21世纪100个交叉科学难题

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1、《21世纪100个交叉科学难题》聚焦21世纪交叉科学难题●专家观点　　●难题选萃　　●背景介绍　　编者按：伟大的科学家爱因斯坦说过，提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。　　始终关注着世界科学前沿的中国科学工作者，在上世纪90年代末曾提出21世纪的100个科学难题。今年，他们又提出了21世纪100个交叉科学难题。这些难题只是众多科学难题中的一部分，却反映了21世纪科学的整体化发展

2、趋势。这些难题一旦解决，必定促进科学技术产生重大突破，给人类带来巨大利益。　　难题的提出，不仅可以激励科学家和广大科技界人士的探索兴趣，而且可以让公众了解当今世界科学发展的态势。　　现从最新出版的《21世纪100个交叉科学难题》一书中选择部分内容，介绍给广大读者。　　　科学问题是科学发现的起点　　路甬祥　　科学史表明，科学经历了综合、分化、再综合的过程。现代科学则既高度分化又高度综合，而交叉科学又集分化与综合于一体，实现了科学的整体化。　　学科交叉点往往就是科学新的生长点、新的科学前沿，这里最有可能产生重大的科学突破，使科学发

3、生革命性的变化。同时，交叉科学是综合性、跨学科的产物，因而有利于解决人类面临的重大复杂科学问题、社会问题和全球性问题。　　交叉科学是自然科学、社会科学、人文科学、数学科学和哲学等大门类科学之间发生的外部交叉以及本门类科学内部众多学科之间发生的内部交叉所形成的综合性、系统性的知识体系，因而有利于有效地解决人类社会面临的重大科学问题和社会问题，尤其是全球性的复杂问题。　　在社会发展中，人类会遇到诸如人口、食物、能源、生态、环境、健康等问题，这仅靠任何单一门学科或一大门学科都不能有效地解决，而惟有交叉科学最有可能解决。　　在中国科学

4、发展中，学科交叉与交叉科学显得相对落后。在较长时期里，自然科学、社会科学、人文科学等之间存在着不可逾越的鸿沟，而科学发展、社会进步、经济发展等却都需要各门类科学、各门学科之间交叉、渗透和融合。　　许多科学哲学家都认为，科学问题是科学发现的逻辑起点，一切科学研究、科学知识的增长就是始于问题和终于问题的过程：旧的问题解决了，又引入了新的、更深刻的问题……因此，善于和勇于提出科学问题，用科学批判和理性质疑的科学精神去审视旧的科学问题，充分发挥创新性的想象力去提出新的科学问题，尤其是提出大跨度、综合而复杂的重大交叉科学难题就显得更具有

5、意义了。　　　学科交叉是创新思想的源泉　　周光召　　DNA双螺旋结构的发现，是20世纪生物学最重要的成果，开辟了分子生物学的新学科领域。发现DNA双螺旋结构的4位科学家中，沃森毕业于生物学专业，克里克和威尔金斯毕业于物理学专业，而富兰克林则毕业于化学专业，他们具有不同的知识背景，在同一时间都致力于研究遗传基因的分子结构，在又合作又竞争、充满学术交流和争论的环境中，发挥了各自专业的特长，为双螺旋结构的发现做出了各自的贡献。这是科学史上由学科交叉产生的重大科研成果。　　从DNA双螺旋结构的发现过程，我们可以得到很多有益的启示。　　

6、将一个学科发展成熟的知识、技术和方法应用到另一学科的前沿，能够产生重大的创新成果。学科交叉是创新思想的源泉。　　高明的学术领导人，如卡文迪许实验室主任布拉格，善于利用自身积累的知识优势，发现学科交叉的切入点，及时开辟新的发展方向。他领导的集体有宽松的学术环境，支持青年的创意，在完成指定工作之余进行自由选题。　　进入新领域的青年科学家必须像沃森和克里克那样，不畏艰险，不怕失败，不怕嘲笑，以坚定不移的努力实现认定的目标。　　要敢于争论，更善于合作。沃森和克里克能最后成功，在于他们之间有良好的人际关系，既会顽强地坚持己见，又能灵活地

7、倾听对方意见，在争论中互相尊重，发挥各自的长处，最后服从真理，很快达成一致。　　所有这一切都再一次说明，当重大发现的时机已经成熟，在何时何地由何人发现则是由很多因素决定。确定最有发展前途的研究方向，创造适合重大发现的环境条件，识别和支持优秀人才是各级科学研究机构的领导者应当首先关注并加以解决的问题。　　　地球之外智慧生命有多少　　早在50多年前，天文学家就开始了对地外智慧生命的探索。所研究的问题是，在我们银河系上千亿颗星球中，有多少像太阳一样带着环绕的行星？其中有多少行星能孕育出生命？有生命的“太阳系”中又有多少会存在着类似人

8、类的智慧生物？这些智慧生物需要进化多久才能产生具有星际通信能力的技术文明？这些技术文明又能延续多久？　　回答这些问题，需要人类几乎全部的知识，如天文学、物理学、化学、气候学、海洋学、地球物理学、生物学、进化论、考古学、人类学和各类社会科学的知识。但是到今天为止，很多的相关问题