前沿科学问题

【本文由“greenstorman”推荐，来自《中国科协发布2023重大科学问题难题》评论区，标题为小编添加】

前沿科学问题：

1、低能耗人工智能——首选是改变算法，从原理层面降低计算与内存消耗，目前看难度几乎不可能。次选是降低计算与内存消耗的耗电量，从工程实现层面降低单位计算的能耗，目前都是走这条路。

2、飞行器在30公里~80公里大气层机动飞行，空气稀薄要提高进氧量首先就必须超高速飞行，超高速飞行的高压又导致飞行器不能高过载机动以免解体。核心问题是无扇低阻发动机。

3、粒子物理是对实验现象的一种流行解释假说，该假说在微观充满无法自洽的矛盾和错漏，因而必然需要寻找新的更自洽的非粒子理论假说模型。如果脱离实验现象<->理论假说的交互影响，原地打转没意义。

4、非线性效应的本质是什么？原子分子无规则热运动，叠加光等能量场交互影响，必然会出现效应随尺度变化现象。

5、纤维材料高性能，是分子链电子化学键空间结构不易断裂的宏观表象。工业化大量生产制备合成路径是关键。

6、气候变化影响土壤微生物和农业作物，只要有水，各种选种育种的高耐性农作物就可以适应耕作环境。

7、生态系统起源于海洋，然后扩散到陆地，核心就是高能量代谢基础的生物制氧气循环。

8、生殖衰老是众多细胞衰老的一个局部分类细胞，基因自锁固定循环次数的问题解决了，除神经细胞外的所有细胞衰老的触发及延迟机制就都迎刃而解。

9、可控核聚变，释放高能中子辐射破坏周边材料结构。中子半衰期一刻钟，如果要能缩短中子半衰期就需要新理论物理，能从外部电磁环境输入能量改变原子结构比如半衰期，换个马甲表述其实就是空间航行俗称曲率驱动。

10、高速轮与轨道都存在加工误差，高速摩擦相互振动叠加，只要测量数据涵盖路、轨、轮、载重分布、气阻，就是个超算问题。如果取消轮轨采用磁悬浮，停电故障时磁悬浮系统不能自主排障移动，在解决自主排障移动前，磁悬浮适合短途试运行继续摸索完善。

工程技术难题：

1、成像越小越需要短波长光，实时成像需要高频率发射的光。原子、电子微观实时、实空间成像需要更短波长、更高脉冲频率、多角度的硬X射线甚至伽马射线光，而且为了最大限度降低光辐射对原子电子交互影响，还需要考量降低射线光子的强度。

2、稀土提纯，化学法利用不同化学键结合提纯，物理法利用原子量密度不同进行分离。

3、光伏风电受气候环境影响巨大，长周期储能目前只有蓄水电站属于大规模较低成本，其次是几乎无限充放电几乎不衰减的钒液流电池。长期看要采用高能量密度、高充放电次数的新电池。淘汰高价格低次数的锂电池。

4、大田作物要绿色、还要丰产、又要无人化栽培，除了北斗卫星定位的大量无人驾驶农业机械、以及远期的人形机器人，难道还可能有其他技术路线嘛。

5、多灾种艰险山区的铁路风险长期评估，低成本方式就是卫星，光学遥感卫星和合成孔径雷达卫星解决地质灾害和气象灾害影响评估。性能保持只有靠超算后在成本承受范围内的人工各种解决灾害预案。

6、新能源废料清洁高值化利用，化学系小朋友们努力发财吖~

7、低成本燃料电池催化，化学系小朋友们继续发财吖~

8、载人火星就是战略欺骗大坑，人的五官感受远远比不过各种仪器，深空探索必然采取各种高精度科研仪器，谁听说过比方说太阳轨道载人观测之类的反智搞笑宣传？化学能载人最大极限就是月球的地月工业开发，核能与电加速工质推进理论上也就太阳系内探测器，算成本和风险，核推进还不如化学能与行星间引力弹弓呢。小孩儿提这种幻想问题情有可原，但……搞笑。

9、脑机接口，目前科技水平预测只有两种方式，被动式比如神经细胞电流感应，主动式比如太赫兹电磁波无损扫描神经细胞活动。其他所谓方式都不能用于临床或医疗。脑疾病需要植入电极设备替代原本神经细胞功能的场景，属于残障治疗的分支领域。