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1、我们在宇宙中是唯一的生命吗?  45年前，天文学家弗克·德雷克首次启动了探寻地外文明的奥兹玛计划——用巨大的天线(射电望远镜)接受外星文明发射的信号。 45年过去了，天文学家的努力仍然在继续着。然而，即使是迄今为止规模最大的“凤凰”计划，也还没有找到任何来自外星文明的无线电信号。 2、地球内部如何运作?  40多年以前，一场地球科学的革命发生了。板块构造学说更新了关于地球自身的知识。但是关于地球内部构造的问题，仍然沿袭着革命之前的知识。 科学家在这40年中所做的，就是把这个鸡蛋模型——分为地壳、地幔和地核进一步细化。借助于越来越先进的地震波成像技术，科学家正在研究地球这个庞大机器的运作过程。但是要掀起另一场科学革命，可能还需要半个世纪。 3、物理学定律可以被统一起来吗?  苹果落向地面、一道闪电划过长空、核电站反应堆里的铀原子衰变同时放出能量，超级加速器击碎质子：这几种现象代表着自然界中四种基本力的作用，也就是引力、电磁力、弱力和强力。 宇宙间所有的物理现象都可以用这四种基本力进行解释。但是科学家并不满足。有没有可能把这四种力统一成为一种? 上个世纪60年代，物理学家发现弱力和电磁力是可以统一起来的，它们是一种事物的不同侧面，统称电弱力。但是其余两种力是否可以和它统一起来? 4、意识的生物学基础是什么?  17世纪的法国哲学家有一句名言：“我思故我在”。可以看出，意识在很长时间里都是哲学讨论的话题。现代科学认为，意识是从大脑中数以亿计的神经元的协作中涌现出来的。 但是这仍然太笼统了，具体来说，神经元是如何产生意识的?近年来，科学家已经找到了一些可以对这个最主观和最个人的事物进行客观研究的方法和工具，并且借助大脑损伤的病人，科学家得以一窥意识的奥秘。 除了要弄清意识的具体运作方式，科学家还想知道一个更深层次问题的答案：它为什么存在，它是如何起源的? 5、什么控制着器官再生?  有一些生物拥有非凡的修复本领：被切断的蚯蚓可以重新长出一半身体，而蝾螈可以重建受损的四肢……相比而言，人类的再生本领似乎就差了一点。 没有人可以重新长出手指，骨头的使用也是从一而终。稍可令人安慰的是肝脏。被部分切除的肝脏可以恢复到原来的状态。 科学家发现，那些可以让器官再生的动物，在必要的时候重新启动了胚胎发育时期的遗传程序，从而长出了新的器官。那么人类是否可以利用类似的手法，在人工控制下自我更换零部件呢? 6、什么决定了物种多样性?  这是一个充满生命的行星，但是并非每一个角落的生命都同样繁荣。一些地区居住的物种的数量超过其他地区。热带比寒带拥有更高的物种多样性。为什么会出现这种情况? 仅仅是因为热带比寒带更热?科学家认为，生物和环境之间的相互作用对多样性起着关键的作用。当然，还有其他一些改变多样性的力量，例如捕食和被捕食的关系。 但是，科学家首先面临的问题是如何获取关于全球物种多样性的基础数据——到底有多少种生物在那儿。 7、生命是如何以及在哪里起源的?  科学家已经发现了34亿年前的微生物的化石，在更古老的岩石上也能找到生物光合作用的痕迹。那么蛋白质和DNA——生命的两大支柱——哪一个先出现在地球上?或者一起出现? 科学家认为，更可能的情况是，RNA比前两者更早出现。另一个问题是，生命在什么样的环境下起源?一种假说认为，生命最早起源于海底的热水中。 生命是如何以及在哪里起源的? 如今，科学家一方面在实验室里探寻从简单有机物到可以自我复制的有机物的发展过程，另一方面，研究彗星和火星，也将为这个问题带来重要的启示。 8、为什么人类的基因这么少?  相比之下，一种非常简单的生物——线虫也有2万个基因。拟南芥植物的基因数量比人类稍多，而水稻的基因数量则是人类的一倍。 为什么人类的基因这么少? 科学家认为，基因组运作的方式应该比以前认为的更加灵活和复杂，他们正在探寻这些少用基因多办事的分子机制。 9、人类寿命可以延长多少?  尽管百岁老人仍然少见，人类的平均寿命(尤其是在发达国家)在过去的几十年中一直在延长。但是这种趋势能保持多久?科学家通过对实验动物的研究，发现包括限制热量摄入在内的一些方法可以显着地延长它们的寿命。 人类寿命可以延长多少? 但是这些方法是否可以成功地应用到人类的身上，以及能延长多少寿命呢?一些科学家认为，至少人类活到100岁可以成为家常便饭。不过，即使是这样，长寿也会带来其他的麻烦，比如社会保险。 10、什么遗传差异导致我们成为独特的人类?  随着基因测序技术的改进，越来越多物种的基因组全序列进入了科学家的数据库中，包括我们自己和数种灵长类亲戚，比如黑猩猩。我们很容易分辨出人和黑猩猩，然而在分子水平上，这种分辨却不那么容易。 我们和黑猩猩的DNA差异大约是1.2%。这是一个很小的数字，但是从绝对数量上来看，这种差异意味着3千多万个碱基对的不同。 什么遗传差异导致我们成为独特的人类? 到底是这3千多万个差异中的哪些，让我们在与黑猩猩“分家”之后，变得如此独特?科学家正在寻找那些让我们有别于其他灵长类物种的遗传差异，当然，还有文化、语言和技术等等超越基因的因素。 探索宇宙的秘密，关注科学前沿，关注微信：wenwan726。 |
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