【壓縮機(jī)網(wǎng)】在太空旅行中，只需攜帶一臺(tái)3D打印機(jī)，就如同攜帶一個(gè)大型工廠，隨時(shí)隨地制造需要的物品。

　　本世紀(jì)下半葉，機(jī)器的智力有可能達(dá)到人類(lèi)所期望的水平，機(jī)器能否具有自我意識(shí)、情感和反思能力，無(wú)論對(duì)科學(xué)和哲學(xué)來(lái)說(shuō)，這都是一個(gè)引人入勝的探索領(lǐng)域。

　　風(fēng)力發(fā)電很好地彌補(bǔ)了能源過(guò)度消耗的難題，卻也對(duì)區(qū)域的氣候帶來(lái)明顯的影響，面對(duì)溫室效應(yīng)，人類(lèi)到底何去何從？

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　　這些不是科幻大片，而是科學(xué)家們的預(yù)言。

　　4月8日，來(lái)自西安交通大學(xué)的5位院士和多位千人計(jì)劃特聘專(zhuān)家、長(zhǎng)江計(jì)劃特聘學(xué)者聯(lián)合發(fā)布了面向21世紀(jì)自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)24個(gè)重大問(wèn)題。

　　其中，既有先進(jìn)制造、未來(lái)電力、人工智能、大數(shù)據(jù)等自然科學(xué)領(lǐng)域，又有q*法律治理、人口與社會(huì)政策等社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)問(wèn)題。

　　科技改變世界，沿著這24個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題，我們正在觸摸未來(lái)。

　　“24”：瞄準(zhǔn)國(guó)家的重大需求

　　中國(guó)工程院院士盧秉恒：

　　3D打印是更加深刻影響現(xiàn)在和未來(lái)的技術(shù)。中國(guó)必須研發(fā)核心技術(shù)與原創(chuàng)技術(shù)，打造自己的創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈。

　　在這24個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題中，盧秉恒提出“把制造業(yè)搬到太空去”：太空3D打印在真空、失重、極端溫差環(huán)境下進(jìn)行，有望實(shí)現(xiàn)一臺(tái)小設(shè)備打印無(wú)限大的東西，且打印件性能優(yōu)異，同時(shí)還可節(jié)約能源消耗，避免相關(guān)污染。

　　雖然這是一個(gè)充滿(mǎn)浪漫主義的提法，背后卻是中國(guó)由一個(gè)制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的堅(jiān)定信念和不懈努力。

　　制造業(yè)是興國(guó)之器。為加速我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，2015年3月25日，李克強(qiáng)總理組織召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，部署加快推進(jìn)實(shí)施“中國(guó)制造2025”。也正是這次國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，審議通過(guò)了《中國(guó)制造2025》。

　　科技是第一生產(chǎn)力。作為智能制造的重要組成部分，3D打印已成為未來(lái)制造業(yè)的戰(zhàn)略高地。不同于傳統(tǒng)的減材制造，3D打印屬于增材制造，它直接由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，不需要傳統(tǒng)制造必須的工裝夾具模具制造等生產(chǎn)準(zhǔn)備，僅在需要的地方堆積材料，材料有效利用率接近100%。

　　“3D打印是從質(zhì)和量?jī)煞矫鎸?duì)國(guó)家戰(zhàn)略地位和今后的科技發(fā)展都產(chǎn)生重大影響的技術(shù)，我們現(xiàn)在就需要布局，爭(zhēng)取搶占這一戰(zhàn)略性高地。”被譽(yù)為中國(guó)3D打印開(kāi)拓者之一的盧秉恒院士說(shuō)。

　　不僅如此，3D打印在“創(chuàng)材”與“創(chuàng)生”有非同一般的表現(xiàn)，無(wú)疑將為材料科學(xué)和技術(shù)、生命科學(xué)和醫(yī)療技術(shù)乃至整個(gè)制造業(yè)帶來(lái)巨大顛覆性變革。

　　無(wú)論是人工智能、終極半導(dǎo)體、抑或是無(wú)人駕駛車(chē)輛，盤(pán)點(diǎn)自然科學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)問(wèn)題，不難發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們把自己的科學(xué)研究與中國(guó)的發(fā)展需求緊密地結(jié)合在一起，服務(wù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，特別是為中國(guó)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級(jí)提供重要的科技支撐。

　　“24”：搏擊世界學(xué)術(shù)z*前沿

　　中國(guó)工程院院士鄭南寧：

　　“阿爾法圍棋”4∶1戰(zhàn)勝人類(lèi)，人工智能取得了令人矚目的進(jìn)展，這是否意味著機(jī)器即將獲得類(lèi)人智能了呢？要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，人工智能還面臨三大挑戰(zhàn)。

　　如果說(shuō)3D打印的競(jìng)爭(zhēng)是如何在世界范圍內(nèi)占領(lǐng)制造領(lǐng)域的先機(jī)，那么對(duì)人工智能的研究，則是影響人類(lèi)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重大科學(xué)命題，吸引了世界各國(guó)的科學(xué)家投入其中，鄭南寧無(wú)疑就是其中之一。

　　今年3月，谷歌團(tuán)隊(duì)研發(fā)的阿爾法圍棋（Al-phaGo）戰(zhàn)勝拿過(guò)14個(gè)世界g*的圍棋名將李世石，人工智能的出色表現(xiàn)再次讓世人震驚。

　　“人工智能是由人工制造出來(lái)的系統(tǒng)所表現(xiàn)出來(lái)的智能，其核心問(wèn)題包括推理、規(guī)劃、學(xué)習(xí)、感知能力等。未來(lái)人工智能的挑戰(zhàn)，將是如何處理非完整信息下模擬人的智能，從而輔助人類(lèi)提升生產(chǎn)力，更好地服務(wù)人類(lèi)。”鄭南寧說(shuō)。

　　而要讓人工智能像人一樣的“思維”和行動(dòng)，鄭南寧認(rèn)為還面臨著三大挑戰(zhàn)。

　　挑戰(zhàn)一：機(jī)器需要具備在沒(méi)有人類(lèi)過(guò)多監(jiān)督和指令的情況下進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力，或在先驗(yàn)知識(shí)和少量樣本的基礎(chǔ)上完成學(xué)習(xí)。

　　挑戰(zhàn)二：感知能力是智能的z*重要的組成部分，如能讓機(jī)器像人類(lèi)一樣感知和理解世界，就能夠解決人工智能研究領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)面臨的規(guī)劃和推理方面的問(wèn)題。

　　挑戰(zhàn)三：使機(jī)器具有自我意識(shí)、情感以及反思自身處境與行為的能力。而這也是實(shí)現(xiàn)類(lèi)人智能z*艱難的挑戰(zhàn)。

　　搏擊世界學(xué)術(shù)z*前沿，讓人類(lèi)社會(huì)朝更好的方向發(fā)展，也許就是科學(xué)家們身負(fù)的使命。

　　中國(guó)工程院院士邱愛(ài)慈發(fā)布的“Z箍縮聚變電站”就是這樣一個(gè)科研問(wèn)題。可控?zé)岷司圩兡茉幢徽J(rèn)為是人類(lèi)未來(lái)徹底解決能源與環(huán)境問(wèn)題的主要希望所在。Z箍縮慣性約束聚變以其能量轉(zhuǎn)化效率高、裝置造價(jià)相對(duì)低等優(yōu)點(diǎn)，有望實(shí)現(xiàn)聚變裂變混合堆發(fā)電。

　　同樣關(guān)注能源與環(huán)境的問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院院士何雅玲則將研究重點(diǎn)放在“能源消耗與溫室效應(yīng)”和“風(fēng)能利用與局部氣候變化”上。她這樣預(yù)測(cè)：“大規(guī)模的利用風(fēng)能可能對(duì)q*氣流的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。中國(guó)可能成為世界上z*大風(fēng)電生產(chǎn)國(guó)，在興建更多風(fēng)電廠之前，應(yīng)當(dāng)通過(guò)多學(xué)科交叉融合的研究，更深入了解和掌握風(fēng)電廠對(duì)地方及q*氣候系統(tǒng)的影響。”

　　“24”：融入國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)

　　中國(guó)科學(xué)院院士徐宗本：

　　大數(shù)據(jù)技術(shù)是國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力，也是解決眾多國(guó)家重大需求問(wèn)題的一個(gè)共性基礎(chǔ)。而將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力，我們面臨三大挑戰(zhàn)。

　　充分發(fā)揮科技創(chuàng)新在全面創(chuàng)新中的引領(lǐng)作用，是科技融入國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)的重要方式，也是科學(xué)家們腳踏實(shí)地解決現(xiàn)實(shí)發(fā)展問(wèn)題的重要途徑。

　　24個(gè)科學(xué)重大問(wèn)題，既著眼于未來(lái)，又以當(dāng)前發(fā)展瓶頸為突破點(diǎn)，蘊(yùn)藏巨大的推動(dòng)力。在徐宗本看來(lái)，“大數(shù)據(jù)里蘊(yùn)藏大價(jià)值。信息社會(huì)里，通過(guò)解讀碎片化信息，使大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一個(gè)新的高新技術(shù)、一類(lèi)新的科研范式、一種新的決策方式，乃至成為一種文化。”

　　據(jù)預(yù)測(cè)，在q*七大重點(diǎn)領(lǐng)域內(nèi)，包括教育、交通、消費(fèi)、電力、能源、大健康以及金融等，大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值預(yù)計(jì)在上萬(wàn)億美元。

　　黨的十八屆五中全會(huì)明確提出了“國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”，“我們預(yù)測(cè)，大數(shù)據(jù)、傳感器與軟件，是制造業(yè)發(fā)展的‘新三基’。”徐宗本說(shuō)，“通過(guò)制造大數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的智能信息，推動(dòng)形成創(chuàng)造知識(shí)和價(jià)值的新興制造業(yè)，推動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能制造、智能監(jiān)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將可望形成新的制造業(yè)態(tài)，為中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提供革命性的技術(shù)支撐。”

　　但要真正實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的大價(jià)值，特別是將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力，徐宗本認(rèn)為，還面臨三大挑戰(zhàn)。一是科學(xué)基礎(chǔ)的挑戰(zhàn)，必須重建統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)、計(jì)算基礎(chǔ)與邏輯基礎(chǔ)；二是計(jì)算技術(shù)的挑戰(zhàn)，必須采用革新的計(jì)算模式和新的計(jì)算方法；三是真?zhèn)涡耘卸ǖ奶魬?zhàn)，從大數(shù)據(jù)中產(chǎn)生結(jié)論、形成決策的方法論基礎(chǔ)不堅(jiān)實(shí)，直接運(yùn)用大數(shù)據(jù)結(jié)論就可能是不可靠的，甚至是危險(xiǎn)的，難免讓大數(shù)據(jù)變成“大忽悠”。

　　除了大數(shù)據(jù)，中國(guó)工程院院士鄭南寧提出的“無(wú)人駕駛車(chē)輛技術(shù)”問(wèn)題無(wú)疑就是人工智能的一種應(yīng)用研究。

　　近年來(lái)，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家均將無(wú)人駕駛車(chē)輛的研發(fā)作為探索認(rèn)知科學(xué)、突破人工智能技術(shù)、發(fā)展智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重要途徑。鄭南寧認(rèn)為，不遠(yuǎn)的將來(lái)，無(wú)人駕駛就可以成為整個(gè)交通的一個(gè)重要的組成部分，可以應(yīng)用在國(guó)防、智能交通系統(tǒng)和殘疾人生活質(zhì)量改善等方面，為國(guó)家安全和社會(huì)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。
 

來(lái)源：西安交通大學(xué)