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Science公布的125个科学前沿问题,你在哪个领域?
2016-09-09 14:07:10 作者:本网整理 来源:网络

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  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。这125个问题如下(前25个被认为是最重要的问题):


  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?


  63为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制?


  64基因组中功能不同于RNA的角色是什么?


  65基因组中端粒和丝粒的作用是什么?


  66为什么一些基因组很大,另一些又相当紧凑?


  67基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用?


  68新技术能使DNA测序的成本降低多少?


  69器官和整个有机体如何了解停止生长的时间?


  70除了继承突变,基因组如何改变?


  71在胚胎期,不对称现象是如何确定的?


  72翼、鳍和面孔如何发育进化?


  73是什么引发了青春期?


  74干细胞是否位于所有肿瘤的中心?


  75肿瘤更容易通过免疫进行控制吗?


  76肿瘤的控制比治愈是否更容易?


  77炎症是所有慢性疾病的主要原因吗?


  78疯牛病会怎样发展?


  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?


  80对抗原而言,免疫记忆需要延长暴露吗?


  81为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿?


  82什么与有机体的生物钟同步?


  83迁徙生物怎样发现其迁移路线?


  84为什么要睡眠?


  85人类为什么会做梦?


  86语言学习为什么存在临界期?


  87信息素影响人类行为吗?


  88一般麻醉剂如何发挥作用?


  89导致精神分裂症的原因是什么?


  90引发孤独症的原因是什么?


  91阿兹海默症患者的生命能够延续多久?


  92致瘾的生物学基础是什么?


  93大脑如何建立道德观念?


  94通过计算机进行学习的极限是什么?


  95有多少个性源于遗传?


  96性别倾向的生物学根源是什么?


  97生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗?


  98地球上有多少物种? 99什么是物种?


  100横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?


  101谁是世界的共同祖先?


  102植物的花朵如何进化?


  103植物怎样制造细胞壁?


  104如何控制植物生长?


  105为什么所有的植物不能免疫一切疾病?


  106外界压力环境下,植物的变异基础是什么?


  107是什么引起物质消失?


  108能否避免物种消亡?


  109一些恐龙为什么如此庞大?


  110生态系统对全球变暖的反应如何?


  111至今共有多少人种,他们之间有何关联?


  112是什么提升了现代人类的行为?


  113什么是人类文化的根源?


  114语言和音乐演化的根源是什么?


  115什么是人种,人种如何进化?


  116为什么一些国家向前发展,而有些国家的发展停滞?


  117政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响?


  118政治与经济自由密切相关吗?


  119为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败?


  120有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解?


  121霍奇闭链是代数闭链的和吗?


  122数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗?


  123庞加莱实验能否确定4维空间的球?


  124黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗?


  125对粒子物理标准模型的研究是否会停止在量子Yahg-Mills理论上?


  (注:最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)


  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。

 

 

 

 

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