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哪些科技難題影響人類未來

來源:  光明日報       作者:詹媛      發布時間:2021-11-8 20:25  |  

面對新冠肺炎這樣的全球大流行病,數據和信息技術能發揮什么作用?人工智能會為醫療帶來什么變革?數字時代,人們如何確保隱私和安全……7日,由中國科學技術協會、中國科學院、中國工程院主辦,聯合國教科文組織、國際科學理事會、世界工程組織聯合會支持的第三屆世界科技與發展論壇閉幕式上發布了“2021年度人類社會發展十大科學問題”,這些科學問題不僅是科學家需要解決的問題,而且是將會對人類未來產生深遠影響,甚至改變人類未來的難題。

極寒、極熱等生態問題能否找到最佳解決方案

近日,寒潮襲來,北京等地一夜入冬,多地出現暴雪天氣。天氣變化關乎每個人的生活,而人類與氣候變化之間的相互關系,其對維持生態安全、氣候良好和人類可持續性發展有哪些重要作用,也是科學家最關注的問題。

“全球變暖、極寒、極熱等極端天氣和其他生態問題急需有效應對,尋找最好的解決方法非常困難,也是我們這個時代最大的挑戰。”發布生態領域相關問題的英國皇家工程院院士、英國工程技術協會主席朱利安·楊說。

他所發布的第一個問題為,如何建立以自然為基礎的循環經濟,實現可持續生產和消費,使人類和地球都受益?這個問題涉及人類和地球供需關系——當下人類對大自然需求已經超過了地球通過資源再生所能提供的數量。過度開采、密集型生產和浪費型消費方式是不可持續的。尋找能夠保護自然資源、保持生物多樣性以及維護好生態系統的循環經濟發展模式,就成為人類未來發展中最重要的問題。

第二個問題則與氣候變化有關——氣候變化與生物多樣性喪失之間的復雜關系和反饋機制是什么?也就是希望能夠探明“人類活動、氣候變化與生物多樣性格局間的相互作用,及其對維持生態安全、氣候良好和人類可持續性發展的影響。”

第三個問題關乎碳中和——如何在維持生態系統和保護生物多樣性的同時構建陸地生態碳匯,促進碳中和目標的實現?主要希望能夠針對碳中和目前缺乏績效評估、監管、市場機制等關鍵技術支撐的問題,建立管理技術與機制,充分發揮生態系統和生物多樣性在碳中和中的作用。

“沒有一個國家和地區能夠單獨應對這些問題。”朱利安·楊說,“我們希望世界各地的科學家能夠相互信任、相互合作,找到滿足世界各地發展目標的最佳解決方案。”

腫瘤、新冠肺炎等能否更高效診斷和防治

惡性腫瘤、心腦血管疾病、神經退行性疾病和精神病等重大疾病嚴重影響了患者及其家庭的工作和生活,同時帶來了沉重的社會和經濟負擔。

“為了解決人類面臨的這些挑戰,我們必須互相信任,信任科學的解決方案,團結人類社會的力量。”發布醫療領域相關問題的化學物理學家、著名科技期刊《交叉科學》主編斯蒂法諾·通扎尼一再強調:“希望全球科學界能夠關注人類社會發展科學問題這份清單。”

他所發布的人類需要共同面對的醫療領域的問題,首先便與惡性腫瘤、心腦血管疾病等有關——“重大疾病病理機制、疾病間病理關聯性及早期診斷策略是什么”。也就是說,希望能夠準確剖析這些重大疾病的病理機制及其間的病理關聯性,并制定準確、高效的早期診斷和治療策略,更有效地減緩甚至阻止重大疾病的進程。

“新冠肺炎對人類健康的威脅,無論窮人、富人、老人還是年輕人,無論亞洲人和歐洲人都會受到影響。”斯蒂法諾·通扎尼說,因此,第二個問題與傳染病的預防有關——如何利用數據和信息技術來幫助控制和緩解全球大流行病?信息技術已被廣泛用于控制傳染病流行范圍,但這種信息采集,依賴于人們愿意為了社會的集體利益分享其個人的地理位置和健康數據,同時不侵犯他們的隱私。同樣,自由分享科學數據(例如,病毒的基因組)對于研究人員能夠快速有效地應對大流行病的情況至關重要。因此,需要探索如何才能恰當地記錄、收集醫療數據,并安全地共享。

醫療領域的第三個問題是——遠程人工智能診斷專家系統如何變革傳統醫療診斷系統?這個問題在于利用遠程和人工智能技術為病人提供更多便利。遠程分布式診斷平臺與遠程人工智能診斷專家系統可以革命性地改變傳統的醫院診療系統。因此需要探索這種系統如何推廣應用,而為了使其規范使用,還需要哪些機構的合作支持。

人工智能、6G通信面臨哪些新挑戰

數字與信息技術不僅為醫療領域帶來新的機會。隨著大數據、云計算、人工智能、空間技術、網絡通信技術等為代表的數字技術,在數字地球、全球變化、高能物理、基因組計劃、深空探測等領域的使用,也成為科學發現與知識創新的新引擎,改變了人類生活及人類對世界的深層理解。因此,信息領域成為此次發布的第三個領域。

人類可以在不提供大量訓練數據的情況下學習和成長,并且可以靈活地將所學應用于與學習時不同的案例。但人工智能在這方面卻遭遇了瓶頸。因此,可持續發展大數據國際研究中心主任郭華東院士發布了該領域第一個問題:人腦信息處理機制及人類智能形成機制是什么?科學家希望能清晰地了解人類智能的形成機制,人腦信息的處理機制,以此來推進人工智能理論的突破。

該領域的第二個問題是——數字革命如何改變人類社會的可持續發展模式?該問題希望能夠更準確地把握數字化社會、經濟和環境協同的可持續發展問題,造一個完全數字化模式來管理地球。

第三個問題與復雜網絡理論、區塊鏈技術以及6G通信技術相關,期望能研究三者的相互作用關系,這關乎探索高速的信息獲取、開放的信息傳播以及機器信任對人類社會結構的影響,對理解未來社會的發展模式至關重要。

該領域最后一個問題關注“人們如何確保個人隱私和安全”。現在,人們的購物、位置等數據的隱私和安全頗受關注,而如何利用信息技術更好地提供服務,并保護人們的隱私,避免人們受到侵擾性的監視就成為需要全球共同關注的問題。

據郭華東介紹,此次參與評選“2021年度人類社會發展十大科學問題”的科學家來自中國、美國、英國、加拿大、新加坡等10余個國家和地區,其研究領域涵蓋生物學與生命科學、能源科學、環境科學、材料與微納米科學、人工與信息科學、地球科學以及社會科學等領域。“本次信息領域問題的提出,也是希望可以攜手全球科學家,制定促進可持續發展目標實現的路線圖。統籌協調全球科技資源,支撐全球可持續發展。”郭華東說。

(編輯:王星

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