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-Science:全世界最前沿的125個科學問題 _0

作者 :   發表時間 : 2021-02-19 00:00:00   瀏覽 : 231

來源:戰略前沿技術在慶祝SCIENCE創刊125周年之際,該刊雜誌社公布了125個最具挑戰性的科學問題.在今後1/4個世紀的時間裏,人們將致力於研究解決這些問題.其中,前25個被認為是最重要的問題. 簡單歸納統計這125個問題,其中涉及生命科學的問題占46%,關係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%.其餘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. 這125個問題如下: 1.宇宙由什麽構成? 2.意識的生物學基礎是什麽? 3.為什麽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.是什麽控製著器官再生? 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? 13.什麽決定了物種的多樣性? 14.什麽基因的改變造就了獨特的人類? 15.記憶如何存儲和恢複? 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? 19.什麽是傳統計算的極限? 20.观看黄片app在哪里下载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後是否有更深刻的原理? 22.能否研製出有效的HIV疫苗? 23.溫室效應會使地球溫度達到多高? 24.什麽時間用什麽能源可以替代石油? 25.地球到底能負擔多少人口? 26.宇宙是否唯一? 27.是什麽驅動宇宙膨脹? 28.第一顆恒星與星係何時產生、怎樣產生? 29.超高能宇宙射線來自何處? 30.是什麽給類星體提供動力? 31.黑洞的本質是什麽? 32.正物質為何多於反物質? 33.質子會衰減嗎? 34.重力的本質是什麽? 35.時間為何不同於其他維度? 36.是否存在比誇克更小的基本粒子? 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係統的統一理論? 39.人類能夠製造最強的激光嗎? 40.能否製造完美的光學透鏡? 41.是否可能製造出室溫下的磁性半導體? 42.什麽是高溫超導性之後的成對機製? 43.能否發展關於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麽? 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麽? 52.行星怎樣形成? 53.是什麽引發了冰期? 54.使地球磁場逆轉的原因是什麽? 55.是否存在有助於預報的地震先兆? 56.太陽係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麽? 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.是什麽保持了細胞內的通行順暢? 63.為什麽細胞的成分可以獨立於DNA而自行複製? 64.基因組中功能不同於RNA的角色是什麽? 65.基因組中端粒和絲粒的作用是什麽? 66.為什麽一些基因組很大,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、鰭和麵孔如何發育進化? 73.是什麽引發了青春期? 74.幹細胞是否位於所有腫瘤的中心? 75.腫瘤更容易通過免疫進行控製嗎? 76.腫瘤的控製比治愈是否更容易? 77.炎症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係統來抵抗傳染病? 80.對抗原而言,免疫記憶需要延長暴露嗎? 81.為什麽孕婦的免疫係統不拒絕其胎兒? 82.什麽與有機體的生物鍾同步? 83.遷徙生物怎樣發現其遷移路線? 84.為什麽要睡眠? 85.人類為什麽會做夢? 86.語言學習為什麽存在臨界期? 87.信息素影響人類行為嗎? 88.一般麻醉劑如何發揮作用? 89.導致精神分裂症的原因是什麽? 90.引發孤獨症的原因是什麽? 91.阿茲海默症患者的生命能夠延續多久? 92.致癮的生物學基礎是什麽? 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麽? 95.有多少個性源於遺傳? 96.性別傾向的生物學根源是什麽? 97.生命樹是生命之間係統關係最好的表達方式嗎? 98.地球上有多少物種? 99.什麽是物種? 100.橫向轉移為什麽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.植物怎樣製造細胞壁? 104.如何控製植物生長? 105.為什麽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麽? 107.是什麽引起物質消失? 108.能否避免物種消亡? 109.一些恐龍為什麽如此龐大? 110.生態係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.是什麽提升了現代人類的行為? 113.什麽是人類文化的根源? 114.語言和音樂演化的根源是什麽? 115.什麽是人種,人種如何進化? 116.為什麽一些國家向前發展,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麽影響? 118.政治與經濟自由密切相關嗎? 119.為什麽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:最後6個數學問題選自Clay數學研究所提出的新千年問題)