五位院士回答網友提問
嫦娥奔月、蛟龍入海、飛虹卧波……從重大工程到精密儀器，從生命科學到空間物理，一代代科技工作者胸懷國家、求實創新、追求真理、勇攀高峯，創造出一個個具有里程碑意義的科學成就，也鑄就了愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人的科學家精神。
2021年，人民日報要聞六版開設“講述·弘揚科學家精神”欄目，已累計刊發99期。欄目始終堅持以精神為帆、用文字作槳，描摹廣大科學家躬耕科學沃土、服務生產生活、培育科研人才的動人故事。
四載春秋，百篇故事。今天，本版推出“弘揚科學家精神”100期特別策劃。我們聯合人民日報法人微博發起“百名科學家百問百答”活動，誠邀廣大網友積極參與、踴躍向科學家提問，並推出專版報道，特邀5位院士，針對網友們關心關注的人工智能、航空航天、生物技術等領域問題進行解答，共同探討科技新知，共同期待科技讓生活更美好……
——編 者
我們距離人形機器人真正普及還有多遠？
王耀南
網友提問：最近，具身智能機器人很火，我比較好奇，面對複雜的環境，它是如何保證高效安全工作的？我們距離人形機器人真正普及還有多遠？
具身智能機器人的核心在於通過本體與環境的動態交互形成智能行為閉環，它的技術路徑圍繞“感知理解—交互決策—任務執行”展開。機器人利用多模態傳感器（視覺、觸覺等）採集環境信息，智能感知系統通過深度學習方法實現動態目標識別與語義理解，為後續決策提供認知基礎。之後，交互決策層依託大模型技術將抽象指令轉化為可執行的行動邏輯。最終，在任務執行階段，深度學習驅動的強化學習和擴散策略算法將認知結果轉化為精確的機電控制指令，完成物理世界的行為閉環。
總體而言，具身智能的本質是感知、認知與行動的深度耦合。深度學習作為人工智能的主要特徵之一，提供從數據處理到功能實現的理論框架，是推動機器人突破單一任務限制的主要動力。
人工智能與人形機器人的融合，目前已經進入從實驗室驗證向商業化探索的關鍵過渡期。雖然以雙足運動控制、環境交互和自主決策為關鍵的技術體系已取得一定突破，但距離真正普及仍有一段距離。首先，雙足機器人的動態平衡與複雜地形適應能力尚未達到人類水平，在面對突發干擾或複雜環境時仍存在穩定性風險。其次，多模態感知系統的場景理解能力存在侷限，一方面在光線變化、物品堆疊等現實場景中容易產生誤判，另一方面也還未實現在複雜場景中的通用感知、認知和理解能力。最後，認知決策系統在開放式任務中的泛化能力不足，難以處理需要常識推理的複雜任務需求。
（作者為中國工程院院士、機器人視覺感知與控制技術國家工程研究中心主任，本報記者申智林採訪整理）
太陽的脾氣很“暴躁”，我們怎樣監測和預報？
王 赤
網友提問：生活中，依據天氣預報，我們能知道要不要帶傘。太空中，面對“暴躁”的太陽，我們該怎樣監測預報？
遙遠的太空並不平靜。太陽無時無刻不在發生劇烈活動，由太陽耀斑、日冕物質拋射等引起的日地空間環境短時間變化，被稱為空間天氣。
當前，科學家通過天基（發射科學衞星）和地基（建設地面監測站）兩種方式監測空間天氣事件，並在此基礎上做預報。不同的空間天氣事件，用到的監測和預報手段也不相同。比如，監測太陽耀斑，靠的是科學衞星搭載的專門載荷、濾光片等，“拍”下太陽大氣，獲取太陽的磁場、温度等信息，捕捉到太陽耀斑爆發時的高温等離子體輻射，清晰地展現耀斑的形態、結構和演化過程。
隨着技術發展，空間天氣預報的手段也在進步。過去很長一段時間，預報太陽耀斑和日冕物質拋射，人們是通過對黑子結構等進行分類和鑑別，基於人工經驗和分析統計模型，進而預測黑子產生耀斑的可能性。最近，通過建立物理模型以及人工智能技術，科學家已經可以分析黑子的磁場結構和演化，依靠大數據分析開展耀斑以及日冕物質拋射的預報。不過，太陽的“脾氣”不好把握，預報仍然存在難點。
近些年，我國空間科學事業發展很快。就空間環境地基監測能力建設而言，2012年，子午工程一期（東半球空間環境地基綜合監測子午鏈）完成建設。前不久，子午工程二期（空間環境地基綜合監測網）通過國家驗收。目前，一期、二期已實現融合運行，並形成巨大的“監測網”，這將顯著提升人類對日地空間環境的認知和空間天氣預報預警能力。
（作者為中國科學院院士、中國科學院國家空間科學中心主任，本報記者喻思南採訪整理）
生物製造替代化石資源，能否解決環境問題？
應漢傑
網友提問：生物製造有什麼優勢？它替代化石資源，能否解決環境問題？
化石資源為人類構建現代物質文明作出了巨大貢獻，但大量的開發使用也導致生態環境問題出現。面對前行中的“煩惱”，探索發展生物製造的意義逐漸凸顯。
什麼是生物製造？它是以特定生物體如細胞或其組成部分為催化劑，進行大規模物質加工與轉化的技術，具有低碳循環、綠色安全等特徵。
發展生物製造有什麼意義？首先，生物製造將構建我國農業綠色增產新途徑，助力我國糧食安全自主可控。生物製造可從糧食生產、使用及替代等層面，保障我國糧食安全。比如，利用生物製造新分子、新功能產品替代傳統農業化學品，可顯著增加光合作用效率。再比如，通過生物製造產品構建動物健康養殖方式，可提高飼料糧轉化效率。
其次，生物製造將為健康中國建設提供重要物質基礎。一方面，生物製造為中草藥等生理活性物質多品種、規模化製造提供了新的途徑，使得從源頭上建立衰老性病症調控的新研究、新機制與新範式成為可能。另一方面，通過生物製造，可以在細胞工廠中製造動植物中的功效物質及內源性生理活性物質，顯著降低有害物質的含量，為實現延緩衰老、未病先防奠定了物質基礎。
最後，生物製造所需的細胞元件存在超高維度設計空間，蛋白質序列、代謝網絡節點複雜度呈指數級增長，多基因靶點協同優化可能涉及1020種組合。通過跨尺度、多模態生命科學大模型，我們可以提高複雜生命體的數字孿生能力，進行閉環式“設計—構建—測試—學習”全自動迭代，為解決人類社會面臨的諸多重大問題提供變革性解決方案。
（作者為中國工程院院士、蘇州大學校長，本報記者姚雪青採訪整理）
量子計算機有多快，我們什麼時候能用上？
郭光燦
網友提問：常常聽人説起量子計算機，量子計算機到底有多快？未來我們普通人能用上嗎？
量子計算機能有多快？
首先，作為一種基於量子力學原理來實現計算的新型計算機，量子計算機具備強大的並行計算能力，N個量子比特能夠在同一時間內存儲2N個數據，並且通過一次操作即可同時將這2
N個數據轉換為新的2
N個數據。這種並行能力使得量子計算機處理特定問題時相較經典計算機具備特別的優勢。
2024年年初，我國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”上線並面向全球用户提供服務，截至目前已被139個國家和地區的用户訪問超2300萬次，完成了35萬個量子計算任務，證明我們的量子計算機具備實用價值。目前在金融科技、醫療數據、電力行業等方面，我國開始湧現一些量子計算機的具體應用。
大傢什麼時候能用上？
未來，量子計算必然會走入大眾應用時代，但可能不會人手一台量子計算機，而是通過雲端提供量子算力，相當於人人都能夠擁有一個超算中心。
有優勢，也有差距，未來發展還要強化基礎研究。
目前全世界在量子計算第一梯隊的國家有美國、中國、加拿大等，其中中國和美國是僅有的兩個有能力部署全鏈條研發的國家。美國在量子信息、量子計算領域具有先發優勢，總體處於領先位置。我國量子計算領域近幾年發展很快，出現了一批世界頂尖的成果，但總體技術水平、投資規模、從業人員規模和質量等方面仍然有差距。未來，我們應正視差距，強化基礎研究，推動整個產業鏈形成合力，帶動上游材料、關鍵核心零部件等環節的突破。
（作者為中國科學院院士、中國科學技術大學教授，本報記者徐靖採訪整理）
下一代互聯網什麼樣，能更快更安全嗎？
劉韻潔
網友提問：我們國家擁有11億多網民，但現有互聯網技術仍面臨諸多瓶頸和制約，未來互聯網是什麼樣？能更快更安全嗎？
傳統互聯網在消費領域取得巨大成功，但它是一個“盡力而為”的架構，就像馬路一樣堵堵停停，數據抵達時間難以保證，還經常發生丟包問題，效率比較低，這對工業互聯網等應用場景來説是不可接受的。
下一代互聯網是什麼樣？在我看來，下一代互聯網就是更快捷、可定製、可重構、更安全的未來互聯網：讓數據像坐高鐵一樣可以準時準點地傳輸到全國各地，同時按需定製，既能提供專網一樣高質量的服務，又能實現公網一樣的靈活、低價。
實際上，2013年，國務院已把未來網絡試驗設施（CENI）正式列入國家重大科技基礎設施建設項目，這是我國通信與信息領域首個國家重大科技基礎設施。如今，CENI構建了覆蓋全國40個核心城市節點，以及133個城市節點的廣域確定性網絡，已經為包括高校、科研院所、電信運營商等各類組織機構共110餘家單位提供超過130項試驗驗證服務。
發展未來互聯網還有哪些更深遠的影響？基於CENI，面向東數西算、大模型訓練等場景需求，我國未來網絡創新團隊進一步突破光電融合確定性網絡技術，在全球率先構建了覆蓋9個城市的400G新型網絡基礎設施，實現超2000公里無電中繼，丟包率小於十萬分之一。與傳統網絡相比，該技術能將網絡建設成本大幅下降60%。利用好未來網絡的優勢，可助力千行百業更高效率、更高質量、更低成本地擁抱人工智能大模型，並進一步發展出我國獨具優勢的行業大模型，助力數字經濟繁榮發展。
（作者為中國工程院院士、紫金山實驗室首席科學家，本報記者閆伊喬採訪整理）
網友留言
科技之光，照亮未來。中國科學事業正以前所未有的速度發展，為科技工作者們點贊加油。
——小****也
科技改變生活，創新引領未來，讓我們一起期待更多的科學突破。
——不****馨
人工智能關乎人類未來和福祉，航天讓我們能夠遠眺星河，科學家們是最值得我們追的星！
——n****s
在這些領域背後有無數的中國科技工作者，他們腳踏實地、仰望星空，目標是造福全球，征途是星辰大海。向他們致敬！
——德****員
我們曾無數次憧憬能夠奔月、逐火，現在這些都已經照進現實，期待未來會有更多的科學發現，助力實現新的夢想。
——愛****舌