人类如何在火星上居住一年以上？……关注青年科学家们正在研究的“十大科学技术问题”

如何到火星上居住、如何将生命延长一半时间、如何让量子计算机代替传统计算、如何让机器人“无师自通”……这些“异想天开”的问题，正是中国青年一代基础科学研究者们最关注的。

8月1日，由南方科技大学、腾讯公司共同主办的首届“青年科学家50论坛”在深圳举行，论坛发布了由100位中国顶尖青年科学家提出并投票产生的“十大科学技术问题”，这些问题显示了中国青年科技工作者的洞察、在基础科学上的探索方向。

本次“青年科学家50论坛”依托于“科学探索奖“而成立的，后者是由腾讯基金会出资支持、科学家主导的公益性奖项，也是青年科技人才资助计划。奖项范畴基础科学和前沿技术领域，该奖项活动每年一次，今年是第三届。

以下内容摘自本论坛及获奖科学家对十大科学技术问题的阐述：

问题一：人类的意识，以及学习和记忆的生物基础从何而来？

北京大学生命科学学院教授李毓龙表示，人类大脑中有数百亿的神经元，神经元之间会形成复杂的网络连接：神经网络以电信号形式编码客观世界——形成意识；反过来客观世界由能够重塑网络的连接方式——发生学习和记忆。基于电学、光学或化学等单一学科的技术路径，已经不足以解析大脑这一复杂系统的结构和功能。想要进一步理解大脑的工作原理，人类需要在技能树上点亮一系列学科深度交叉的新技术：包括神经网络空间结构解析技术、大规模神经活动记录和分析技术，以及精准的神经操控技术。

问题二：人脑和机器是否能实现直接通讯？

北京大学人工智能研究院研究员杨玉超表示，这是一个关系亿万人福祉、具有重要现实意义的问题。对于具有肢体残疾和感知障碍的人群来说，实现人脑和机器的直接通讯可以部分甚至完全恢复其运动和感知功能。脑机接口技术是实现人脑和机器直接通信的桥梁，通过脑机接口可以直接提取神经信号，完成对人的行为意向的分析，并借助光、电、磁、声等调控技术反向干预人脑行为。

当前脑机接口技术已经实现高速意念打字、人脑控制机械手快速抓取等任务，但离人脑和机器直接通讯还有相当大的距离。精准、小型化、高度集成化、生物兼容性强的脑机接口，是未来的发展方向。

问题三：通用人工智能是否能实现？

中国科学院计算技术研究所研究员山世光表示，实现通用人工智能的核心，是赋予算法机器类人的、求解新问题的能力，其挑战在于：机器如何更高效的获取经验数据并从中学习，实现“举一反三”、小样本的归纳并演绎、“吃一堑长一智”乃至“无师自通”等能力？机器如何高效获取、紧凑表示和充分利用人类知识（特别是常识）？如何实现机器学习所得“机器知识”与“人类知识”的融会贯通和相互转换？

这些求解之路仍然迷雾重重，甚至连初见端倪的预训练大模型是否是正确的起点，亦不得而知，AI科学家们只能在迷雾中上下求索。

问题四：如何延缓衰老，促进机体修复，提高人类寿命？

北京大学未来技术学院教授刘颖表示，1939年，研究人员发现限制热量摄入可延长大鼠寿命，首次证明衰老可以被人为干预。1988年，利用秀丽隐杆线虫进行的遗传学研究实现了另一突破，研究人员发现一个名为age-1的基因的突变可以将线虫的寿命增加40-60%，证明了对单一基因的干预就能影响和决定生物体的寿命，这些让人们确信能找到决定诉衰老速度和寿命长短的“法宝”。