Science創刊125周年！發布全世界最前沿的125個科學問題-（上知分享）
2017-8-10 10:16:13
轉自 科袖網
在慶祝SCIENCE創刊125周年之際，該刊雜志社公布了125個最具挑戰性的科學問題。
簡單歸納統計這125個問題，其中涉及生命科學的問題占46%，關系宇宙和地球的問題占16%，與物質科學相關的問題占14%以上，認知科學問題占9%。其余問題分別涉及數學與計算機科學、政治與經濟、能源、環境和人口等。
在今后1／4個世紀的時間里，人們將致力于研究解決這些問題。其中，前25個被認為是最重要的問題。
這125個問題如下：
1、宇宙由什么構成？
2、意識的生物學基礎是什么？
3、為什么人類基因會如此之少？
4、遺傳變異與人類健康的相關程度如何？
5、物理定律能否統一？
6、人類壽命到底可以延長多久？
7、是什么控制著器官再生？
8、皮膚細胞如何成為神經細胞？
9、單個體細胞怎樣成為整株植物？
10、地球內部如何運行？
11、地球人類在宇宙中是否獨一無二？
12、地球生命在何處產生、如何產生？
13、什么決定了物種的多樣性？
14、什么基因的改變造就了獨特的人類？
15、記憶如何存儲和恢復？
16、人類合作行為如何發展？
17、怎樣從海量生物數據中產生大的可視圖片？
18、化學自組織的發展程度如何？
19、什么是傳統計算的極限？
20、我們能否有選擇地切斷某些免疫反應？
21、量子不確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、溫室效應會使地球溫度達到多高？
24、什么時間用什么能源可以替代石油？
25、地球到底能負擔多少人口？
26、宇宙是否唯一？
27、是什么驅動宇宙膨脹？
28、第一顆恒星與星系何時產生、怎樣產生？
29、超高能宇宙射線來自何處？
30、是什么給類星體提供動力？
31、黑洞的本質是什么？
32、正物質為何多于反物質？
33、質子會衰減嗎？
34、重力的本質是什么？
35、時間為何不同于其他維度？
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嗎？
38、是否有解釋所有相關電子系統的統一理論？
39、人類能夠制造最強的激光嗎？
40、能否制造完美的光學透鏡？
41、是否可能制造出室溫下的磁性半導體？
42、什么是高溫超導性之后的成對機制？
43、能否發展關于湍流動力學和顆粒材料運動學的綜合理論？
44、是否存在穩定的高原子量元素？
45、固體中是否有超流動性？如果有，如何解釋？
46、水的結構如何？
47、玻璃態物質的本質是什么？
48、是否存在合理化學合成的極限？
49、光電電池的最終效率如何？
50、核聚變將最終成為未來的能源嗎？
51、驅動太陽磁周期的原因是什么？
52、行星怎樣形成？
53、是什么引發了冰期？
54、使地球磁場逆轉的原因是什么？
55、是否存在有助于預報的地震先兆？
56、太陽系的其他星球上現在和過去是否存在生命？
57、自然界中手性原則的起源是什么？
58、能否預測蛋白質折疊？
59、人體中的蛋白質有多少存在方式？
60、蛋白質如何發現其作用對象？
61、細胞死亡有多少種形式？
62、是什么保持了細胞內的通行順暢？
63、為什么細胞的成分可以獨立于DNA而自行復制？
64、基因組中功能不同于RNA的角色是什么？
65、基因組中端粒和絲粒的作用是什么？
66、為什么一些基因組很大，另一些又相當緊湊？
67、基因組中的“垃圾”（“junk”）有何作用？
68、新技術能使DNA測序的成本降低多少？
69、器官和整個有機體如何了解停止生長的時間？
70、除了繼承突變，基因組如何改變？
71、在胚胎期，不對稱現象是如何確定的？
72、翼、鰭和面孔如何發育進化？
73、是什么引發了青春期？
74、干細胞是否位于所有腫瘤的中心？
75、腫瘤更容易通過免疫進行控制嗎？
76、腫瘤的控制比治愈是否更容易？
77、炎癥是所有慢性疾病的主要原因嗎？
78、瘋牛病會怎樣發展？
79、脊椎動物在多大程度上依賴先天免疫系統來抵抗傳染病？
80、對抗原而言，免疫記憶需要延長暴露嗎？
81、為什么孕婦的免疫系統不拒絕其胎兒？
82、什么與有機體的生物鐘同步？
83、遷徙生物怎樣發現其遷移路線？
84、為什么要睡眠？
85、人類為什么會做夢？
86、語言學習為什么存在臨界期？
87、信息素影響人類行為嗎？
88、一般麻醉劑如何發揮作用？
89、導致精神分裂癥的原因是什么？
90、引發孤獨癥的原因是什么？
91、阿茲海默癥患者的生命能夠延續多久？
92、致癮的生物學基礎是什么？
93、大腦如何建立道德觀念？
94、通過計算機進行學習的極限是什么？
95、有多少個性源于遺傳？
96、性別傾向的生物學根源是什么？
97、生命樹是生命之間系統關系最好的表達方式嗎？
98、地球上有多少物種？
99、什么是物種？
100、橫向轉移為什么會發生在眾多的物種中以及如何發生？
101、誰是世界的共同祖先？
102、植物的花朵如何進化？
103、植物怎樣制造細胞壁？
104、如何控制植物生長？
105、為什么所有的植物不能免疫一切疾病？
106、外界壓力環境下，植物的變異基礎是什么？
107、是什么引起物質消失？
108、能否避免物種消亡？
109、一些恐龍為什么如此龐大？
110、生態系統對全球變暖的反應如何？
111、至今共有多少人種，他們之間有何關聯？
112、是什么提升了現代人類的行為？
113、什么是人類文化的根源？
114、語言和音樂演化的根源是什么？
115、什么是人種，人種如何進化？
116、為什么一些國家向前發展，而有些國家的發展停滯？
117、政府高額赤字對國家利益和經濟增長速度有什么影響？
118、政治與經濟自由密切相關嗎？
119、為什么改變撒哈拉地區貧困狀態的努力幾乎全部失敗？
120、有沒有簡單的方法確定橢圓曲線是否存在無窮多解？
121、霍奇閉鏈是代數閉鏈的和嗎？
122、數學家將會最終給出Navier-Stokes方程的解嗎？
123、龐加萊實驗能否確定4維空間的球？
124、黎曼zeta函數的零解都有a+bi形式嗎？
125、對粒子物理標準模型研究是否會停止在量子Yahg-Mills理論上？
（注：最后6個數學問題選自Clay數學研究所提出的新千年問題）
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