science公布125個科學前沿問題
**: 高晨的日誌
在慶祝science創刊125周年之際,該刊雜誌社公布了125個最具挑戰性的科學問題,發表在7月1日出版的**上。在今後1/4個世紀的時間裡,人們將致力於研究解決這些問題。這125個問題如下(前25個被認為是最重要的問題):
1宇宙由什麼構成?
2意識的生物學基礎是什麼?
3為什麼人類基因會如此之少?
4遺傳變異與人類健康的相關程度如何?
5物理定律能否統一?
6人類壽命到底可以延長多久?
7是什麼控制著器官再生?
8**細胞如何成為神經細胞?
9單個體細胞怎樣成為整株植物?
10地球內部如何執行?
11地球人類在宇宙中是否獨一無二?
12地球生命在何處產生、如何產生?
13什麼決定了物種的多樣性?
14什麼基因的改變造就了獨特的人類?
15記憶如何儲存和恢復?
16人類合作行為如何發展?
17怎樣從海量生物資料中產生大的可視**?
18化學自組織的發展程度如何?
19什麼是傳統計算的極限?
20我們能否有選擇地切斷某些免疫反應?
21量子不確定性和非區域性性背後是否有更深刻的原理?
22能否研製出有效的hiv疫苗?
23溫室效應會使地球溫度達到多高?
24什麼時間用什麼能源可以替代石油?
25地球到底能負擔多少人口?
26宇宙是否唯一?
27是什麼驅動宇宙膨脹?
28第一顆恆星與星系何時產生、怎樣產生?
29超高能宇宙射線來自何處?
30是什麼給類星體提供動力?
31黑洞的本質是什麼?
32正物質為何多於反物質?
33質子會衰減嗎?
34重力的本質是什麼?
35時間為何不同於其他維度?
36是否存在比夸克更小的基本粒子?
37中微子是其自己的反粒子嗎?
38是否有解釋所有相關電子系統的統一理論?
39人類能夠製造最強的雷射嗎?
40能否製造完美的光學透鏡?
41是否可能製造出室溫下的磁性半導體?
42什麼是高溫超導性之後的成對機制?
43能否發展關於湍流動力學和顆粒材料運動學的綜合理論?
44是否存在穩定的高原子量元素?
45固體中是否有超流動性?如果有,如何解釋?
46水的結構如何?
47玻璃態物質的本質是什麼?
48是否存在合理化學合成的極限?
49光電電池的最終效率如何?
50核聚變將最終成為未來的能源嗎?
51驅動太陽磁週期的原因是什麼?
52行星怎樣形成?
53是什麼引發了冰期?
54使地球磁場逆轉的原因是什麼?
55是否存在有助於預報的**先兆?
56太陽系的其他星球上現在和過去是否存在生命?
57自然界中手性原則的起源是什麼?
58能否**蛋白質摺疊?
59人體中的蛋白質有多少存在方式?
60蛋白質如何發現其作用物件?
61細胞死亡有多少種形式?
62是什麼保持了細胞內的通行順暢?
63為什麼細胞的成分
可以獨立於dna而自行複製?
64基因組中功能不同於rna的角色是什麼?
65基因組中端粒和絲粒的作用是什麼?
66為什麼一些基因組很大,另一些又相當緊湊?
67基因組中的「垃圾」(「junk」)有何作用?
68新技術能使dna測序的成本降低多少?
69器官和整個有機體如何了解停止生長的時間?
70除了繼承突變,基因組如何改變?
71在胚胎期,不對稱現象是如何確定的?
72翼、鰭和面孔如何發育進化?
73是什麼引發了青春期?
74幹細胞是否位於所有腫瘤的中心?
75腫瘤更容易通過免疫進行控制嗎?
76腫瘤的控制比**是否更容易?
77炎症是所有慢性疾病的主要原因嗎?
78瘋牛症會怎樣發展?
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?
80對抗原而言,免疫記憶需要延長暴露嗎?
81為什麼孕婦的免疫系統不拒絕其胎兒?
82什麼與有機體的生物鐘同步?
83遷徙生物怎樣發現其遷移路線?
84為什麼要睡眠?
85人類為什麼會做夢?
86語言學習為什麼存在臨界期?
87資訊素影響人類行為嗎?
88一般麻醉劑如何發揮作用?
89導致精神**症的原因是什麼?
90引發孤獨症的原因是什麼?
91阿茲海默症患者的生命能夠延續多久?
92致癮的生物學基礎是什麼?
93大腦如何建立道德觀念?
94通過計算機進行學習的極限是什麼?
95有多少個性源於遺傳?
96性別傾向的生物學根源是什麼?
97生命樹是生命之間系統關係最好的表達方式嗎?
98地球上有多少物種? 99什麼是物種?
100橫向轉移為什麼會發生在眾多的物種中以及如何發生?
101誰是世界的共同祖先?
102植物的花朵如何進化?
103植物怎樣製造細胞壁?
104如何控制植物生長?
105為什麼所有的植物不能免疫一切疾病?
106外界壓力環境下,植物的變異基礎是什麼?
107是什麼引起物質消失?
108能否避免物種消亡?
109一些恐龍為什麼如此龐大?
110生態系統對全球變暖的反應如何?
111至今共有多少人種,他們之間有何關聯?
112是什麼提公升了現代人類的行為?
113什麼是人類文化的根源?
114語言和**演化的根源是什麼?
115什麼是人種,人種如何進化?
116為什麼一些國家向前發展,而有些國家的發展停滯?
117**高額赤字對國家利益和經濟增長速度有什麼影響?
118政治與經濟自由密切相關嗎?
119為什麼改變撒哈拉地區貧困狀態的努力幾乎全部失敗?
120有沒有簡單的方法確定橢圓曲線是否存在無窮多解?
121霍奇閉鏈是代數閉鏈的和嗎?
122數學家將會最終給出n**ier-stokes方程的解嗎?
123龐加萊實驗能否確定4維空間的球?
124黎曼zeta函式的零解都有a+bi形式嗎?
125對粒子物理標準模型的研究是否會停止在量子yahg-mills理論上?
(注:最後6個數學問題選自cl
clay數學研究所提出的新千年問題)
簡單歸納統計這125個問題,其中涉及生命科學的問題佔46%,關係宇宙和地球的問題佔16%,與物質科學相關的問題佔14%以上,認知科學問題佔9%。其餘問題分別涉及數學與電腦科學、政治與經濟、能源、環境和人口等。
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