胞，能够调动整个免疫系统，抵抗病原体的入侵以及促进肿瘤细胞的清除，成为新型免疫细胞疗法的重点研究方向。新型DC可扩增技术可实现DC疫苗的标准化、批量化生产，可显著减低制备成本，服务更多癌症患者，具有明显的经济效益和社会效益。此外，新型DC技术还可以对现有的嵌合抗原受体（CAR-T）、T细胞受体（TCR-T)技术等进行更新迭代，使单一靶点变成多靶点T细胞，有利于防止癌症复发，最终提升癌症的治疗效果。

无人车如何实现在卫星不可用条件下的高精度智能导航

以无人救援车、无人采矿车、无人运输车等为代表的特种无人车是完成现代化作业、抢险救灾等任务的核心无人装备。为提高无人车的紧急救援、联合作业等能力，要求其导航系统具备高精度定位、自主避障、智能路径规划及导引等功能。因此，需要研究具有高精度、全自主的导航方式以及需要解决面向无人车的惯性基智能导航问题。

通过惯性与里程计组合导航，实现一定距离内的高精度绝对定位，辅之视觉和雷达传感器，能够获得高精度相对定位信息与环境感知信息，实现自主避障与在线路径规划，满足无人车的实际使用需求。该技术取得突破后，相关研究成果可应用于无人救援车、无人采矿车等，进一步推动无人车向智能化发展，增强无人车的任务效能。同时，相关研究成果可进一步推广应用至多种无人平台，提升无人船、无人机等无人装备的智能化导航水平。

如何突破光刻技术难题

光刻技术是制造集成电路的关键技术，是通过紫外光、准分子激光、电子束等广义光源和与其敏感的光刻胶之间的相互作用在基板上形成微纳结构图形的技术。光刻技术的核心在于光刻机、光刻工艺和光刻胶三个方面。最近十年，国家相关部委组织多个大型项目和专项进行光刻技术和产品的攻关，取得了一定的进展，但跟世界发达国家水平相比，我国光刻技术和产业的发展水平仍较落后，差距仍然很大，“受制于人”的困境依然存在。

光刻技术的国产化必须是包括光刻设备、光刻胶和所使用全部原料的国产化，否则仍不能摆脱受制于人，“卡脖子”的尴尬现状。在光刻机方面，应扩大低端光刻机的市场，优化性能，同时尽快推出国产193纳米浸入式光刻机，实现中端光刻机的国产化；在极紫外（EUV）光刻方面，需要进一步开展相关基础研究。同时，应开展所有种类光刻胶的完全国产化研究。突破光刻技术不仅可以提高我国相关产业链在世界上的竞争力，更是从国家安全角度具有十分重大的战略意义。

还有这些重大科学问题

除了上述问题外，中国科协发布的重大科学问题还有地球物质是如何演化与循环的？第五代核能系统会是什么样子？特种能场辅助制造的科学原理是什么？植物无融合生殖的生物学基础是什么？如何建立虚拟孪生理论和技术基础并开展示范应用？水平起降组合动力运载器一体化设计为何成为空天技术新焦点？如何实现农业重大入侵生物的前瞻性风险预警和实时控制？信息化条件下国家关键基础设施如何防范重大电磁威胁？硅光技术能否促成光电子和微电子的融合？如何解决集成电路制造工艺中缺陷在线检测难题？如何在可再生能源规模化电解水制氢生产中实现“大规模”“低能耗”“高稳定性”三者的统一？如何突破进藏高速公路智能建造及工程健康保障技术？

本报记者王嘉整理

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