那些“卡脑子”的科学问题,如今怎样了

作者 | 张文静

《Science 125个前沿问题解读》(上、下册),高福主编,科学出版社2019年7月出版

“如今的中国,既面临'卡脖子’的问题,也面临着'卡脑子’的问题。这本书就是关于那些'卡脑子’的问题的。”

7月20日,在科学出版社举行的“《Science 125个前沿问题解读》新书发布会”上,中国科学院院士、《科学通报》主编高福说。

125周年,125个问题

2005年,正值Science创刊125周年。本着向“科学”致敬的精神,由各领域专家组成的Science编委会挑选了125个挑战全球科学界的重要基础问题作为纪念。

“这125个问题涉及的范围从宇宙构成、地球演化、生命兴起直到人类自身。”高福介绍说,其中涉及生命科学的问题约占46%,关系宇宙和地球的问题占16%,与物质科学相关的问题占14%以上,认知科学问题占9%,其余占总数15%的问题分别涉及数学与计算机科学、政治与经济、能源、环境和人口等。“这凸显了我们对人类自身以及宇宙奥秘的新奇与寻找答案的渴求。”

与“卡脖子”的说法相对应,高福将Science 提出的125个前沿问题称为“卡脑子”问题。

“如果说,'卡脖子’问题是中国与世界科技强国相比遇到的关键核心技术瓶颈,那么'卡脑子’问题则是包括发达国家在内的、需要全人类共同面对的、对颠覆性科技变革的欠缺。”高福解释说,“它包含两个层面:一是如今人类的认知水平受到了限制,人类对很多问题依然想不通,比如艾滋病疫苗如何研制;第二个层面是'人家能想到,你想不到’。中国学者把这125个问题拿出来解读,就是想解决'卡脑子’的问题。”

在125个问题中,生命科学领域的问题占据了近一半的体量。

比如:人类意识的生理基础是什么?为什么人类的基因只有大约2.5万个,远少于先前的预期?基因变异和人类健康的联系有多紧密?人类的寿命究竟能有多久?什么在控制器官再生?人类是不是宇宙中唯一的智慧生命?

又比如:地球上的生命何时、何地开始兴起?什么决定物种多样性?是什么基因变异使人类和其他灵长类动物区分开来?记忆是如何储存和恢复的?人类的合作行为是如何演化来的?能否研制出有效的艾滋病疫苗?我们能否选择性地“关闭”某些免疫反应?

“这些问题触及了人类的本质与'灵魂’。”高福说。

除此之外,物理领域的问题也颇受大众关注

比如:宇宙的构成究竟如何?描述世界的物理理论能否统一?有一些问题涉及当前人类共同面临的挑战。

比如:温室效应会将地球加热到什么程度?什么能源、到什么时候能取代石油?地球能容纳人口的上限是多少?还有一些问题涉及信息学和医学。比如:传统计算机的极限在哪里?

“这些问题,都是困扰人类已久的对客观世界认知的本质问题,触及了人类认知的极限。”高福说。

“人类到底还对多少个问题不清楚?”Science时任总编辑唐纳德·肯尼迪在这125个问题提出时问道。

“如今,人类面对这些问题,依然存在着许多未知。今后,人们将致力于研究解决这些问题。”高福说。

10年后,136篇解读

10年后,人类对这125个问题的解答进展到了何种程度?

2015年,中国自然科学综合性学术刊物《科学通报》邀请国内百余位专家学者作出了回应。

这些学者对125个问题进行了解读。

例如,中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所研究员蔡荣根解读“黑洞的本质是什么”;中国工程院院士、中国石油勘探开发研究院院长赵文智解读“什么能源、到什么时候能取代石油”;中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员吴新智解读“人种及其演变”等。

作为《科学通报》主编,高福也对“能否研制出有效的艾滋病疫苗”提出了自己的看法。

这些解读文章自2016年起在《科学通报》上刊出,直至2018年结束,共发表文章136篇。

与此同时,《科学通报》微信公众号也陆续推出部分文章的科普版短文,受到较多关注

如今,这些文章以《Science125个前沿问题解读》为题结集成书,分上、下册,由科学出版社出版。

许多问题很难回答。

比如:“人类寿命到底能延长多久?”解答这个问题“最大的困难是人类无法进行寿命的严格对照实验,人类寿命的延长既涉及个体的遗传因素,也与人类文明和医学科技发展密切相关”,《科学通报》上的解读文章如是说。

但来自中国医学科学院北京协和医学院的研究员何琪杨仍然从长寿基因、表观遗传因素、医疗科技、生活方式及环境因素等方面入手,分析了这些因素对人类寿命的影响。

这些研究虽然还无法解答人类寿命极限的问题,但它们仍对改善老年健康具有十分重要的意义。

“在这125个问题中,前25个问题最为醒目,也有望不久得到解决。”Science编委会表示。唐纳德·肯尼迪则强调,也许这些大问题中有些永远得不到答案,但它们指明了科学家们前进的方向,而解决这些问题的努力也将丰富人类的知识、推动人类进步。

“有争议就对了”

“发现问题、提出问题是科学研究的前奏。”高福说,“问题意识是科学家的基本素质,问题导向也一直是科学家立项选题的根本所在。科学的进步一直都是在围绕着发现问题、解决问题,发现新问题、解决新问题的周而复始的过程中不断完成的。”

具体到今日中国的科学应该往哪儿走,高福认为,我们更要坚持问题导向。

“但仅能拿出问题却没有解决办法也不行。或者,那些今天人类不能解决的问题,我们是否可以说未来能够解决?所以我们还要有目标导向。面对有些问题,我们可以制定目标,多久后要解决;有些问题我们可以告诉大家,现在解决不了,以后去解决。同时,我们也要有需求导向,也就使得科学问题的解决有益于社会进步、人民幸福、国家发展。这也是我们解读这125个问题的初衷。”高福说。

“尤其是今天,当我们遭遇各种'卡脖子’'卡脑子’问题的时候,更需要科研工作者与大众深入思考这些问题。”高福说道,“今年是新中国建立70周年,我们能否也提出'中国发展面临的70个'卡脖子’'卡脑子’的科技问题?我没有答案,把问题抛给大家。”

同时,高福也强调:“虽然对这125个问题进行解读的都是国内相关领域的专家,但我相信,越是难的问题,越是仁者见仁、智者见智。对这125个问题的解读,千万不要说是'定论’。这本书出版后,有批评就对了,有争议就对了,有不同意见就对了!这就是科学。”

《中国科学报》 (2019-07-26 第6版 读书)

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