中国科协发布2020重大科学问题和工程技术难题

为研判未来科技发展趋势，抓住科技创新突破口，前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向，经过网络初评投票、复审评议和终审评议，8月15日，中国科协在第二十二届中国科协年会闭幕式上发布了10个对科学发展具有导向作用的科学问题和10个对技术和产业具有关键作用的工程难题。

一、前沿科学问题

问题1：冠状病毒跨种传播的生态学机制是什么？

进入21世纪以来，我国先后出现了多起新发传染病事件，其中2002年的SARS和目前正在肆虐的新冠肺炎尤为严重。新冠病毒在全球蔓延后，对病毒本身的研究迅速开展，却忽略了病毒跨种传播生态学机制的研究。

问题2：引力波将如何揭示宇宙奥秘？

引力波是广义相对论预言的一种时空涟漪，是时空本身的一种波动现象。这种波动在传播中很少受到物质分布的影响，所以保留着引力波源的原初信息。

问题3：地球物质是如何演化与循环的？

地球物质主要分为岩石和矿物。从时间尺度上来看，地球物质都是演化的。

问题4：第五代核能系统会是什么样子？

2000年，美国能源部倡议发起的第四代核能系统国际论坛把核能的发展分为四代。第一代是验证工程可行性的原型试验堆。第二代是证明了商业可行性的标准化、系列化、批量化的商业核电站。第三代是经济性和安全性进一步提升的演化型商业核电站设计。第四代是在可持续性、经济性、安全性和可靠性、防核扩散和物理保护等方面显著提升的下一代核能系统。

问题5：特种能场辅助制造的科学原理是什么？

随着航空航天、交通运输等领域对轻量化和安全性的持续需求，更多的高强材料，包括超高强度钢、轻合金、复合材料和金属间化合物等，应用于复杂构件。

问题6：数字交通基础设施如何推动自动驾驶与车路协同发展？

未来自动驾驶车辆大范围社会化运行局面必然会出现，对交通运输系统而言将是一场变革，道路交通运输系统面临演进换代的挑战。

问题7：调节人体免疫功能的中医药机制是什么？

虽然免疫学的基础研究取得了令人瞩目的成就，医学也在突飞猛进地发展，但在许多疑难重症的防治方面仍显得不足。

问题8：植物无融合生殖的生物学基础是什么？

无融合生殖是一种通过种子进行无性繁殖的生殖方式，可以使杂交品种产生克隆种子，保持杂交后代性状不发生分离，从而永久固定杂种优势。

问题9：如何优化变化环境下我国水资源承载力，实现健康的区域水平衡状态?

水资源是基础性自然资源、战略性经济资源和生态环境的控制性要素。水资源在国家“五位一体”建设格局中具有战略性支撑地位。

问题10：如何建立虚拟孪生理论和技术基础并开展示范应用？

虚拟孪生是在数字孪生的基础上，利用传感器、物联网、虚拟现实、人工智能等数字技术对真实世界中物理实体和智能实体对象的特征、行为、形成过程和性能等进行描述和建模的过程和方法，也称为虚拟孪生技术。