问题类型
全部 前沿科学问题 工程技术难题 产业与技术问题
学科领域
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征集年度
全部 2025 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018
野生近缘种在改良栽培种抗逆性方面的成功利用，将显著推动对作物进化、基因功能与复杂性状调控机制的科学认知，深化对自然选择与驯化过程的理解。在实践层面，这将提升作物在逆境条件下的稳定性与产量，为应对气候变化、保障粮食安全提供核心科技支撑。经济上，可减少农药、灌溉等投入，降低生产成本，提高农业效益。社会上，有助于推动绿色农业发展、改善生态环境、促进可持续农业转型，提升国家在全球农业科技领域的话语权，具有深远的科技、经济和社会影响。
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2025年度
人体微生态与宿主的交互调控机制是生命与医学领域最关注的问题。微生物是地球最古老且分布最广的生命形式。人体微生态研究正重塑生命科学认知：最新的“菌源宿主同工酶”理论揭示，人体微生物在与宿主的长期共进化过程中，逐渐演化出与宿主酶相同的功能，可直接调控人体稳态。最新的技术也不断发现胆汁酸等新型菌源代谢物，它们如“化学短信”跨物种调控人体免疫、代谢乃至脑功能。目前领域已将微生物视为新型“人体器官”,为系统生物学和进化生物学提供新范式；应用上，基于功能菌源酶开发工程菌和靶向药物，可用于精准降糖、抗炎、减肥、抗癌、情绪管理，预计大幅降低慢病负担，并为全球公共卫生带来革新方案。
流形的分类问题是数学研究领域的一个核心问题，长期以来也是基础数学研究的驱动力。流形是我们一般空间的数学表述，如球面，环面等。它在局部上类似于欧几里得空间，在数学、物理、工程学等领域都有广泛应用。研究流形的拓扑和几何分类问题意味对不同类型的空间进行全面、系统的了解，理解其内在结构和性质。这类问题的任何重要进展不仅可以为物理学中的广义相对论、量子力学等理论，以及其他科学分支提供新的数学基础，深化我们对空间、物质结构等的深入理解，也可为数学中的拓扑学、几何学，以及其他重要问题提供新的视角和工具。
迄今人类对“质量”的认知经历了牛顿、爱因斯坦、希格斯及强相互作用三个阶段，其起源和本质是物质科学的根本问题。基于希格斯机制的基本粒子质量起源对理解可见物质世界以及宇宙演化过程起到极其关键的作用，希格斯粒子也是探索暗物质粒子（其唯一已知性质是质量）的桥梁。希格斯粒子性质的研究不仅是理解“质量起源”问题的突破口，也是国际公认的寻找新物理的最佳窗口。我国科学家提出建设大型环形正负电子对撞机（CEPC）研究希格斯粒子，不仅可以在“质量起源”这一根本性的科学问题上做出重要贡献，也将占领国际高能物理科学研究与加速器、探测器核心技术的制高点。
准金属替代过渡金属实现精准化学合成，将重塑科学认知边界，打破传统过渡金属催化的思维定势，开辟化学合成新理论与方法体系。社会层面，它驱动绿色化学发展，降低环境污染与资源依赖。科技上，带动多学科交叉创新；经济上，大幅削减生产成本，催生新兴产业，创造巨大经济价值。这一突破将推动药物研发、材料革新，改善医疗与生活质量，助力可持续发展，对推动科学进步与社会发展具有里程碑意义，引领化学合成迈向更高效、绿色、智能的新时代。
台风生成及生成后强度、结构、路径的相互作用机制，是台风研究热点与全球预报领域的长期难点。科学突破将深化台风多尺度物理机制认知，构建台风预报理论方法体系；技术层面将提升台风异常路径预报、强度变化预测、精细结构分析及气候变化下活动预测能力。相关突破将提升全球台风灾害应对能力，支撑我国防灾减灾与应对气候变化战略，强化海洋极端灾害预警，保障远洋航运、贸易及海洋国防安全。
宏观生态系统空间格局形成机理与系统间相互作用机制的理论研究，有助于准确理解生态空间结构的区域性、完整性、连续性和层级性特征；科学建立生态空间退化格局识别、生态状况动态与风险预警、生态多功能性权衡协调、多目标协同的时空耦合范式；有效解决区域生态多目标统筹、可持续性、多尺度级联、生态功能与空间布局优化的技术难题，是建立全域生态空间结构调整和空间布局优化系统解决方案，保护重要生态空间及促进区域可持续发展的重要基础。
人工智能领域面临统筹发展和安全的难题。基于密码学的人工智能安全新理论不仅解决人工智能安全的数学可解释性，实现人工智能安全体系化测评与评估，而且推动人工智能安全从经验性防御向数学可验证安全范式跃迁，实现人工智能高安全水平下的高质量发展。
该问题的突破将在科学层面构建可逆、可重构的组装体系，从“分子合成导向”转向“功能组装导向”,形成超分子机器专用表征体系；在技术革新层面，微/纳机器人的集群行为控制为分子机器提供设计范式，使得超分子机器有望成为继芯片、人工智能后的下一代技术制高点，推动社会向智能化、可持续化方向深度转型。
哈勃常数危机的解决与暗能量动力学本质的揭示，必将引发对宇宙起源、演化以及基础物理定律的全新认知与深入反思，有望在物理学与天文学交叉领域催生突破性理论变革，重塑科学范式。推动该问题的研究突破将带动我国大规模巡天望远镜技术、精密测量仪器与高性能计算平台的自主创新发展，极大提升基础科学研究能力，并显著促进相关技术在遥感测绘、精密光学制造、数据科学等关键产业领域的广泛应用，产生可观的经济社会效益。
