世界顶尖科学家论坛 | “最强大脑”的预言：这六个方向可能涵盖人类的未来

世界顶尖科学家论坛今天闭幕，而过去的三天，科学家们热烈交流的话题，涵盖了物理、生命、化学、信息、经济等多个领域的内容，也探讨了关于学术评价、科研素质培养和科技创新机制、青年人才的重视、社会经济经济发展规律和公平效率的问题。为我们展示了顶尖和前沿的最新成果和思想，也对未来科技前沿热点领域方向进行了展望：

宇宙是人类探索未知永恒的话题

我们的宇宙是如何诞生的、是否永远在加速扩张，最后又将如何终结。宇宙内具体包含什么样内容，包括宇宙的质量和能量，仍然是一个谜团。暗物质包括负能量不断地推动我们整个宇宙的扩张，它的属性是什么，如何通过理论进行探索，这些问题希望可以在实验室包括外太空找到答案。

天体物理的国际合作成果让我们可以看得更远

Fast射电望远镜作为国际合作项目，团结了中国、澳大利亚、美国、荷兰等多个国家的科学家，整合了成千上万最新系统和基础成果，如澳大利亚的工业联合组织就提供了最新的低温恒温器技术使其运作更加精准。目前，Fast射电望远镜已开始第一次观测，对整个脉冲星进行了新的研究。

量子技术，包括量子力学、计算、通讯技术正在不断进步

我们精准的量子状态测试实验，使得量子力学的研究越来越深刻，并促进各种技术融合发展。量子计算利用粒子的波粒二象性实现并行计算，从而超越传统计算机0或1的线性计算能力。

不断发展的电磁理论和量子霍尔效应推动了拓扑量子技术，在未来可以实现经过拓扑结构保护的量子计算。

在量子力学和宏观力学交界处和电磁干扰环境下进行量子纠缠研究，不仅有利于全球量子通信网络的建立，为人来带来非常安全的信息传递，也有助于进行更精准的引力波探测等基础粒子物理研究。

通过对纳米材料光、声、电、磁、力学和流体特性，尤其是其生命体活体细胞环境中的特性和作用规律进行量子调控，将极大促进未来光子科学、生命科学和信息学的发展。

人工智能和传统的理论学有机结合，有望帮助人类提升科学研究的效率和拓展相关的领域

人工智能（AI）能帮助我们通过更好的算法，探测出一些全新的材料，很多高温超导材料都可以通过AI进行检测。

同时，AI通过对电子、原子的重新组合，可以进一步拓展元素周期表，并预测哪些化学物是可以存在的。

AI可以帮助生物学家进行基因组合，尝试不同基因的转录，并把千万级的抗体进行重新组织，从而提高研究效率。

AI可以通过不断学习现有材料的属性，预测超导体的新物种。

机器学习将促进经典物理学新的突破，促进物理学和量子力学的结合。通过深入认知大脑的工作，人类借鉴生物智能可以开发更高效的人工智能。

通过先进的示踪技术和实验体模拟训练，可辨别认知如位置细胞、网格细胞、头部方向和速度细胞的功能关系等。AI可通过机器学习，复制出像大脑一样神经网络的功能，如借鉴大脑的时空记忆规律对人工智能进行时间和空间训练，从而开发出更加高效的人工智能导航系统等。

现代分析方法和工程技术，如多模多维的高精度的测量，使人类对于微观世界认识和再创造，增加了更多元的维度和手段，推进科学的突破。

多模多维的高精度测量让人们更了解电子的每一个量子数值：包括能量、流动能等。通过冷冻电镜与三维重建相结合，利用现代数据处理技术可以实现毫秒级的蛋白、核糖体等结构分析。未来，人们可以通过分子层面控制和操纵物质，采用把原子、分子结合和自上而下的方法构建出越来越多的新物质、新材料，结构可控、性质功能可设计调节的量子尺度材料的合成制备已不再是梦想。

在生命科学领域，疾病机理的研究和疾病预防也有了更多方法。通过研究细胞囊泡和离子通道工作机理、构建人造抗体或化学抗体、了解生物体内分子马达、动力蛋白的运动机制，诸多手段可以帮助科学家进行病理学和诊断的研究，从而发现新的靶向药物。

通过研究癌症和感染的关系，融合中西医药研究体系、转化医学等技术，使未来疾病预防和治疗的手段更加扩展和多元。

基础科研、青年人才和科技教育都非常重要，对此我们应该形成高度共识。

基础科研需要在国际层面上来倡导和推动，从而促进未来新一代科学家的成长。

未来社会的可持续发展需要发挥所有人的聪明才智，因此要对全民进行良好的科技教育，而且应从幼儿开始，尽早开设和教授科学研究和技术创新课程，提高科学和工程的吸引力，培养和提高大家的科技创新思维和素养。

作者：沈竹士
编辑：郝梦夷
责任编辑：唐闻佳

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