 在庆祝SCIENCE创刊125周年之际，该刊杂志社公布了125个最具挑战性的科学问题。在今后1／4个世纪的时间里，人们将致力于研究解决这些问题。其中，前25个被认为是最重要的问题。 简单归纳统计这125个问题，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%，与物质科学相关的问题占14%以上，认知科学问题占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。 这125个问题如下： 图1/125 1.宇宙由什么构成? 图2/125 2.意识的生物学基础是什么? 图3/125 3.为什么人类基因会如此之少? 图4/125 4.遗传变异与人类健康的相关程度如何? 图5/125 5.物理定律能否统一? 图6/125 6.人类寿命到底可以延长多久? 图7/125 7.是什么控制着器官再生? 图8/125 8.皮肤细胞如何成为神经细胞? 图9/125 9.单个体细胞怎样成为整株植物? 图10/125 10.地球内部如何运行? 图11/125 11.地球人类在宇宙中是否独一无二? 图12/125 12.地球生命在何处产生、如何产生? 图13/125 13.什么决定了物种的多样性? 图14/125 14.什么基因的改变造就了独特的人类? 图15/125 15.记忆如何存储和恢复? 图16/125 16.人类合作行为如何发展? 图17/125 17.怎样从海量生物数据中产生大的可视图片? 图18/125 18.化学自组织的发展程度如何? 图19/125 19.什么是传统计算的极限? 图20/125 20.我们能否有选择地切断某些免疫反应? 图21/125 21.量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理? 图22/125 22.能否研制出有效的HIV疫苗? 图23/125 23.温室效应会使地球温度达到多高? 图24/125 24.什么时间用什么能源可以替代石油? 图25/125 25.地球到底能负担多少人口? 图26/125 26.宇宙是否唯一? 图27/125 27.是什么驱动宇宙膨胀? 图28/125 28.第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生? 图29/125 29.超高能宇宙射线来自何处? 图30/125 30.是什么给类星体提供动力? 图31/125 31.黑洞的本质是什么? 图32/125 32.正物质为何多于反物质? 图33/125 33.质子会衰减吗? 图34/125 34.重力的本质是什么? 图35/125 35.时间为何不同于其他维度? 图36/125 36.是否存在比夸克更小的基本粒子? 图37/125 37.中微子是其自己的反粒子吗? 图38/125 38.是否有解释所有相关电子系统的统一理论? 图39/125 39.人类能够制造最强的激光吗? 图40/125 40.能否制造完美的光学透镜? 图41/125 41.是否可能制造出室温下的磁性半导体? 图42/125 42.什么是高温超导性之后的成对机制? 图43/125 43.能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论? 图44/125 44.是否存在稳定的高原子量元素? 图45/125 45.固体中是否有超流动性?如果有，如何解释? 图46/125 46.水的结构如何? 图47/125 47.玻璃态物质的本质是什么? 图48/125 48.是否存在合理化学合成的极限? 图49/125 49.光电电池的最终效率如何? 图50/125 50.核聚变将最终成为未来的能源吗? 图51/125 51.驱动太阳磁周期的原因是什么? 图52/125 52.行星怎样形成? 图53/125 53.是什么引发了冰期? 图54/125 54.使地球磁场逆转的原因是什么? 图55/125 55.是否存在有助于预报的地震先兆? 图56/125 56.太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命? 图57/125 57.自然界中手性原则的起源是什么? 图58/125 58.能否预测蛋白质折叠? 图59/125 59.人体中的蛋白质有多少存在方式? 图60/125 60.蛋白质如何发现其作用对象? 图61/125 61.细胞死亡有多少种形式? 图62/125 62.是什么保持了细胞内的通行顺畅? 图63/125 63.为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制? 图64/125 64.基因组中功能不同于RNA的角色是什么? 图65/125 65.基因组中端粒和丝粒的作用是什么? 图66/125 66.为什么一些基因组很大，另一些又相当紧凑? 图67/125 67.基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用? 图68/125 68.新技术能使DNA测序的成本降低多少? 图69/125 69.器官和整个有机体如何了解停止生长的时间? 图70/125 70.除了继承突变，基因组如何改变? 图71/125 71.在胚胎期，不对称现象是如何确定的? 图72/125 72.翼、鳍和面孔如何发育进化? 图73/125 73.是什么引发了青春期? 图74/125 74.干细胞是否位于所有肿瘤的中心? 图75/125 75.肿瘤更容易通过免疫进行控制吗? 图76/125 76.肿瘤的控制比治愈是否更容易? 图77/125 77.炎症是所有慢性疾病的主要原因吗? 图78/125 78.疯牛病会怎样发展? 图79/125 79.脊椎动物在多大程度上依赖先天免疫系统来抵抗传染病? 图80/125 80.对抗原而言，免疫记忆需要延长暴露吗? 图81/125 81.为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿? 图82/125 82.什么与有机体的生物钟同步? 图83/125 83.迁徙生物怎样发现其迁移路线? 图84/125 84.为什么要睡眠? 图85/125 85.人类为什么会做梦? 图86/125 86.语言学习为什么存在临界期? 图87/125 87.信息素影响人类行为吗? 图88/125 88.一般麻醉剂如何发挥作用? 图89/125 89.导致精神分裂症的原因是什么? 图90/125 90.引发孤独症的原因是什么? 图91/125 91.阿兹海默症患者的生命能够延续多久? 图92/125 92.致瘾的生物学基础是什么? 图93/125 93.大脑如何建立道德观念? 图94/125 94.通过计算机进行学习的极限是什么? 图95/125 95.有多少个性源于遗传? 图96/125 96.性别倾向的生物学根源是什么? 图97/125 97.生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗? 图98/125 98.地球上有多少物种? 图99/125 99.什么是物种? 图100/125 100.横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生? 图101/125 101.谁是世界的共同祖先? 图102/125 102.植物的花朵如何进化? 图103/125 103.植物怎样制造细胞壁? 图104/125 104.如何控制植物生长? 图105/125 105.为什么所有的植物不能免疫一切疾病? 图106/125 106.外界压力环境下，植物的变异基础是什么? 图107/125 107.是什么引起物质消失? 图108/125 108.能否避免物种消亡? 图109/125 109.一些恐龙为什么如此庞大? 图110/125 110.生态系统对全球变暖的反应如何? 图111/125 111.至今共有多少人种，他们之间有何关联? 图112/125 112.是什么提升了现代人类的行为? 图113/125 113.什么是人类文化的根源? 图114/125 114.语言和音乐演化的根源是什么? 图115/125 115.什么是人种，人种如何进化? 图116/125 116.为什么一些国家向前发展，而有些国家的发展停滞? 图117/125 117.政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响? 图118/125 118.政治与经济自由密切相关吗? 图119/125 119.为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败? 图120/125 120.有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解? 图121/125 121.霍奇闭链是代数闭链的和吗? 图122/125 122.数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗? 图123/125 123.庞加莱实验能否确定4维空间的球? 图124/125 124.黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗? 图125/125 125.对粒子物理标准模型研究是否会停止在量子Yahg-Mills理论上? |
|
|
