21世纪100个交叉科学难题Word格式.docx
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高明的学术领导人，如卡文迪许实验室主任布拉格，善于利用自身积累的知识优势，发现学科交叉的切入点，及时开辟新的发展方向。
他领导的集体有宽松的学术环境，支持青年的创意，在完成指定工作之余进行自由选题。
进入新领域的青年科学家必须像沃森和克里克那样，不畏艰险，不怕失败，不怕嘲笑，以坚定不移的努力实现认定的目标。
要敢于争论，更善于合作。
沃森和克里克能最后成功，在于他们之间有良好的人际关系，既会顽强地坚持己见，又能灵活地倾听对方意见，在争论中互相尊重，发挥各自的长处，最后服从真理，很快达成一致。
所有这一切都再一次说明，当重大发现的时机已经成熟，在何时何地由何人发现则是由很多因素决定。
确定最有发展前途的研究方向，创造适合重大发现的环境条件，识别和支持优秀人才是各级科学研究机构的领导者应当首先关注并加以解决的问题。
地球之外智慧生命有多少
早在50多年前，天文学家就开始了对地外智慧生命的探索。
所研究的问题是，在我们银河系上千亿颗星球中，有多少像太阳一样带着环绕的行星？
其中有多少行星能孕育出生命？
有生命的“太阳系”中又有多少会存在着类似人类的智慧生物？
这些智慧生物需要进化多久才能产生具有星际通信能力的技术文明？
这些技术文明又能延续多久？
回答这些问题，需要人类几乎全部的知识，如天文学、物理学、化学、气候学、海洋学、地球物理学、生物学、进化论、考古学、人类学和各类社会科学的知识。
但是到今天为止，很多的相关问题我们还是很不清楚。
（赵永恒）
网络时代生物学家不落伍
21世纪是生命科学的世纪。
信息技术和生物技术将成为未来经济发展的支柱。
集这两大技术于一身的生物信息技术，是当前技术革命的热点；
正在逐渐形成的生物信息学，是一门崭新的交叉学科。
对它们可作如下粗浅理解：
以核酸、蛋白质等生物大分子数据为主要研究对象，以数理科学、信息科学和计算机科学为主要手段，以计算机网络为主要研究环境，以计算机软件为主要研究工具，构建各种类型的专用、专门、专业数据库，研究开发面向生物学家的新一代计算机软件，对浩如烟海的原始数据进行存储、管理、注释、加工，使之成为具有明确生物意义的生物信息，并通过对生物信息的查询、搜索、比较、分析，从中获取基因编码、基因调控、核酸和蛋白质结构功能及其相互关系等理性知识。
如果100多年前有人说：
“没有数学的科学是不完善的科学”，那么今天我们有理由说：
“不使用计算机的生物学家是落伍的生物学家”。
（罗静初）
脑与意识的关系还不清楚
自古以来，意识的本质和起源一直是哲学家们争论不休而科学家们又感到束手无策的问题。
现在，大家都知道脑外伤和全身麻醉会导致意识丧失，再没有人怀疑意识是与某些脑结构的活动相关联的，关于意识问题的争论也已经从神圣的哲学殿堂转移到了科学讲台。
脑与意识问题成了神经科学家、心理学家、物理学家、信息科学家、数学家和分子生物学家目光汇聚的焦点。
研究脑与意识的关系，实质是要回答物质如何转变为精神这样一个最根本性的科学命题。
这是一项极具挑战性的前沿科学。
在今后的100年内，更令人鼓舞的突破必将出现在对脑的认知、注意和思维等意识过程的认识方面。
（李朝义）
全球污染影响生物进化吗
环境污染在全球范围内的扩展，不仅形成很多生物生存的胁迫环境，而且也形成了所有生物进化发展的全新环境。
至今人们只对污染引起的短期、急性效应有一点了解，而对污染引起的长期效应，特别是对生物未来的进化前途和发展命运的影响，几乎没有涉猎。
对这一问题的深入认识，是20世纪留给人类的一个重要科学难题。
研究污染条件下的生物的适应和进化，需要综合环境化学、地球化学、全球生物性、生态遗传学、种群生物学等多门学科，才能广泛深入地认识这一关系到生物圈稳定发展和生物进化前途的重大科学问题。
目前该学科基本上还是处女地，将留给21世纪的生物学家和环境科学家们去努力耕耘。
当前所有国家的学者都处在同一起跑线上，我国学者尽快步入，有望在该领域取得一席之地。
（段昌群王宏镔）
攻克艾滋病的希望在哪里
由于全球的努力，我们已经对于艾滋病毒（HIV－1）和艾滋病有了很多认识，但是，至今仍未找到理想的治疗方法和有效的预防方法（如疫苗）。
为了攻克艾滋病，迫切需要找到实用、有效的治疗和预防的方法。
为此，除了病毒学和免疫学方面的专家外，还应该吸引更多的生物物理学家、组合化学、结构生物学、信息学等方面的年轻专家，突破传统的病毒学、免疫学和药物学的束缚，开辟新的研究思路和建立新的研究手段，来实现人类攻克艾滋病的梦想。
事实证明，基于传统概念的途径都未能奏效，唯有应用全新的技术，才有可能最终控制艾滋病。
（贲昆龙）
量子信息引发深层次思考
20世纪人们将量子理论应用于物质科学和能源科学，开拓出诸如半导体、激光、核技术等重要高新技术，造就了人类文明社会半个世纪的繁荣昌盛。
21世纪，一门新兴的交叉学科——量子信息科学应运而生，它是量子力学与信息科学相互融合的结果。
量子信息科学的诞生，一方面可望形成量子信息技术新产业，另一方面也引发人们对某些更深层次问题的思考：
人们坚信，量子计算机的实现不存在不可逾越的原则困难，量子计算机的诞生只是迟早的事，但鉴于量子计算的固有特性，未来实用的量子计算机应是个什么样子，仍然有待探索。
有人说，人脑是台量子计算机，它具有量子计算的超强信息处理能力。
但要证明人脑确实是如同量子计算机那样运作，目前还缺乏可靠的科学依据。
（郭光灿）
分子考古学呼唤复合人才
考古学得以与分子生物学联姻的关键在于古DNA研究技术的出现。
但是，自然科学与人文科学由来已久的隔阂也严重阻碍了古DNA这一可以贯通考古学与分子生物学的技术方法的应用与发展，大部分考古学者仍然对古DNA研究相关知识不知不解或知之甚少，因而在考古发掘中，“取器弃骨”的现象仍然不绝如缕。
所以有必要使双方相互调适，如分子生物学分析的原理、过程和结果应根据考古学的要求加以调整。
当然最好的方法是培养跨学科复合型人才，他们是交叉学科得以深入发展的原动力。
（金力张帆黄颖）
最好的医学是中西医结合
如果你牙疼，西医解释为细菌感染，用杀菌的消炎药治疗；
中医却解释为“上火”，用清热的草药治疗。
无数次实践证明两种方法都有效，但哪种解释有道理？
人们的看法就大相径庭了。
目前，揭开中草药科学原理之谜的条件已经成熟，我们需要进行一系列精心设计的实验，直接观察中药是如何影响细胞质的物理化学性质。
实施这种观察有不少技术上的困难，需要中医、西医和化学、物理学家们通力合作才能解决。
但是，当这个谜揭开后，中医的每一点并不一定都可以用西医的理论来理解，反之亦然。
中医把人体这个复杂系统作为一个整体来观察和治疗，西医则从微观结构来观察和治疗人体。
按照物理学中的说法，这两种观点是互补的，每一种都是对另一种的补充，每一种都没有包含全部真理。
因此，最好的医学应该是中西医相结合的医学。
（朱清时）
提倡科学家自由思考
———《21世纪100个交叉科学难题》编者专访
本报记者武卫政
日前，记者采访了《21世纪100个交叉科学难题》主编、中国科学院科技政策局研究员李喜先。
问：
1998年您主编了《21世纪100个科学难题》，6年多过去了，请问书中编入的科学难题发挥了什么作用，难题本身的研究有何进展？
答：
这本书是经过118位科学家的共同努力，历时两年完成的。
书中编入的科学难题以多种形式对国家制定大型的中长期计划起到了推动作用。
其中一部分渗透到中国科学院知识创新工程之中，即作为科学前沿、发展方向，进行了长期布局，如理论生物物理与生物信息学、脑智（brain＆mind）科学、粒子宇宙学、量子物理与信息、纳米科技基础、极端条件下的物质结构、超门类交叉科学等重大领域；
其中一些分别进入了国家自然科学基金支持的重大领域、重点项目和面上项目中；
还有一些进入了国家重大基础研究计划（如“973”计划等）之中。
许多提出难题的科学家正在朝着解决自己提出难题的方向努力：
如解决大脑与智力的关系（脑智科学发展的方向）这一极困难的科学难题，现在有了一些进展，已有6篇学术论文在国际高水平杂志SCIENCE等上发表了；
其他一些仍在研究之中，都有不同程度的进展。
总之，提倡中国科学家能独自提出和解决科学难题的意义是深远的。
为什么还要再编一本《21世纪100个交叉科学难题》？
当年在《21世纪100个科学难题》出版座谈会上，大家都赞同还要出版续集，后经编委会讨论，将续集定名为《21世纪100个交叉科学难题》。
它更强调各类科学，各门学科之间广泛的交叉，以适应21世纪科学发展趋势。
特别是提倡中国科学家独自勇于、善于提出和解决交叉科学难题。
请您谈谈这本书的特点。
本书遴选的100个交叉科学难题是中国科学家提出来的，虽然它们涉及自然科学、社会科学、数学科学乃至哲学等之间的广泛交叉，但也仅是交叉科学难题的一部分。
本书编辑的构思是围绕自然科学4大基本难题（宇宙起源和演化、物质结构、生命起源和演化、智力起源）展开。
开头就涉及宇宙学的难题，并与物质的深层结构粒子世界联系起来，形成粒子宇宙学中的交叉学科难题。
从宇宙的演化，直到出现生命现象，最后出现人类精神现象和社会现象这种最高级的形式。
书的末尾部分大多是涉及生命、脑与智力、社会现象等难题。
这本书对稿件有什么要求？
编委会采取了自由征稿和定向征稿两种方式，并通过多种渠道发出了1万余份征稿启事。
后来，先后返回约200份稿件。
这些稿件经编委会初审，明显不满足要求的即退稿。
一般每篇稿件要经3位相关科学家评审。
争议很大的，反复评审，其中为了一篇争议很大的稿件还专门召开了香山科学会议讨论。
一直到出版前，还换了少数几篇。
来自:
fisher
2012-09-1723:
04:
21
21世纪100个交叉科学难题
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
24Z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
32Si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
54DNA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”
85Stewart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
21世纪100个科学难题 1．对深层物质结构的探索黄涛
21世纪100个科学难题 2．协调相对论和量子论的困难黄光璧
21世纪100个科学难题 3．引力波探测胡恩科
21世纪100个科学难题 4．质子自旋“危机”及其实验探索孙祖训
21世纪100个科学难题 5．力学的世纪难题——湍流周恒
21世纪100个科学难题 6．金属微粒中的量子尺寸效应和超导电性金铎徐力方
21世纪100个科学难题 7．高温超导电性张裕恒
21世纪100个科学难题 8．固体的破坏白以龙
21世纪100个科学难题 9．宇宙结构的形成与星系的起源马＃
21世纪100个科学难题 10．太阳中微子之谜彭秋和
21世纪100个科学难题 11．活动星系核的能源和演化周又元
21世纪100个科学难题 12．星际分子云和恒星的形成杨戟
21世纪100个科学难题 13．宇宙常数问题俞允强
21世纪100个科学难题 14．太阳活动的起源汪景琇
21世纪100个科学难题 15．磁元的争辩艾国祥邓元勇
21世纪100个科学难题 16．黑洞的证认卢炬甫
21世纪100个科学难题 17．宇宙论中的暗物质问题何祚麻
21世纪100个科学难题 18．地外文明与太空移居卞毓麟
21世纪100个科学难题 19．寻找地外理性生命甫仁东
21世纪100个科学难题 20．星系演化的途径邹振隆
21世纪100个科学难题 21．最终解决人类能源问题的课题霍裕平
21世纪100个科学难题 22．未来的空间太阳能发电徐建中陈焕倬张世铮
21世纪100个科学难题 23．太阳风的起源及其加速机制涂传诒
21世纪100个科学难题 24．日冕加热和太阳风加速胡友秋
21世纪100个科学难题 25．表面张力梯度驱动对流胡文瑞
21世纪100个科学难题 26．磁层亚暴和磁暴的整体过程刘振兴濮阳荫沈超
21世纪100个科学难题 27．富勒烯化学顾镇南施祖进
21世纪100个科学难题 28．单原子识别与分子设计和合成白春礼王琛
21世纪100个科学难题 29．室温有机超导体朱道本
21世纪100个科学难题 30．催化的高选择性合成王东
21世纪100个科学难题 31．原子簇物质孔繁敖
21世纪100个科学难题 32．非线性光学聚合物实用化的若干问题叶成
21世纪100个科学难题 33．分子工程学郭国霖桂琳琳唐有祺
21世纪100个科学难题 34．分子元件的单原子加工和自组装朱清时
21世纪100个科学难题 35．可持续发展对化学的挑战朱清时
21世纪100个科学难题 36．地球科学中的非线性和复杂性刘式达
21世纪100个科学难题 37．地球构造运动驱动机制的反演王仁
21世纪100个科学难题 38．人类对全球环境变化影响的预测符淙斌
21世纪100个科学难题 39．气候系统动力学黄荣辉
21世纪100个科学难题 40．自然控制论曾庆存
21世纪100个科学难题 41．地震成因与地球内部流体徐常芳刘若新
21世纪100个科学难题 42．地球的自转运动及其与地球各圈层的相互作用叶叔华郑大伟
21世纪100个科学难题 43．现今岩石圈构造解析中的若干难题马宗亚杜品仁
21世纪100个科学难题 44．生物多样性保护马克平
21世纪100个科学难题 45．细胞凋亡赵永同
21世纪100个科学难题 46．生物学的理论大综合：
遗传、发育和进化的统一王亚辉
21世纪100个科学难题 47．分子识别、化学信息学和化学反应智能化问题宋心琦周金渭周福添
21世纪100个科学难题 48．人能否在地球以外长期生存魏金河
21世纪100个科学难题 49．脑神经系统动力学裴留庆
21世纪100个科学难题 50．生命、人的思维、意识、目的等的物理学基础徐京华
21世纪100个科学难题 51．探索生命的遗传语言彭守礼
21世纪100个科学难题 52．疯牛病—中心法则——Affinsen原理丁达平
21世纪100个科学难题 53．分子进化的驱动力与分子进化理论张亚平
21世纪100个科学难题 54．脑的计算模型能带我们走多远顾凡及
21世纪100个科学难题 55．如何控制化学反应的方向（反应通道）朱超鹤
21世纪100个科学难题 56．未来的认知神经科学能否给意识以新的解释沈政
21世纪100个科学难题 57．地球演化的统一理论：
“两均论”与“两非论”欧阳自远张福勤
21世纪100个科学难题 58．有机体信息系统的演化在物种生存、适应过程中的作用马原野
21世纪100个科学难题 59．脑的选择性自适应郭爱克
21世纪100个科学难题 60．脑与行为的自组织周昌乐
21世纪100个科学难题 61．思维与智能的本质冯嘉礼
21世纪100个科学难题 62．人脑如何组织其信息存贮黄秉宪
21世纪100个科学难题 63．脑与免疫功能范少光
21世纪100个科学难题 64．生命起源、细胞的起源和进化研究李靖炎
21世纪100个科学难题 65．生命的起源与蛋白质刘次全
21世纪100个科学难题 66．RNA与生命起源张静
21世纪100个科学难题 67．注意的脑机制吴新年
21世纪100个科学难题 68．智力的起源赵南元
21世纪100个科学难题 69．细胞如何调控基因组的有序活动郝水
21世纪100个科学难题 70．人脑是怎样认知外界视觉世界的寿天德
21世纪100个科学难题 71．重力的植物细胞生理学问题刘承宪
21世纪100个科学难题 72．中心法则的空白——从新生肽到蛋白质王志珍
21世纪100个科学难题 73．“JUNK”DNA有什么功能陈润生
21世纪100个科学难题 74．统一
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