2021年度人类社会发展十大科学问题发布

11月7日，在第三届世界科技与发展论坛闭幕式上，可持续发展大数据国际研究中心主任、中国科学院院士郭华东，英国工程技术学会主席朱利安·杨以及《交叉科学》主编斯蒂法诺·通扎尼共同发布“2021年度人类社会发展十大科学问题”。

本次发布的十个问题主要围绕联合国2030年可持续发展议程提出的17个发展目标，内容涉及生态、医疗、信息三大领域。

生态领域的问题是：

1. 如何建立以自然为基础的循环经济，实现可持续生产和消费，使人类和地球都受益?

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？

2.气候变化与生物多样性丧失之间的复杂关系和反馈机制是什么？

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？

3. 如何在维持生态系统和保护生物多样性的同时构建陆地生态碳汇，促进碳中和目标的实现?

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？

医疗领域的问题是：

1. 重大疾病病理机制、疾病间病理关联性及早期诊断策略是什么？

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？

2. 如何利用数据和信息技术来帮助控制和缓解全球大流行病？

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，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、收集医疗数据，并安全地共享？

3. 远程人工智能诊断专家系统如何变革传统医疗诊断系统？

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，可以革命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？

信息领域的问题是：

1. 人脑信息处理机制及人类智能形成机制是什么？

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?

2. 数字革命如何改变人类社会的可持续发展模式？

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？

3. 高速、开放的信息传播及机器信任对未来人类社会结构的影响机制是什么？

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。

4. 在一个日益被追踪和连接的世界里，人们如何确保个人隐私和安全？

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。