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《Science》发布:125个最前沿的科学问题

 潇湘水云上居 2023-05-31 发布于云南





《Science》创刊125周年之际,发布了125个最具挑战性的科学问题。了解前沿科学研究方向,对我们的认知的提升或许有所帮助。

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。

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。

这125个问题如下:

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1、宇宙由什么构成?

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2、意识的生物学基础是什么?

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3、为什么人类基因会如此之少?

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4、遗传变异与人类健康的相关程度如何?

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5、物理定律能否统一?

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6、人类寿命到底可以延长多久?

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7、是什么控制着器官再生?

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8、皮肤细胞如何成为神经细胞?

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9、单个体细胞怎样成为整株植物?

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10、地球内部如何运行?

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11、地球人类在宇宙中是否独一无二?

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12、地球生命在何处产生、如何产生?

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13、什么决定了物种的多样性?

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14、什么基因的改变造就了独特的人类?

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15、记忆如何存储和恢复?

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16、人类合作行为如何发展?

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17、怎样从海量生物数据中产生大的可视图片?

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18、化学自组织的发展程度如何?

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19、什么是传统计算的极限?

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20、我们能否有选择地切断某些免疫反应?

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21、量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理?

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22、能否研制出有效的HIV疫苗?

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23、温室效应会使地球温度达到多高?

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24、什么时间用什么能源可以替代石油?

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25、地球到底能负担多少人口?

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26、宇宙是否唯一?

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27、是什么驱动宇宙膨胀?

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28、第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生?

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29、超高能宇宙射线来自何处?

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30、是什么给类星体提供动力?

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31、黑洞的本质是什么?

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32、正物质为何多于反物质?

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33、质子会衰变吗?

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34、重力的本质是什么?

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35、时间为何不同于其他维度?

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36、是否存在比夸克更小的基本粒子?

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37、中微子是其自己的反粒子吗?

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38、是否有解释所有相关电子系统的统一理论?

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39、人类能够制造最强的激光吗?

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40、能否制造完美的光学透镜?

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41、是否可能制造出室温下的磁性半导体?

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42、什么是高温超导性之后的成对机制?

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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?

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44、是否存在稳定的高原子量元素?

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45、固体中是否有超流动性?如果有,如何解释?

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46、水的结构如何?

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47、玻璃态物质的本质是什么?

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48、是否存在合理化学合成的极限?

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49、光电电池的最终效率如何?

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50、核聚变将最终成为未来的能源吗?

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51、驱动太阳磁周期的原因是什么?

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52、行星怎样形成?

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53、是什么引发了冰期?

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54、使地球磁场逆转的原因是什么?

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55、是否存在有助于预报的地震先兆?

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56、太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命?

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57、自然界中手性原则的起源是什么?

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58、能否预测蛋白质折叠?

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59、人体中的蛋白质有多少存在方式?

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60、蛋白质如何发现其作用对象?

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61、细胞死亡有多少种形式?

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62、是什么保持了细胞内的通行顺畅?

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63、为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制?

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64、基因组中功能不同于RNA的角色是什么?

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65、基因组中端粒和丝粒的作用是什么?

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66、为什么一些基因组很大,另一些又相当紧凑?

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67、基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用?

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68、新技术能使DNA测序的成本降低多少?

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69、器官和整个有机体如何了解停止生长的时间?

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70、除了继承突变,基因组如何改变?

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71、在胚胎期,不对称现象是如何确定的?

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72、翼、鳍和面孔如何发育进化?

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73、是什么引发了青春期?

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74、干细胞是否位于所有肿瘤的中心?

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75、肿瘤更容易通过免疫进行控制吗?

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76、肿瘤的控制比治愈是否更容易?

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77、炎症是所有慢性疾病的主要原因吗?

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78、疯牛病会怎样发展?

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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?

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80、对抗原而言,免疫记忆需要延长暴露吗?

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81、为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿?

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82、什么与有机体的生物钟同步?

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83、迁徙生物怎样发现其迁移路线?

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84、为什么要睡眠?

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85、人类为什么会做梦?

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86、语言学习为什么存在临界期?

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87、信息素影响人类行为吗?

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88、一般麻醉剂如何发挥作用?

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89、导致精神分裂症的原因是什么?

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90、引发孤独症的原因是什么?

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91、阿兹海默症患者的生命能够延续多久?

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92、致瘾的生物学基础是什么?

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93、大脑如何建立道德观念?

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94、通过计算机进行学习的极限是什么?

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95、有多少个性源于遗传?

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96、性别倾向的生物学根源是什么?

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97、生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗?

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98、地球上有多少物种?

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99、什么是物种?

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100、横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?

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101、谁是世界的共同祖先?

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102、植物的花朵如何进化?

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103、植物怎样制造细胞壁?

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104、如何控制植物生长?

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105、为什么所有的植物不能免疫一切疾病?

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106、外界压力环境下,植物的变异基础是什么?

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107、是什么引起物质消失?

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108、能否避免物种消亡?

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109、一些恐龙为什么如此庞大?

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110、生态系统对全球变暖的反应如何?

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111、至今共有多少人种,他们之间有何关联?

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112、是什么提升了现代人类的行为?

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113、什么是人类文化的根源?

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114、语言和音乐演化的根源是什么?

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115、什么是人种,人种如何进化?

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116、为什么一些国家向前发展,而有些国家的发展停滞?

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117、政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响?

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118、政治与经济自由密切相关吗?

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119、为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败?

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120、有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解?

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121、霍奇闭链是代数闭链的和吗?

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122、数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗?

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123、庞加莱实验能否确定4维空间的球?

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124、黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗?

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125、对粒子物理标准模型研究是否会停止在量子Yang-Mills理论上?

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图片 和 AI 哲学家对话 

如果 AI 读过《叔本华传》,又读过《作为意志与表象的世界》《人生的智慧》以及臭名远昭的《论女人》,甚至是叔本华的一切书信,那它能不能扮演这位哲学家,帮助我们更好地学习、理解哲学呢?

带着这个想法,哲思学意通过 “Hello思想家” 还原了历史上有名的二十余位哲学家的智慧。他们跨越古代、近代、当代,跨越中、西方,通过一块手机屏幕与我们相逢。

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在这里你可以看到幽默的齐泽克,态度高傲的叔本华、高深的维特根斯坦、以及对用文言文来和你对话的中国古代哲人们……

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在我们的设定下,大多数情况下 AI 还会给出这段话的观点出自该思想家的哪篇著作的说明,如果你是一个文史哲方向的学生或研究人员,这项功能将有助于你快速定位参考文献。

在将小程序正式推广之前,我们在朋友圈进行了一波试用,根据调查反馈,我们试着归纳了一下哲友们最喜欢问的问题,给大家游玩时提供一下参考:

1.概念类问题,如:西方哲学中的真理和中国哲学中的“道”是同一个东西吗?什么是“永劫回归?”
2.建议类问题,如:“我应该如何学习哲学?”'人应该如何和自己相处?”
3.书评类问题,如:请解读一下《疾病与隐喻》这本书。
4.创作类问题,如:能创作一手以为辛亥革命为背景的散文诗吗?

以上只是抛砖引玉,更多具有深度和创造性地对话就有待大家在体验的过程中进一步发现了。

图片 学术专家 

除了和哲学家对话,我们还郑重推荐大家试用我们“学术专家”中的模拟角色。

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在与“电影评论家/文艺评论家”对话时,你可以提出需要分析的电影/文学作品,并且要求 AI 用一定的文学批评理论对该电影进行解读,比如要求 AI 用弗洛伊德的精神分析理论去分析《铁达尼号》。

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当然,如果要达到“大学生期末作业”的水平,你可能要学会对问题进行细化,比如提出具体要分析电影或者时书中的哪个场景,哪个角色之类的。

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图片 学术翻译家 

“学术翻译家”中,AI 会帮助我们快速地翻译一些不容易看懂的外文文献,翻译的效果有时也是让人惊喜的,比如下面对于下面段落的翻译,AI 翻译的效果似乎比我手头上的译本都要正确且易懂:

“First, there is the double distinction carried out by Kantian transcendental philosophy: on the one hand, the separation of phenomena and things in themselves; on the other, the definition of aesthetic judgment in its double opposition to the law of the understanding that makes things knowable and to the particularity to reunite them in order to make aesthetic contemplation the path leading from the finite intellectual determination of phenomena to absolute knowing.”(以上段落来自朗西埃的《美感论》英文版)

 “学术翻译家”的翻译结果:

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手中译本的翻译:

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我们请教了三位有翻译经验或哲学研究背景的教授进行核实,都认为AI“学术翻译家”的翻译要更胜一筹。这不免让人有所感叹:与其等我学好英语、德育、法语再深入哲学的殿堂还是盼望 AI 迅猛的发展以提高翻译能力来得更靠谱。所以AI不会令专家死亡,而是提高了专家的门槛。

“Hello思想家”的主要功能就先介绍到这里,还有更多有趣的功能碍于篇幅所限不便一一展开,现在扫描下方二维码就可以体验尝鲜,与哲学家们来一场跨越时空的畅聊了。

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