《科学》杂志提出：全世界最前沿的125个科学问题（上）

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：

1.宇宙由什么构成?

2.意识的生物学基础是什么?

3.为什么人类基因会如此之少?

4.遗传变异与人类健康的相关程度如何?

5.物理定律能否统一?

6.人类寿命到底可以延长多久?

7.是什么控制着器官再生?

8.皮肤细胞如何成为神经细胞?

9.单个体细胞怎样成为整株植物?

10.地球内部如何运行?

11.地球人类在宇宙中是否独一无二?

12.地球生命在何处产生、如何产生?

13.什么决定了物种的多样性?

14.什么基因的改变造就了独特的人类?

15.记忆如何存储和恢复?

16.人类合作行为如何发展?

17.怎样从海量生物数据中产生大的可视图片?

18.化学自组织的发展程度如何?

19.什么是传统计算的极限?

20.我们能否有选择地切断某些免疫反应? 

21.量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理?

22.能否研制出有效的HIV疫苗?

23.温室效应会使地球温度达到多高?

24.什么时间用什么能源可以替代石油?

25.地球到底能负担多少人口?

26.宇宙是否唯一?

27.是什么驱动宇宙膨胀?

28.第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生?

29.超高能宇宙射线来自何处?

30.是什么给类星体提供动力?

31.黑洞的本质是什么?

32.正物质为何多于反物质?

33.质子会衰减吗?

34.重力的本质是什么?

35.时间为何不同于其他维度?

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吗?

38.是否有解释所有相关电子系统的统一理论? 

39.人类能够制造最强的激光吗?

40.能否制造完美的光学透镜?

41.是否可能制造出室温下的磁性半导体?

42.什么是高温超导性之后的成对机制?

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?

44.是否存在稳定的高原子量元素?

45.固体中是否有超流动性?如果有，如何解释?

46.水的结构如何?

47.玻璃态物质的本质是什么?

48.是否存在合理化学合成的极限?

49.光电电池的最终效率如何?

50.核聚变将最终成为未来的能源吗?

51.驱动太阳磁周期的原因是什么?

52.行星怎样形成?

53.是什么引发了冰期?

54.使地球磁场逆转的原因是什么?

55.是否存在有助于预报的地震先兆?

56.太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命?

57.自然界中手性原则的起源是什么?

58.能否预测蛋白质折叠?

59.人体中的蛋白质有多少存在方式?

60.蛋白质如何发现其作用对象?

61.细胞死亡有多少种形式?

62.是什么保持了细胞内的通行顺畅?