前沿科学问题 - 流形的拓扑和几何分类研究 [2] - 希格斯粒子性质和质量起源探索 [2] - 准金属替代过渡金属用于精准合成与催化反应的可行性研究 [2] - 台风路径异常与强度突变机制分析 [2] - 宏观生态系统空间格局形成机理与系统间相互作用机制研究 [2] - 基于密码学视角的人工智能安全新理论和防护体系构建 [2] - 多维度、可重构超分子机器组装技术 [2] - 暗能量与哈勃常数危机研究 [2] - 作物野生近缘种在提升栽培种抗逆特性的育种潜力挖掘 [2] - 人体微生态与宿主的交互调控机制研究 [2] 工程技术难题 - 复杂模型的设计-仿真-制造一体化算法与理论开发 [2] - 深海规模化采矿装备与环境扰动抑制技术 [2] - 区域地表水-地下水-再生水-外调水-海水协同利用与治理技术 [2] - 面向通信与智能融合的智简网络技术体系构建 [2] - 生物制造复杂器官技术突破 [2] - 煤炭与共伴生能源资源一体化开发技术 [2] - 新一代低能耗低成本碳捕集与封存技术 [2] - 先进航空机载系统能量综合与智能管理 [2] - 大宗食品原料及高值配料的生物制造技术 [2] - 建立基于临床和多组学大数据的新药研发体系 [2] 产业技术问题 - 突破大型及超大型海水淡化工程高端装备进口瓶颈 [2] - 超超临界汽轮机叶片抗氧化性能提升 [2] - 面向深空资源开发的自主采矿关键科学与技术问题研究 [2] - 面向产业的智能无人系统自主能力评测系统建设 [2] - 芯片间高速光互连（光-I/O）技术产业落地 [2] - 衰老状态下再生生物材料开发 [3] - 实现能源电力"安全-低碳-经济"综合平衡的路径探索 [3] - 卫星遥感数据的智能化处理与产业化应用 [3] - 基于合成生物学与AI驱动的智能响应病虫害生物疫苗开发 [3] - 脑功能评估与脑机智能闭环干预技术 [3]

活动概况 - 2025年6月"科学与中国"暨广东科普南疆行系列活动在新疆喀什地区和兵团第三师举行，由中国科学院院士领衔、6位国内顶尖科学家组成的团队参与[2][3] - 活动覆盖新疆多所中小学校园，共举办13场科普讲座，吸引10000多名南疆学子参与[3][4] - 活动旨在落实粤新两省区援疆工作部署，以高质量科普助力区域协调发展[6] 院士科普内容 - 中国科学院院士武向平以"理解宇宙-机遇与挑战"为主题，通过宇宙起源、暗物质等前沿课题激发学生对天文学的兴趣[8][9][11][12][13][14][15] - 中国科学院院士汤涛从华为案例切入，讲解数学在AI、大数据、金融等领域的应用，并展示数学与艺术的美学关联[20][21][22][24][25][26] - 中国科学院院士田野通过"费马大定理"等数学难题，结合前沿科技应用案例，传递数学家的创新思维与毅力[27][28][30][31][32][33] 专家互动环节 - 中国科学院广州分院院长任海以生物多样性为主题，结合科研故事强调植物保护的重要性[34][35][37][38][39] - 研究员唐锡晋解读钱学森科学方法，介绍综合集成法在解决复杂问题中的应用[40][41] - 研究员潘彦斌通过密码学案例，提升学生信息安全意识[42][43][44] 学生反馈与影响 - 学生表示讲座颠覆了对数学枯燥的认知，认识到科技背后数学原理的关键作用[57][58][60] - 学生对宇宙探索、AI技术等表现出强烈探索欲，部分学生明确表示未来将投身科技领域[49][50][51][52][62][63] - 教师群体认为活动有助于培养学生科学精神，激励青少年树立远大理想[64][65][66][67] 活动组织与背景 - 活动由中国科学院广州分院、广东省科技厅等联合主办，得到广东省援疆指挥部等多方支持[72][73][74][75][76][77][78][79][80] - 广东省近年通过科技援疆在农业、数字技术等领域实施帮扶，并将科普列为重点内容[81][83][84][85] - 未来计划深化合作，持续向南疆输送优质科普资源，培养创新人才[89][90][92][93][94]

天文台建设与设备 - 鲁宾天文台耗资8.1亿美元，由美国国家科学基金会与能源部运营，位于智利帕穹山伊尔佩恩峰，预计年底全面投入使用 [1] - 天文台核心装备为8.4米口径西蒙尼巡天望远镜，搭载32亿像素LSST相机，每3天绘制一次南部天空全景 [3] - 望远镜采用三镜光学系统，主镜与三级镜由整块玻璃黏合，设计紧凑同轴，减少机械振动，支持每40秒快速转动拍摄 [3] - LSST相机重3吨，配备1.5米直径镜头和6个滤镜，视场达9.6平方度（满月面积的45倍），每晚产生20太字节数据 [3] 科学使命与观测能力 - 主要任务包括绘制全景宇宙地图、追踪暗物质、发现数百万颗太阳系天体、预警近地威胁、解码银河系结构 [2] - 可探测90%直径超140米的近地小行星，并识别柯伊伯带数万新天体，助力研究行星起源与太阳系演化 [7] - 通过追踪200亿个遥远星系的引力特征，探究暗物质分布与暗能量作用 [6] - 软件系统运用机器学习实时分析数据，每晚生成超800万条异常现象预警，支持全球天文学家协作研究瞬变事件 [5] 数据开放与科研影响 - 所有观测数据（包括校准图像和实时警报）将免费向全球科学界开放，打破专业与业余界限 [7] - 计划于6月23日发布首张全彩星空照片，以空前清晰度展示大量恒星 [7] - 数据将帮助重构银河系演化史，斯坦福大学专家称其为研究银河系历史的"金钥匙" [7] - 观测范围覆盖可见光天文学几乎所有领域，或成人类史上最强大天文台 [8]

宇宙学研究进展 - 20世纪初物理学面临"两朵乌云"（迈克耳孙-莫雷实验和黑体辐射紫外灾难），直接催生了相对论与量子力学两大革命性理论 [2] - 21世纪物理学面临"两暗一黑三起源"核心难题：暗物质、暗能量、黑洞、宇宙起源、天体起源、生命起源 [2] - 现代宇宙学已从哲学思辨发展为精确科学，大爆炸模型预言宇宙起源于138亿年前的基本粒子状态 [3][4] 科普著作方法论 - 全书以"光"为线索展开，通过测量天体质量与宇宙膨胀历史引出暗物质/暗能量概念 [3] - 采用案例化比喻手法解释复杂天体物理过程，全书刻意避免使用任何数学公式以提升可读性 [5] - 创作目标旨在激发公众对宇宙学的兴趣，部分读者可能因此选择科研道路，多数读者可获得哲学启迪 [5] 跨学科关联 - 将庄子"至大无外谓宇宙，至小无内谓粒子"的哲学观与现代宇宙学研究框架形成呼应 [3] - 引用南宋词人吴潜"宇宙竟如何无人省"的慨叹，对比现代精确宇宙学取得的实证突破 [4] - 生命组成元素需经历亿万年的宇宙演化过程，从时空尺度赋予生命存在特殊意义 [5]