第三届世界科技与发展论坛于2021年11月6-7日在北京举行，本次主题以“开放·信任·合作”聚焦持续构筑开放包容、互惠共享的创新合作平台，由中国科协、中国科学院、中国工程院主办，邀请联合国教科文组织、国际科学理事会、世界工程组织联合会作为支持单位，推动全球科技与人才开放交流，进一步阐明中国科技界推动开放合作的坚定立场，增进全球科技共同体互信合作。

　　在11月7日的闭幕式上，中国科学院院士，可持续发展大数据国际研究中心主任郭华东，英国工程技术学会主席朱利安·杨，以及《交叉科学》（《iScience》）主编斯蒂法诺·通扎尼共同发布了“2021年度人类社会发展十大科学问题”；同时国际纯粹与应用化合会（IUPAC）执委会委员、中国化学会副理事长帅志刚正式发布了IUPAC最新评出的“2021年度化学领域十大新兴技术”。

　　“2021年度人类社会发展十大科学问题”内容是以联合国2030年人类社会可持续发展议程提出的17个发展目标为基础，结合国内外社会发展热点和面临的重要问题，提出了生态、医疗、信息三个领域出的十个重大科学问题。

　　当下人类社会发展对大自然原材料等的需求已经超过了地球通过资源再生所能提供的数量。同时，人类对自然资源的过度开采、密集型生产和浪费型消费方式，使得自然资源的循环率继续下降，这种模式是不可持续的。更可持续的经济增长方式是什么？应如何建立起能够保护自然资源、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？

　　人类活动与气候变化共同作用塑造了生物多样性格局，而生物多样性格局也反过来影响人类活动和气候。人类活动、气候变化与生物多样性格局间的相互作用机制和规律有哪些？这些机制和规律对维持生态安全、气候良好和人类可持续性发展有哪些重要作用？

　　加强对陆域生态系统及生物多样性的保护，提升生态系统碳汇功能，抵消人类活动造成的二氧化碳排放，是实现碳中和目标的重要内容。但是目前缺乏绩效评估、监管、市场机制等关键技术支撑。如何建立提升生态系统碳汇功能的管理技术与机制？有哪些方式可以充分发挥生态系统和生物多样性在碳中和中的作用？

　　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。有哪些新方法能准确剖析这些重大疾病的病理机制及其间的病理关联性？如何制定准确、高效的早期诊断和治疗策略？如何更有效地减缓甚至阻止重大疾病的进程？

　　对患有传染病人的接触者追踪和锁定的信息技术已被广泛用于控制传染病流行范围的工作之中，但对接触者的信息采集，依赖于他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。同样高新兴年报，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。如何才能恰当地记录五大新兴领域是什么、收集医疗数据，并安全地共享？

　　传统的医疗诊断系统严重受限于医疗资源的配置（包括诊断技术和医生数量及水平等）和空间分布，导致很多病人无法获得及时准确的诊断和治疗。开发远程的分布式诊断平台与远程人工智能诊断专家系统结合的新型疾病诊断系统具有重大意义，可以性地改变传统的医院诊疗系统。这种系统如何推广应用?为规范使用需要哪些机构的合作支持？

　　人脑信息处理机制，人类智能形成机制尚不清楚。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。但人工智能目前正遭遇这一瓶颈。有哪些新方式能清晰地了解人类智能形成机制？阐明人脑信息处理机制？推进先进人工智能理论突破以及在真实环境中的广泛应用?

　　以大数据、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。人们是否能够更准确地数字化社会、经济和环境协同的可持续发展问题？如何更好地实现多领域可持续发展目标进展的跟踪评估与预测？我们可以创造一个完全数字化模式进行对地球管理吗？

　　虽然高速的信息传播使得人与人之间的联系变得更加快捷，但开放的信息获取却使得人与人之间的信任关系受到严重挑战，区块链技术又以机器信任的方式使信任关系更加复杂化。因此，如何结合复杂网络理论、区块链技术以及6G通信技术，研究三者的相互作用关系，对于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机制，对理解未来社会的发展模式至关重要。

　　人们每天都在创造数据，无论是来自商店和信用卡的购买位置数据，还是使用地图应用程序的地理位置数据，甚至是拍摄和标记的照片。这些看似毫无关联的数据可以被汇集在一起，确定一个人的信息。这种数据监控可以由政府完成，也可以由商业公司完成。如何利用信息技术更好地为用户提供服务，并保护人们的隐私，避免人们受到侵扰性的监视？

　　郭华东表示，遴选并发布十大科学问题，是世界科技与发展论坛的重要活动，有助于构建世界级科技思想交流平台，凝聚全球科学家智慧和力量，推动实现联合国人类社会可持续发展目标。

　　郭华东认为: 遴选并发布十大科学问题，是世界科技与发展论坛的重要活动，有助于构建世界级科技思想交流平台，凝聚全球科学家智慧和力量，推动实现联合国人类社会可持续发展目标。科技创新和大数据应用将有利于推动国际社会克服困难，在全球范围内落实2030年议程，中国已经成立了可持续发展大数据国际研究中心，展现出中国同世界各国携手合作、共谋发展的愿望与决心。中国科技界已经开启了利用大数据服务可持续发展的全面实践，以系统性和整体性的理念去研究可持续发展目标实现面临的一系列重大科学问题。本次信息领域问题的提出，也是希望可以携手全球科学家，制定一个系统的科技创新促进可持续发展目标实现路线图，以统筹协调全球科技资源，支撑全球可持续发展。

　　朱利安·杨谈到：英国工程技术学会（IET）已经连续三年参与这项重要的发布活动。要精确准地提名、选择出10个科学问题是非常困难但是非常重要且有意义的。希望可以通过提出这些人类社会发展中存在的问题，呼吁全球科学家凝聚共识，采取切实有效的行动来科学应对，推动科技创新服务人类社会的可持续发展。特别是在生态领域，想要在可持续发展与气候变化方面做出努力和改变科技绘画，单靠一个国家或一家学会一己之力是无法实现的，这需要全球科学家相互信任、合作， 共同寻找实现可持续发展目标的最佳解决方案。

　　《iScience》主编斯蒂法诺·通扎尼表示：COVID-19是全人类共同面对的健康威胁。为了解决人类的这一挑战，我们必须相互信任，信任科学的解决方案，信任团结人类社会的力量。除了COVID-19科技绘画，人类社会还面临许多其他的挑战，如气候变化、包容性教育、粮食安全等。斯蒂法诺·通扎尼为世界科技与发展论坛的再次召开感到高兴，他认为论坛汇集了来自世界各地的顶尖科学家的智慧高新兴年报，希望通过论坛的召开，使全球科学界能够更多地关注这一人类可持续发展面临的科学问题清单，并为寻找解决这些问题的答案共同努力。

　　Solvay、Evonik 和 BASF 是一些正在探索区块链技术在化学领域应用中处于世界领先的公司。许多人认为，由于区块链的主要内置功能之一——可追溯性，它是实现科学研究变得具有更多重复性的关键新兴领域的安全包括。

　　如今，化学家们幻想着扩展生命的密码——一个隐藏生物信息的通用系统。在过去的几年里，这个领域已经成为现实，并且已经取得了一些了不起的里程碑。

　　英国科学家Thomas Young（托马斯-杨）主要因双缝实验而闻名，该实验支持了光是一种波的观点。然而，他也开创了其他重要的科学领域，包括对浸润性的研究——液体与固体表面保持接触的能力。超浸润性表面在传感器、绿色打印、能量存储、废液处理、淡水收集等领域均具有重要用途。来自中国和韩国公司正在探索其在自清洁纺织品、油水分离和相变液体冷却等领域的应用。[1]

　　最近的实验室实验表明，这些人工腐殖质可以改善土壤质量和健康，以及农业生产力——这是抵消气候变化负面影响的一个有吸引力的选择。这种提高来自于人工腐殖质的诸多好处。

　　据《Our World in Data》的数据，到2021年7月底美国已经使用了超过3.25亿剂量的mRNA疫苗。然而，如果没有化学合成核酸方面的突破，这一切都不可能发生。现在，经过50多年的技术发展，RNA和DNA的制造已经完全自动化和大众化，以至于一些“台式”合成设备已在市场上出售。

　　声化学——使用（超）声波来触发化学反应——在这些现象中脱颖而出，特别是它在制造具有增值特性的创新功能材料中的巨大潜力[2]。今年，IUPAC强调了声化学在表面涂层方面的潜力，这是一项直接有助于实现若干可持续发展目标的技术。这种类型的处理方法可以赋予特定的表面各种不同的特性——磁性、荧光和抗菌等等。

　　发光一直让人类着迷，欣赏萤火虫的绿光和海藻的蓝光简直是一种魔法。科学家们已经学会了利用这些化学反应的力量——比如荧光剂，来帮助犯罪现场调查人员检测血液，以及获得2008年诺贝尔奖的绿色荧光蛋白（GFP）来点亮生物样本，简化了显微镜检查。然而高新兴年报，科学家们还在不断地改进发光分子，以应用于高效二极管、安全信号、生物研究等方面。

　　用于合成氨的 Harber-Bosch 工艺是有史以来最成功的化学反应之一。它使大气中的氮气（由于具有双原子分子中第二强的化学键其通常为惰性）能够转化为氨，然后是硝酸盐和亚硝酸盐，这些物质被用于制造化肥、塑料、纤维、制冷剂等。

　　化学家和生物化学家经常在大自然中找到灵感。靶向蛋白降解（targeted protein degradation,TPD）的情况也是如此，这是一种具有巨大治疗潜力的创新化学工具。

　　化学领域的最新进展使分析的精确度达到了前所未有的水平。在这个方向上五大新兴领域是什么，今年的十大新兴技术认识到了单细胞代谢组学方面的进展。在成像手段和技术方面，例如质谱等技术的进步为认识单个细胞提供了新的视角。

　　IUPAC主席 Christopher Brett 教授在视频致辞中指出，自2019年起，IUPAC每年重点评选10项新兴技术并进行发布。这些新兴技术包括新材料、降低能耗及提高效率并减少污染的新化学工艺。本年度选出的十大新兴技术，在帮助解决联合国政府间气候变化专门委员会近期的报告中强调的气候变化和环境风险方面做出了宝贵贡献，化学是应对和解决这些挑战的关键。

　　帅志刚副理事长讲到，从IUPAC“化学领域十大新兴技术”项目启动以来，中国化学会深度参与，在成果推荐过程中发挥了积极作用。2020年中国科学家领衔成果两项入选：唐本忠院士的聚集诱导发光和厦门大学侯旭教授的液体门技术新兴领域的安全包括新兴领域的安全包括。今年再次有江雷院士团队领衔的“超浸润性”入选。

　　自2019年起，以成立100周年为契机，IUPAC联合包括中国化学会在内的来自世界各个国家和地区的化学学术组织，共同发起“年度化学领域十大新兴技术”这一全球性活动。希望能在全世界范围内遴选出具有巨大潜力的创新技术，以此来改变当前的全球化学与工业界格局，推动实现联合国可持续发展目标（SDG）。

　　“化学领域十大新兴技术”每年全球性提名、评选一次，遴选出的新兴技术被期待更好提升人类生活和社会质量，帮助我们更合理、更高效地利用和转换资源，为新材料、医学等诸多应用领域提供可持续发展的解决方案。比如，2019年选出的不对称有机催化获得了今年的诺贝尔化学奖，核糖核酸疫苗技术在抑制新冠疫情发挥了重要作用。

　　2021年度人类社会发展十大科学问题内容摘编自微信公众号：科技改革进行时，来源：Research科学研究、中国新闻网 孙自法

　　2021年度化学领域十大新兴技术内容摘编自微信公众号：中国化学会，来源：IUPAC（英文）和中国化学会（中文）网站

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