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这125个问题是2005年作为《科学》杂志创刊125周年纪念，其基本原则是：必须是科学家们在接下来的25年里能飞矢中的，或者至少也该知道如何瞄准方向的那些。标出序号的25个为重点突出问题，其它100个不分先后，其中涉及生命科学的问题占46%，关系宇宙和地球的问题占16%，与物质科学相关包括材料学在内的问题占14%以上，认知科学问题9%。其余问题分别涉及数学与计算机科学、政治与经济、能源、环境和人口等。如今一晃10年过去，一口气看完，还是一头雾水。  宇宙是否唯一? 是什么驱动宇宙膨胀?  第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生? 超高能宇宙射线来自何处? 是什么给类星体提供动力? 黑洞的本质是什么?  正物质为何多于反物质? 质子会衰减吗? 重力的本质是什么? 时间为何不同于其他维度?  是否存在比夸克更小的基本粒子? 中微子是其自己的反粒子吗? 是否有解释所有相关电子系统的统一理论? 人类能够制造最强的激光吗?  能否制造完美的光学透镜? 是否可能制造出室温下的磁性半导体? 什么是高温超导性之后的成对机制? 能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论?  是否存在稳定的高原子量元素? 固体中是否有超流动性?如果有，如何解释? 水是什么结构？ 玻璃态物质的本质是什么? 是否存在合理化学合成的极限?  光电电池的最终效率如何? 核聚变将最终成为未来的能源吗? 驱动太阳磁周期的原因是什么? 行星怎样形成?  是什么引发了冰期? 使地球磁场逆转的原因是什么? 是否存在有助于预报的地震先兆? 太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命?  自然界中手性原则的起源是什么? 能否预测蛋白质折叠? 人体中的蛋白质有多少存在方式? 蛋白质如何发现其作用对象?  细胞死亡有多少种形式? 是什么保持了细胞内的通行顺畅? 为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制? 基因组中功能不同于RNA的角色是什么?  基因组中端粒和丝粒的作用是什么? 为什么一些基因组很大，另一些又相当紧凑? 基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用? 新技术能使DNA测序的成本降低多少? 器官和整个有机体如何知道停止生长的时间? 除了继承突变，基因组如何改变? 在胚胎期，不对称现象是如何确定的? 翼、鳍和面孔如何发育进化? 是什么引发了青春期? 干细胞是否位于所有肿瘤的中心? 肿瘤更容易通过免疫进行控制吗? 肿瘤的控制比治愈是否更容易? 炎症是所有慢性疾病的主要原因吗? 疯牛病会怎么回事? 脊椎动物在多大程度上依赖先天免疫系统来抵抗传染病? 对抗原而言，免疫记忆需要延长暴露吗? 为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿? 什么与有机体的生物钟同步? 迁徙生物怎样发现其迁移路线? 为什么要睡眠? 人类为什么会做梦? 语言学习为什么存在临界期? 信息素影响人类行为吗? 一般麻醉剂如何发挥作用? 导致精神分裂症的原因是什么? 引发孤独症的原因是什么? 阿兹海默症患者的生命能够延续多久? 致瘾的生物学基础是什么? 大脑如何建立道德观念? 通过计算机进行学习的极限是什么? 有多少个性源于遗传? 性别倾向的生物学根源是什么? 生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗? 地球上有多少物种? 什么是物种? 横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生? 谁是世界的共同祖先? 植物的花朵如何进化? 植物怎样制造细胞壁? 如何控制植物生长? 为什么所有的植物不能免疫一切疾病? 外界压力环境下，植物的变异基础是什么? 是什么引起物质消失? 能否避免物种消亡? 一些恐龙为什么如此庞大? 生态系统对全球变暖的反应如何? 至今共有多少人种，他们之间有何关联? 是什么提升了现代人类的行为? 什么是人类文化的根源? 语言和音乐演化的根源是什么? 什么是人种，人种如何进化? 为什么一些国家向前发展，而有些国家的发展停滞? 政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响? 政治与经济自由密切相关吗? 为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败? 有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解? 霍奇闭链是代数闭链的和吗? 数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗? 庞加莱实验能否确定4维空间的球? 黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗? 对粒子物理标准模型的研究是否会停止在量子Yahg-Mills理论上? (注：这6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题) 来源：SCIENCE Vol 309 1 July 2005 新材料在线整理 |
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