 在慶祝SCIENCE創刊125周年之際，該刊雜志社公布了125個最具挑戰性的科學問題。在今后1／4個世紀的時間里，人們將致力于研究解決這些問題。其中，前25個被認為是最重要的問題。 簡單歸納統計這125個問題，其中涉及生命科學的問題占46%，關系宇宙和地球的問題占16%，與物質科學相關的問題占14%以上，認知科學問題占9%。其余問題分別涉及數學與計算機科學、政治與經濟、能源、環境和人口等。 這125個問題如下： 圖1/125 1.宇宙由什么構成? 圖2/125 2.意識的生物學基礎是什么? 圖3/125 3.為什么人類基因會如此之少? 圖4/125 4.遺傳變異與人類健康的相關程度如何? 圖5/125 5.物理定律能否統一? 圖6/125 6.人類壽命到底可以延長多久? 圖7/125 7.是什么控制著器官再生? 圖8/125 8.皮膚細胞如何成為神經細胞? 圖9/125 9.單個體細胞怎樣成為整株植物? 圖10/125 10.地球內部如何運行? 圖11/125 11.地球人類在宇宙中是否獨一無二? 圖12/125 12.地球生命在何處產生、如何產生? 圖13/125 13.什么決定了物種的多樣性? 圖14/125 14.什么基因的改變造就了獨特的人類? 圖15/125 15.記憶如何存儲和恢復? 圖16/125 16.人類合作行為如何發展? 圖17/125 17.怎樣從海量生物數據中產生大的可視圖片? 圖18/125 18.化學自組織的發展程度如何? 圖19/125 19.什么是傳統計算的極限? 圖20/125 20.我們能否有選擇地切斷某些免疫反應? 圖21/125 21.量子不確定性和非局部性背后是否有更深刻的原理? 圖22/125 22.能否研制出有效的HIV疫苗? 圖23/125 23.溫室效應會使地球溫度達到多高? 圖24/125 24.什么時間用什么能源可以替代石油? 圖25/125 25.地球到底能負擔多少人口? 圖26/125 26.宇宙是否唯一? 圖27/125 27.是什么驅動宇宙膨脹? 圖28/125 28.第一顆恒星與星系何時產生、怎樣產生? 圖29/125 29.超高能宇宙射線來自何處? 圖30/125 30.是什么給類星體提供動力? 圖31/125 31.黑洞的本質是什么? 圖32/125 32.正物質為何多于反物質? 圖33/125 33.質子會衰減嗎? 圖34/125 34.重力的本質是什么? 圖35/125 35.時間為何不同于其他維度? 圖36/125 36.是否存在比夸克更小的基本粒子? 圖37/125 37.中微子是其自己的反粒子嗎? 圖38/125 38.是否有解釋所有相關電子系統的統一理論? 圖39/125 39.人類能夠制造最強的激光嗎? 圖40/125 40.能否制造完美的光學透鏡? 圖41/125 41.是否可能制造出室溫下的磁性半導體? 圖42/125 42.什么是高溫超導性之后的成對機制? 圖43/125 43.能否發展關于湍流動力學和顆粒材料運動學的綜合理論? 圖44/125 44.是否存在穩定的高原子量元素? 圖45/125 45.固體中是否有超流動性?如果有，如何解釋? 圖46/125 46.水的結構如何? 圖47/125 47.玻璃態物質的本質是什么? 圖48/125 48.是否存在合理化學合成的極限? 圖49/125 49.光電電池的最終效率如何? 圖50/125 50.核聚變將最終成為未來的能源嗎? 圖51/125 51.驅動太陽磁周期的原因是什么? 圖52/125 52.行星怎樣形成? 圖53/125 53.是什么引發了冰期? 圖54/125 54.使地球磁場逆轉的原因是什么? 圖55/125 55.是否存在有助于預報的地震先兆? 圖56/125 56.太陽系的其他星球上現在和過去是否存在生命? 圖57/125 57.自然界中手性原則的起源是什么? 圖58/125 58.能否預測蛋白質折疊? 圖59/125 59.人體中的蛋白質有多少存在方式? 圖60/125 60.蛋白質如何發現其作用對象? 圖61/125 61.細胞死亡有多少種形式? 圖62/125 62.是什么保持了細胞內的通行順暢? 圖63/125 63.為什么細胞的成分可以獨立于DNA而自行復制? 圖64/125 64.基因組中功能不同于RNA的角色是什么? 圖65/125 65.基因組中端粒和絲粒的作用是什么? 圖66/125 66.為什么一些基因組很大，另一些又相當緊湊? 圖67/125 67.基因組中的“垃圾”(“junk”)有何作用? 圖68/125 68.新技術能使DNA測序的成本降低多少? 圖69/125 69.器官和整個有機體如何了解停止生長的時間? 圖70/125 70.除了繼承突變，基因組如何改變? 圖71/125 71.在胚胎期，不對稱現象是如何確定的? 圖72/125 72.翼、鰭和面孔如何發育進化? 圖73/125 73.是什么引發了青春期? 圖74/125 74.干細胞是否位于所有腫瘤的中心? 圖75/125 75.腫瘤更容易通過免疫進行控制嗎? 圖76/125 76.腫瘤的控制比治愈是否更容易? 圖77/125 77.炎癥是所有慢性疾病的主要原因嗎? 圖78/125 78.瘋牛病會怎樣發展? 圖79/125 79.脊椎動物在多大程度上依賴先天免疫系統來抵抗傳染病? 圖80/125 80.對抗原而言，免疫記憶需要延長暴露嗎? 圖81/125 81.為什么孕婦的免疫系統不拒絕其胎兒? 圖82/125 82.什么與有機體的生物鐘同步? 圖83/125 83.遷徙生物怎樣發現其遷移路線? 圖84/125 84.為什么要睡眠? 圖85/125 85.人類為什么會做夢? 圖86/125 86.語言學習為什么存在臨界期? 圖87/125 87.信息素影響人類行為嗎? 圖88/125 88.一般麻醉劑如何發揮作用? 圖89/125 89.導致精神分裂癥的原因是什么? 圖90/125 90.引發孤獨癥的原因是什么? 圖91/125 91.阿茲海默癥患者的生命能夠延續多久? 圖92/125 92.致癮的生物學基礎是什么? 圖93/125 93.大腦如何建立道德觀念? 圖94/125 94.通過計算機進行學習的極限是什么? 圖95/125 95.有多少個性源于遺傳? 圖96/125 96.性別傾向的生物學根源是什么? 圖97/125 97.生命樹是生命之間系統關系最好的表達方式嗎? 圖98/125 98.地球上有多少物種? 圖99/125 99.什么是物種? 圖100/125 100.橫向轉移為什么會發生在眾多的物種中以及如何發生? 圖101/125 101.誰是世界的共同祖先? 圖102/125 102.植物的花朵如何進化? 圖103/125 103.植物怎樣制造細胞壁? 圖104/125 104.如何控制植物生長? 圖105/125 105.為什么所有的植物不能免疫一切疾病? 圖106/125 106.外界壓力環境下，植物的變異基礎是什么? 圖107/125 107.是什么引起物質消失? 圖108/125 108.能否避免物種消亡? 圖109/125 109.一些恐龍為什么如此龐大? 圖110/125 110.生態系統對全球變暖的反應如何? 圖111/125 111.至今共有多少人種，他們之間有何關聯? 圖112/125 112.是什么提升了現代人類的行為? 圖113/125 113.什么是人類文化的根源? 圖114/125 114.語言和音樂演化的根源是什么? 圖115/125 115.什么是人種，人種如何進化? 圖116/125 116.為什么一些國家向前發展，而有些國家的發展停滯? 圖117/125 117.政府高額赤字對國家利益和經濟增長速度有什么影響? 圖118/125 118.政治與經濟自由密切相關嗎? 圖119/125 119.為什么改變撒哈拉地區貧困狀態的努力幾乎全部失敗? 圖120/125 120.有沒有簡單的方法確定橢圓曲線是否存在無窮多解? 圖121/125 121.霍奇閉鏈是代數閉鏈的和嗎? 圖122/125 122.數學家將會最終給出Navier-Stokes方程的解嗎? 圖123/125 123.龐加萊實驗能否確定4維空間的球? 圖124/125 124.黎曼zeta函數的零解都有a+bi形式嗎? 圖125/125 125.對粒子物理標準模型研究是否會停止在量子Yahg-Mills理論上? |
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