第二十七屆中國科協(xié)年會(huì)主論壇7月6日在北京舉行。主論壇上，發(fā)布了2025重大科學(xué)問題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題。
流形的拓?fù)浜蛶缀畏诸?/strong>
流形的分類問題是數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)核心問題，長期以來也是基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究的驅(qū)動(dòng)力。流形是我們一般空間的數(shù)學(xué)表述，如球面，環(huán)面等。它在局部上類似于歐幾里得空間，在數(shù)學(xué)、物理、工程學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。研究流形的拓?fù)浜蛶缀畏诸悊栴}意味對(duì)不同類型的空間進(jìn)行全面、系統(tǒng)的了解，理解其內(nèi)在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。這類問題的任何重要進(jìn)展不僅可以為物理學(xué)中的廣義相對(duì)論、量子力學(xué)等理論，以及其他科學(xué)分支提供新的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，深化我們對(duì)空間、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等的深入理解，也可為數(shù)學(xué)中的拓?fù)鋵W(xué)、幾何學(xué)，以及其他重要問題提供新的視角和工具。
希格斯粒子性質(zhì)和質(zhì)量起源
CEPC（環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)）項(xiàng)目瞄準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)模型的核心，對(duì)質(zhì)量起源以及超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理信號(hào)進(jìn)行高精度、多方位的探索。CEPC建成后，將無可爭議地成為國際高能粒子物理實(shí)驗(yàn)的最前沿陣地，很有可能取得國際矚目的重大突破。CEPC及其升級(jí)項(xiàng)目將在半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間尺度上，使我國在高能物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)跑者地位。
CEPC對(duì)技術(shù)發(fā)展將起到不可估量的引領(lǐng)和推動(dòng)作用。CEPC將在低溫、超導(dǎo)、高頻、微波功率源、電子學(xué)與自動(dòng)控制等一批關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域大幅提升自主創(chuàng)新能力，對(duì)工藝新技術(shù)的發(fā)展、大規(guī)模工業(yè)制造將起到巨大的推動(dòng)作用。
CEPC也將給我們帶來一個(gè)國際化的科研中心，會(huì)對(duì)我國的科技體制改革、創(chuàng)新能力的提高以及人才培養(yǎng)等產(chǎn)生重大影響，會(huì)提高我們作為一個(gè)大國的硬實(shí)力、軟實(shí)力和國際地位。
準(zhǔn)金屬替代過渡金屬用于精準(zhǔn)合成與催化反應(yīng)的可行性研究
準(zhǔn)金屬替代過渡金屬實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化學(xué)合成，將重塑科學(xué)認(rèn)知邊界，打破傳統(tǒng)過渡金屬催化的思維定式，開辟化學(xué)合成新理論與方法體系。社會(huì)效益層面，它驅(qū)動(dòng)綠色化學(xué)發(fā)展，降低環(huán)境污染與資源依賴。科技上，帶動(dòng)多學(xué)科交叉創(chuàng)新；經(jīng)濟(jì)效益上，它可大幅削減生產(chǎn)成本，催生新興產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。這一突破將推動(dòng)藥物研發(fā)、材料革新，改善醫(yī)療與生活質(zhì)量，助力可持續(xù)發(fā)展，對(duì)推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展具有里程碑意義，將引領(lǐng)化學(xué)合成邁向更高效、綠色、智能的新時(shí)代。
臺(tái)風(fēng)路徑異常與強(qiáng)度突變
臺(tái)風(fēng)生成及生成之后的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和路徑之間的相互作用機(jī)制是臺(tái)風(fēng)研究的熱點(diǎn)，也是全球臺(tái)風(fēng)研究和預(yù)報(bào)長期存在的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。本問題突破后，科學(xué)上將深化對(duì)臺(tái)風(fēng)生成、臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)變化和異常路徑的多尺度物理機(jī)制的理解，建立臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)的理論及方法；技術(shù)上將提高臺(tái)風(fēng)異常路徑的預(yù)報(bào)能力，改進(jìn)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化的預(yù)測準(zhǔn)確度，強(qiáng)化臺(tái)風(fēng)精細(xì)結(jié)構(gòu)的預(yù)報(bào)水平，提升氣候變化背景下臺(tái)風(fēng)活動(dòng)的預(yù)測能力。這些突破將提高全球沿海和內(nèi)陸地區(qū)應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的能力，支撐我國防災(zāi)減災(zāi)的重大需求和應(yīng)對(duì)氣候變化的戰(zhàn)略部署，對(duì)提升海洋極端災(zāi)害的預(yù)警能力，保障我國遠(yuǎn)洋航運(yùn)貿(mào)易及海洋國防安全具有重要意義。
宏觀生態(tài)系統(tǒng)空間格局形成機(jī)理與系統(tǒng)間相互作用機(jī)制
宏觀生態(tài)系統(tǒng)空間格局形成機(jī)理與系統(tǒng)間相互作用機(jī)制的理論研究，有助于準(zhǔn)確理解生態(tài)空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域性、完整性、連續(xù)性和層級(jí)性特征；科學(xué)建立生態(tài)空間退化格局識(shí)別、生態(tài)狀況動(dòng)態(tài)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、生態(tài)多功能性權(quán)衡協(xié)調(diào)、多目標(biāo)協(xié)同的時(shí)空耦合范式；有效解決區(qū)域生態(tài)多目標(biāo)統(tǒng)籌、可持續(xù)性、多尺度級(jí)聯(lián)、生態(tài)功能與空間布局優(yōu)化的技術(shù)難題，是建立全域生態(tài)空間結(jié)構(gòu)調(diào)整和空間布局優(yōu)化系統(tǒng)解決方案，保護(hù)重要生態(tài)空間及促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。
基于密碼學(xué)視角的人工智能安全新理論和防護(hù)體系
人工智能領(lǐng)域面臨統(tǒng)籌發(fā)展和安全的難題。2025年4月25日，習(xí)近平總書記在中共中央政治局第二十次集體學(xué)習(xí)時(shí)指出“確保人工智能安全、可靠、可控”?；诿艽a學(xué)的人工智能安全新理論不僅解決人工智能安全的數(shù)學(xué)可解釋性，實(shí)現(xiàn)人工智能安全體系化測評(píng)與評(píng)估，而且推動(dòng)人工智能安全從經(jīng)驗(yàn)性防御向數(shù)學(xué)可驗(yàn)證安全范式躍遷，實(shí)現(xiàn)人工智能高安全水平下的高質(zhì)量發(fā)展。
多維度、可重構(gòu)超分子機(jī)器組裝
該問題的突破將在科學(xué)層面構(gòu)建可逆、可重構(gòu)的組裝體系，從“分子合成導(dǎo)向”轉(zhuǎn)向“功能組裝導(dǎo)向”，形成超分子機(jī)器專用表征體系；在技術(shù)革新層面，微/納機(jī)器人的集群行為控制為分子機(jī)器提供設(shè)計(jì)范式，使得超分子機(jī)器有望成為繼芯片、人工智能后的下一代技術(shù)制高點(diǎn)，推動(dòng)社會(huì)向智能化、可持續(xù)化方向深度轉(zhuǎn)型。
暗能量與哈勃常數(shù)危機(jī)
哈勃常數(shù)危機(jī)的解決與暗能量動(dòng)力學(xué)本質(zhì)的揭示，必將引發(fā)對(duì)宇宙起源、演化以及基礎(chǔ)物理定律的全新認(rèn)知與深入反思，有望在物理學(xué)與天文學(xué)交叉領(lǐng)域催生突破性理論變革，重塑科學(xué)范式。推動(dòng)該問題的研究突破將帶動(dòng)我國大規(guī)模巡天望遠(yuǎn)鏡技術(shù)、精密測量儀器與高性能計(jì)算平臺(tái)的自主創(chuàng)新發(fā)展，極大提升基礎(chǔ)科學(xué)研究能力，并顯著促進(jìn)相關(guān)技術(shù)在遙感測繪、精密光學(xué)制造、數(shù)據(jù)科學(xué)等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
作物野生近緣種在提升栽培種抗逆特性的育種潛力
野生近緣種在改良栽培種抗逆性方面的成功利用，將顯著推動(dòng)對(duì)作物進(jìn)化、基因功能與復(fù)雜性狀調(diào)控機(jī)制的科學(xué)認(rèn)知，深化對(duì)自然選擇與馴化過程的理解。在實(shí)踐層面，這將提升作物在逆境條件下的穩(wěn)定性與產(chǎn)量，為應(yīng)對(duì)氣候變化、保障糧食安全提供核心科技支撐。經(jīng)濟(jì)效益上，可減少農(nóng)藥、灌溉等投入，降低生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)效益。社會(huì)效益上，有助于推動(dòng)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，提升國家在全球農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域的話語權(quán)，具有深遠(yuǎn)的科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響。
人體微生態(tài)與宿主的交互調(diào)控機(jī)制
人體微生態(tài)與宿主的交互調(diào)控研究正在重塑生命科學(xué)的基礎(chǔ)認(rèn)知框架。這一領(lǐng)域揭示了生物體與共生微生物之間復(fù)雜的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系，為理解生命系統(tǒng)的組織原則提供了全新視角。研究發(fā)現(xiàn)，宿主與微生物群落通過多層次的分子對(duì)話形成動(dòng)態(tài)平衡網(wǎng)絡(luò)，這種跨物種互作機(jī)制展現(xiàn)了生命調(diào)控的復(fù)雜性和精巧性。在基礎(chǔ)理論層面，該研究不僅拓展了傳統(tǒng)生理學(xué)的認(rèn)知邊界，更推動(dòng)了系統(tǒng)生物學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。社會(huì)效益上，基于微生物組的個(gè)體化營養(yǎng)干預(yù)和精準(zhǔn)治療策略可顯著降低慢性病醫(yī)療負(fù)擔(dān)，提升公共衛(wèi)生防控水平，為應(yīng)對(duì)全球性健康挑戰(zhàn)提供創(chuàng)新解決方案。
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