• 聚焦氣候、城市和制造三大領域,2022年度人類社會發展十大科學問題發布
    來源:界面新聞作者:景惠2022-11-29 16:06

    2022年11月28日,在成都舉辦的第四屆世界科技與發展論壇上,中國工程院院士、愛思唯爾Engineering期刊編委羅先剛院士和英國工程技術學會主席、哈德斯菲爾德大學校長Bob Cryan教授共同揭曉了“2022年度人類發展十大科學問題”。

    本次發布的十大科學問題圍繞聯合國2030年可持續發展議程提出的17個可持續發展目標,聚焦氣候、制造、城市三大領域,涉及應對極端氣候事件、資源密集型制造業轉型、構建智能和宜居城市等人類正在面臨的實際重大挑戰和社會發展問題。

    圖片來源:愛思唯爾 

    極端天氣頻發,氣候問題亟待解決

    2022年全球各地頻發的種種極端氣候事件,讓“氣候”問題首當其沖成為了年度“十大科學問題”的重點領域:

    “如何通過發展綠色經濟來穩定地球氣候”

    氣候變化正在影響地球上的每個國家。發展以綠色制造、生態農業等為主的綠色經濟不僅能減少對化石燃料的消耗進而減少二氧化碳排放,還能促進二氧化碳的固定,為實現碳中和作貢獻。該問題關注如何發展綠色制造、生態農業,有效減少碳排放和實現碳中和。

    “如何有效應對全球極端天氣氣候事件”

    全球頻發的酷熱、嚴寒、暴雨、暴雪、颶風等極端天氣的氣候災害,嚴重危及人類生命和財產安全。造成極端天氣氣候事件的成因非常復雜,探尋這一科學問題,有助于幫助人類科學預測和防范氣候災害。

    “在兼顧經濟、社會發展的前提下采取何種機制實現碳排放目標”

    愈演愈烈的極端天氣氣候事件已經給人類亮起“紅色信號”,建立科學、全球性的二氧化碳減排機制迫在眉睫。此問題致力于為實現可持續發展目標規劃更加清晰的行動方案,例如,如何推動跨國家、跨地區和跨經濟體的氣候行動,如何構建多地區多部門合作協同格局等。

    智能制造不斷演進,第四代工業革命進行中

    “制造”領域的四大科學問題,則揭示了全球制造業發展趨勢與亟待攻克的重點話題:智能制造是一個不斷演進的大系統,也是新一代信息技術與先進制造技術的深度融合,

    “作為第四次工業革命的核心技術,智能制造如何推進世界制造業的轉型升級和創新發展”

    此問題對全球制造業都具有普遍前瞻性意義。智能制造是一個不斷演進的大系統,是新一代信息技術與先進制造技術的深度融合,貫穿于產品制造服務全生命周期的各個環節。作為核心驅動力的新一代智能制造引領和推動制造業轉型升級是實現第四次工業革命的關鍵。

    “如何認知光合作用、高精度綠色制造等底層的共性基本科學問題”

    光合作用是保障糧食安全、助力碳達峰的重要自然過程。高精度激光制造是實現綠色智能制造的重要手段。然而這兩者底層的共性科學問題目前仍未明晰。

    “如何從資源密集型、高碳制造業向去中心化、低碳制造業轉型”

    近年來,疫情等因素對全球供應鏈造成了嚴重沖擊。該問題聚焦制造業的能源依賴問題,探究如何充分利用自然界普遍存在的二氧化碳、氮氣、水等資源,與太陽能、風能等可再生能源,通過小型電解電堆現場生產食物、藥物、建材等產品,緩解生產制造對土地、煤炭、天然氣等傳統資源的依賴。

    “如何實現后摩爾時代芯片制造中原子精度表面的加工”

    后摩爾時代的芯片制造邁入原子尺度,將面臨新的挑戰,制造原理從經典力學到量子行為跨越。需要深入分析和理解微觀加工精度和特征尺度的內在關系以及加工精度缺失導致結構失效的演變規律。此問題為我們提出了新的課題。

    建設可持續發展城市,綠色且智能

    2022年度“十大科學問題”關注的第三個領域,是建設可持續發展的“城市”:

    “如何構建綠色、高效的城市廢棄資源再利用體系”

    城市化進程中產生的大量生活垃圾、建筑垃圾、園林剩余物等,對人類社會產生了巨大影響。構建高效集儲與分類系統,開展廢棄資源綠色、高值化綜合利用技術體系與產業分布規劃設計,可以對城市化進程中產生的廢棄資源進行再利用,并產生再生資源和產品。

    “如何構建高速、立體、互聯、智能的人類宜居城市”

    城市是現代人類的主要生存場所。城市既可以高效創造產出,也面臨高運行成本和安全保障困難等問題,其宜居性取決于多方面因素。城市的人口與地域規模及其內部生產生活功能區域的布局設計,對整個城市的產出與消耗,特別是宜居性有著重要影響。面對城市面臨的上述問題,需要為該科學問題尋找解決方案,以打造更智能和宜居的城市形態。

    “如何優化城市布局和功能以降低資源消耗”

    城市是經濟增長的動力,貢獻了大部分的全球生產總值,同時消耗了大量的全球資源。城市無計劃地擴張和不合理的地理位置布局,將會造成巨大的資源浪費,如寒冷地區的城市將會消耗大量采暖能源。通過研究此問題,制定科學、綠色的城市發展計劃,可為城市減少能源消耗。

    據悉,2022年度“十大科學問題” 由中國科學技術協會與全球領先的信息分析公司愛思唯爾、科學導報社、《中國科學》雜志社和英國工程技術學會聯合發起,根據Scopus等全球權威科研數據庫相關科學研究熱點關鍵詞的檢索結果,由國內外知名科技期刊的主編、編委、高端戰略科學家討論提出候選問題,并在全球范圍進行廣泛投票而遴選產生。

    “作為每屆世界科技與發展論壇的重大項目,十大科學問題的遴選與發布,結合了本年度的海量科學數據洞察和國內外科學家的智慧結晶?!绷_先剛院士表示,“通過公布這些引領科技創新趨勢的十大科學問題,我們希望凝聚全球科學家的智慧與力量,就關乎人類命運共同體的重大科學問題加強跨學科交流與國際合作,為在全球范圍內落實2030年可持續發展議程而協同攻關?!?/p>

    責任編輯: 陳勇洲
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