這是中國科協(xié)連續第5年征集和發(fā)布重大科技問(wèn)題難題，旨在進(jìn)一步激發(fā)廣大科技工作者的好奇心和自由探索熱情，引領(lǐng)科技創(chuàng )新趨勢和科研攻關(guān)方向，服務(wù)國家科技創(chuàng )新發(fā)展。此次征集重點(diǎn)圍繞數理化基礎科學(xué)、地球科學(xué)、生態(tài)環(huán)境、制造科技、信息科技、先進(jìn)材料、資源能源、農業(yè)科技、生命健康、空天科技等十大領(lǐng)域。107家全國學(xué)會(huì )和學(xué)會(huì )聯(lián)合體、8家領(lǐng)軍企業(yè)和企業(yè)科協(xié)提交了649個(gè)問(wèn)題難題，3萬(wàn)余名一線(xiàn)科技工作者和科學(xué)家參與推薦和研判，參與度較往年又創(chuàng )新高。經(jīng)過(guò)科技工作者初選、學(xué)科領(lǐng)域專(zhuān)家復選和終選預選、終選等環(huán)節，最終評選出30個(gè)重大問(wèn)題難題。

為什么是它們？它們是什么？

前沿科學(xué)

對科學(xué)發(fā)展具有導向作用

如何早期診斷無(wú)癥狀期阿爾茨海默病

權威解讀：阿爾茨海默病嚴重影響我國老年人群健康。出現阿爾茨海默病癥狀的前15至20年，患者腦內就開(kāi)始發(fā)生病理變化，此時(shí)為治療該病最佳時(shí)期。找到這一時(shí)期診斷的標志物并進(jìn)行干預，是降低我國阿爾茨海默病發(fā)生的最根本方法，具有重要的社會(huì )和經(jīng)濟效益。（中國認知科學(xué)學(xué)會(huì )）

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

權威解讀：對于復雜問(wèn)題的深度學(xué)習，使得人工智能模型越來(lái)越復雜，越來(lái)越不透明，從而導致很多挑戰性的問(wèn)題，如模型不可信、不可控和不可靠，尤其是人工智能模型的可解釋性差。在對人類(lèi)社會(huì )問(wèn)題造成重大影響時(shí)，亟須人工智能系統的決策過(guò)程有合理可信可靠的解釋?zhuān)员闾崆邦A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。（中國人工智能學(xué)會(huì )）

如何實(shí)現原子尺度精準制備和結構調控構建未來(lái)信息功能器件

權威解讀：隨著(zhù)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)，量子效應凸顯，經(jīng)典半導體物理不再適用。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)知識儲備。研究基于原子尺度精準制備和結構調控的新原理和新材料、發(fā)展信息器件構筑及功能調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)和加強我國的核心競爭力與國際話(huà)語(yǔ)權，可以為國家提供面向未來(lái)原子制造時(shí)代的人才儲備、技術(shù)支撐和科學(xué)研究基礎，搶占新一代制造領(lǐng)域的國際戰略高地。（中國真空學(xué)會(huì )）

新污染物治理面臨何種問(wèn)題和挑戰

權威解讀：目前，我們很多地方存在新污染物治理能力不足的問(wèn)題，新污染物治理面臨哪些挑戰，如何加強我國的新污染物治理能力建設是當前重要的課題。（中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì )）

如何實(shí)現自動(dòng)、智能、精準的化學(xué)合成

權威解讀：該技術(shù)一旦實(shí)現并大規模應用，不僅將改變傳統實(shí)驗科學(xué)面貌，將研究人員從大量重復性工作中解放，大幅提高研發(fā)新型功能分子和材料的效率，而且將對相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顯著(zhù)積極影響，但也可能給國家安全帶來(lái)新挑戰（合成化學(xué)武器）。（中國化學(xué)會(huì )）

如何整合多組學(xué)對生物的復雜性狀進(jìn)行研究

權威解讀：該問(wèn)題在農業(yè)產(chǎn)業(yè)上，可以解析重要的農藝性狀、經(jīng)濟性狀形成的分子機制，從而指導相關(guān)的生物育種，助力國家種業(yè)發(fā)展；另一方面，通過(guò)多組學(xué)的分析，可以對動(dòng)植物的生產(chǎn)性能精準評估，指導生產(chǎn)，促進(jìn)農業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。（中國畜牧獸醫學(xué)會(huì )）

能否實(shí)現材料表面原子尺度可控去除

權威解讀：微觀(guān)磨損不僅是微/納機電系統應用中的關(guān)鍵問(wèn)題，而且是納米制造的共性基礎問(wèn)題。當前微觀(guān)磨損研究注重材料磨損性能的表征，缺乏對原子級材料去除機理的深刻認識。（中國機械工程學(xué)會(huì )）

如何全方位精準評價(jià)城市綜合交通系統及基礎設施韌性

權威解讀：城市綜合交通系統及基礎設施韌性是關(guān)系到城市整體發(fā)展效率和安全水平的科學(xué)問(wèn)題，應提前謀劃，建立評價(jià)指標體系，實(shí)現全生命周期的精準量化評價(jià)，將有助于提升綜合交通應急保障技術(shù)水平，保障社會(huì )經(jīng)濟快速穩定發(fā)展。（中國公路學(xué)會(huì )）

宇宙中的黑洞是如何形成和演化的

權威解讀：黑洞是宇宙中最神秘的天體。隨著(zhù)對恒星級黑洞、超大質(zhì)量黑洞、中等質(zhì)量黑洞觀(guān)測的日益豐富，傳統的黑洞形成和演化理論受到了挑戰。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)機遇和突破。（中國天文學(xué)會(huì )）

制約海水提鈾的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題是什么

權威解讀：非常規鈾資源中海水是重要和具應用前景的資源之一，但海水提鈾技術(shù)仍面臨著(zhù)眾多挑戰，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)現海水提鈾，為核能事業(yè)可持續發(fā)展提供充足核原料。（中國化工學(xué)會(huì )）

工程技術(shù)

對工程技術(shù)創(chuàng )新具有關(guān)鍵作用

如何突破我國深遠海養殖設施的關(guān)鍵技術(shù)

權威解讀：突破深遠海養殖設施面臨的瓶頸問(wèn)題，符合我國漁業(yè)發(fā)展重大需求。發(fā)展深遠海養殖對于拓展養殖海域，減輕環(huán)境壓力，加快推進(jìn)水產(chǎn)養殖業(yè)綠色發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉型升級具有重要意義。（中國水產(chǎn)學(xué)會(huì )）

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

權威解讀：西北陜甘寧蒙疆地區是我國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、采空區等），實(shí)現礦山三廢的特大量、低成本地質(zhì)封存與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展，同時(shí)可建立系統封存理論與耦合體系，有效降低三廢處理成本。（中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì )）

如何創(chuàng )建心源性休克的綜合救治體系

權威解讀：心源性休克作為循環(huán)系統最嚴重的臨床綜合征之一，嚴重威脅國民健康，而且帶來(lái)巨大醫療負擔。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化治療策略，為我國心源性休克臨床指南奠定基礎。（中國生物醫學(xué)工程學(xué)會(huì )）

如何實(shí)現全固態(tài)鋰金屬電池的工程化應用

權威解讀：全固態(tài)鋰金屬電池的工程化應用屬于世界性難題，解決此問(wèn)題意義重大。它不僅能夠極大地滿(mǎn)足人們對高能量密度、高安全性電化學(xué)儲能系統的需求，有效地推進(jìn)我國低碳環(huán)保經(jīng)濟發(fā)展模式，更可穩固我國在電化學(xué)儲能領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，防范未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈風(fēng)險。（中國汽車(chē)工程學(xué)會(huì )）

如何實(shí)現高精密復雜硬曲面隨形電路

權威解讀：復雜硬曲面隨形電路技術(shù)因為其前沿性和革命性而成為全球關(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)展機遇，并進(jìn)一步催生千億級“藍?！笔袌?chǎng)。（中國電子學(xué)會(huì )）

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

權威解讀：該難題致力于構建強構造活動(dòng)區隧道工程安全風(fēng)險防控與結構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，對構建西藏地區完善的鐵路、公路網(wǎng)，推進(jìn)藏區長(cháng)足發(fā)展和長(cháng)治久安具有重大意義。（詹天佑科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金會(huì )）

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

權威解讀：高溫跨介質(zhì)熱/力/化學(xué)耦合問(wèn)題是我國未來(lái)高速飛行器、深空探測器及先進(jìn)動(dòng)力系統等重要型號面臨的共性基礎性問(wèn)題，該項研究有望在微觀(guān)作用機制及跨尺度的耦合行為的基礎理論和建模方面取得重大突破。（中國空氣動(dòng)力學(xué)會(huì )）

如何從低品位含氦天然氣中提取氦氣

權威解讀：氦氣是重要戰略稀有氣體資源，也是嚴重的“卡脖子”氣體。我國氦氣藏品位低、提取困難，發(fā)展面向貧氦天然氣的低成本提氦技術(shù)對保障我國氦資源安全具有重要意義，其關(guān)鍵突破點(diǎn)是開(kāi)發(fā)多級微孔高性能天然氣提氦離子膜材料。（中國化工學(xué)會(huì )）

如何利用遙感科技對地球健康開(kāi)展有效診斷、識別與評估

權威解讀：地球健康診斷、評估與識別是人類(lèi)可持續發(fā)展和構建人類(lèi)命運共同體的關(guān)鍵，需要進(jìn)一步發(fā)揮遙感綜合、動(dòng)態(tài)、快速、大范圍獲取數據等優(yōu)勢，開(kāi)展土地覆蓋調查、土地利用精細識別、農田作物品種分類(lèi)與病蟲(chóng)害監測、林地草地健康診斷；河道水體富營(yíng)養化監測、湖泊水質(zhì)污染研究；礦山生態(tài)恢復、森林采伐監測、草地退化監測；大城市溫室氣體排放監測、植被“碳匯”精準評估、中等城市土地利用變化檢測、集鎮聚落信息提取等各項“體檢”項目。（中國遙感應用協(xié)會(huì )）

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

權威解讀：該問(wèn)題的解決不僅可以極大提升我國空間裝備能力，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(xiàn)機電熱綜合設計技術(shù)、航天器載荷平臺一體化技術(shù)、超柔性空間結構動(dòng)力學(xué)分析與振動(dòng)控制技術(shù)等。（中國振動(dòng)工程學(xué)會(huì )）

產(chǎn)業(yè)技術(shù)

對產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有引領(lǐng)作用

如何建立細胞和基因療法的臨床轉化治療體系

權威解讀：惡性腫瘤診治是醫療領(lǐng)域的重大難題之一，細胞治療在多個(gè)領(lǐng)域表現出良好的前景。但因為細胞藥物制備及質(zhì)控困難，大大降低了其臨床應用。細胞藥物的制備和質(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。（中國細胞生物學(xué)學(xué)會(huì )）

如何實(shí)現存算一體芯片工程化和產(chǎn)業(yè)化

權威解讀：實(shí)現存算一體芯片突破，將極大推動(dòng)工程化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提升產(chǎn)能規模，有效滿(mǎn)足各行業(yè)算力需求，助力數智化轉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 )。（中國通信學(xué)會(huì )）

碳中和背景下如何實(shí)現火電行業(yè)的低碳發(fā)展

權威解讀：碳中和背景下，電力行業(yè)特別是燃煤、燃氣機組等火電行業(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，對我國未來(lái)的能源穩定、電力系統安全長(cháng)效發(fā)展十分必要。（中國能源研究會(huì )）

如何通過(guò)標準化設計，自動(dòng)化生產(chǎn)，機器人施工和裝配式建造系統性解決建筑工業(yè)化和高能耗問(wèn)題

權威解讀：突破現有建筑業(yè)建造模式和能耗減量瓶頸，將為我國建筑業(yè)向工業(yè)化、低排放全面轉型奠定堅實(shí)的技術(shù)基礎，對我國建筑業(yè)發(fā)展具有重要的戰略意義。（中國土木工程學(xué)會(huì )）

如何發(fā)展自主可控的工業(yè)設計軟件

權威解讀：我國是制造業(yè)大國，但在工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設計方面，嚴重依賴(lài)于國外工業(yè)設計軟件，缺少自主可控、性能優(yōu)越的工業(yè)設計軟件。存在“卡脖子”風(fēng)險，使我國的工業(yè)發(fā)展在研發(fā)設計環(huán)節即受制于人，在向制造強國、工業(yè)強國發(fā)展過(guò)程中面臨基礎性瓶頸。（中國科學(xué)學(xué)與科技政策研究會(huì )）

如何利用多源數據實(shí)現農作物病蟲(chóng)害精準預報

權威解讀：該問(wèn)題是限制傳統農業(yè)向現代化、智能化生產(chǎn)方式轉型升級的瓶頸，一旦突破將使我國農作物病蟲(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，節省人力物力、減少環(huán)境污染，帶來(lái)生產(chǎn)方式的革新。（中國植物保護學(xué)會(huì )）

如何采用非石油原料高效、安全地合成己二腈

權威解讀：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，有重要的戰略意義。（中國化學(xué)會(huì )）

小麥莖基腐病近年為什么會(huì )在我國小麥主產(chǎn)區暴發(fā)成災，如何進(jìn)行科學(xué)有效的防控

權威解讀：小麥為我國重要的糧食作物，在國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)成為我國小麥主產(chǎn)區生產(chǎn)上的重大問(wèn)題，對小麥安全生產(chǎn)構成嚴重威脅。本問(wèn)題解決后，將為我國小麥豐產(chǎn)穩產(chǎn)和國家糧食安全奠定堅實(shí)基礎，具有重大的經(jīng)濟、社會(huì )效益。（中國植物病理學(xué)會(huì )）

如何研制大型可變速抽水蓄能機組

權威解讀：基于我國能源發(fā)展戰略及電網(wǎng)發(fā)展戰略中對靈活調節電源的強烈需求，有必要快速突破“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)可變速抽水蓄能機組國產(chǎn)化和示范推廣應用，降低可變速抽水蓄能機組造價(jià)?？勺兯俪樗钅墚a(chǎn)品的工程應用，可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級，提高我國水電工程技術(shù)整體水平，優(yōu)化國家能源結構，并實(shí)現能源綠色、安全、高質(zhì)量發(fā)展。（中國電機工程學(xué)會(huì )）

如何突破滿(mǎn)足高端應用領(lǐng)域需求的高品質(zhì)對位芳綸國產(chǎn)化“卡脖子”技術(shù)

權威解讀：該技術(shù)的實(shí)現，對于引領(lǐng)材料工業(yè)升級換代，填補國內對位芳綸高端產(chǎn)品的空白，滿(mǎn)足國防軍工需要具有重要意義。

 來(lái)源：《光明日報》