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本帖最后由 clanswer 于 2010-4-29 19:33 编辑
) h& ?+ P5 U2 Z5 k0 Y1 ~1 g" [& r& F9 p- l6 P4 i' ]
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,发表在7月1日出版的专辑上。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):
0 k9 a- s) Q8 C+ t; W: q1宇宙由什么构成?
R1 U" P% y- y! u2意识的生物学基础是什么? ?& u; I2 b- V* Y- e% u
3为什么人类基因会如此之少?3 X9 o( i! K7 h, d+ [. i B
4遗传变异与人类健康的相关程度如何?2 ~) x- c* y7 S* b- h
5物理定律能否统一?4 F; x4 \) q9 g8 U5 |- D
6人类寿命到底可以延长多久?
& w% ~: A) J2 T/ m$ F4 h7 R. p7是什么控制着器官再生?
: m. m) S% v! ^6 Y' ?6 e8皮肤细胞如何成为神经细胞?
7 C( F6 h7 r+ D& _& D2 ~ I9单个体细胞怎样成为整株植物?
( m9 r% T+ j7 J$ I10地球内部如何运行?1 e. w8 m6 g0 j4 I$ Y$ ?
11地球人类在宇宙中是否独一无二?( F5 D7 b; p, f2 h6 q9 B
12地球生命在何处产生、如何产生?+ H3 x- L. d% k
13什么决定了物种的多样性?
, v& N! x# K" i) J14什么基因的改变造就了独特的人类?
' v% v; `' h) G H* x2 t' J1 H15记忆如何存储和恢复?
/ K) j# ~$ \9 D) c9 ?+ e16人类合作行为如何发展?
3 Z, s' a/ H' u9 z4 j- B5 i+ a17怎样从海量生物数据中产生大的可视图片?
% S0 ^$ N' U. L! A2 f4 Y18化学自组织的发展程度如何?
" B* t b9 I! U9 j19什么是传统计算的极限?4 H8 u* H, r, l" i6 P( \+ e4 P
20我们能否有选择地切断某些免疫反应?
6 S* B# z1 k5 G21量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理?4 g; d* I3 P; O( w6 H
22能否研制出有效的HIV疫苗?3 I4 @. [1 Q! P- R+ U) r( p8 s
23温室效应会使地球温度达到多高?7 M s- l4 D' k4 {2 v
24什么时间用什么能源可以替代石油?
$ K3 ^" C" E; w25地球到底能负担多少人口?
7 s. a8 q3 \; n6 X5 R26宇宙是否唯一?
& B9 Q5 u4 j D6 r; y7 D$ \3 V7 \27是什么驱动宇宙膨胀?
) g9 s! W: Y$ K3 Z28第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生?
' p: n) G0 Z) ~* q8 d29超高能宇宙射线来自何处?
8 z `5 l" T6 G) b; F30是什么给类星体提供动力?0 I# O. } }: _' S* ~
31黑洞的本质是什么?$ n P0 G6 r/ w2 ^
32正物质为何多于反物质?
' ]/ C5 v4 W) p: i; I33质子会衰减吗?6 p' U4 B+ l9 R: l5 \' }
34重力的本质是什么?
E: n6 S+ H5 Y3 D! ]' j% G35时间为何不同于其他维度?" _/ N; @- y3 N; u' P
36是否存在比夸克更小的基本粒子?4 d. N: B% m* ?7 U
37中微子是其自己的反粒子吗?9 j1 ^7 \% S) q7 a0 z
38是否有解释所有相关电子系统的统一理论? $ b; Y) G4 Z7 d
39人类能够制造最强的激光吗?
0 q% H2 u( R6 V1 t40能否制造完美的光学透镜?
/ M" ~0 P% Q5 T- m P9 x41是否可能制造出室温下的磁性半导体? p8 j: n& ?. J& c+ p0 D% l; @
42什么是高温超导性之后的成对机制?# x; C6 H- p7 d) R
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?
- `% e7 r' }5 s( t+ D44是否存在稳定的高原子量元素?
% c V! ?, w1 b, X' U45固体中是否有超流动性?如果有,如何解释?& \* q) W4 |, c$ e& _
46水的结构如何?
. _- U1 |& m% w47玻璃态物质的本质是什么?. Z& p, j1 ~4 t! [& O
48是否存在合理化学合成的极限?/ j+ E+ p2 Q# F# A; l% m
49光电电池的最终效率如何?
a' b: X7 v0 V! C y50核聚变将最终成为未来的能源吗?' G" K7 N" u; V* I/ Q' J
51驱动太阳磁周期的原因是什么?
# e4 D7 M7 {: e$ y9 h e d. }52行星怎样形成?
! Y" t& d; o2 ~+ h53是什么引发了冰期?
2 C) f7 t9 [& p A2 @# ~( l54使地球磁场逆转的原因是什么?
' a4 U/ O. W9 v: p& E55是否存在有助于预报的地震先兆?8 k" ]( M7 O' |
56太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命?
( ?% y" J" e! K' |) m' t57自然界中手性原则的起源是什么?
# r$ F4 B% n- {1 L* a" m( E( V; m58能否预测蛋白质折叠?
: Q' o- }/ A: ^& T59人体中的蛋白质有多少存在方式?
1 S9 s9 J/ |! M6 y60蛋白质如何发现其作用对象?4 i" K2 f& l4 H' F5 |
61细胞死亡有多少种形式?5 M) A2 W( t, G5 J+ g- T
62是什么保持了细胞内的通行顺畅?
/ I( ~$ D$ m. H63为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制?
2 K& {+ n4 V, Y; K64基因组中功能不同于RNA的角色是什么?2 ^7 L; f& [2 [ T% m; @6 @% D+ a
65基因组中端粒和丝粒的作用是什么?
9 d6 R" I3 n5 D- d) o66为什么一些基因组很大,另一些又相当紧凑?1 R' e: P) `; \9 X
67基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用?3 ]; w3 w; b( k/ L5 u
68新技术能使DNA测序的成本降低多少?' g- f. Q4 Y) ~3 p$ R( _5 M
69器官和整个有机体如何了解停止生长的时间?
1 b" j: _$ h9 @9 T70除了继承突变,基因组如何改变?
1 o, A4 R# a+ _9 p* u: G: _+ a71在胚胎期,不对称现象是如何确定的?
% q7 U- A0 @+ b' |; U72翼、鳍和面孔如何发育进化?) y T T7 `; p
73是什么引发了青春期?7 o8 U1 p* j; o1 s( s
74干细胞是否位于所有肿瘤的中心?% L! d& q }' R) Y
75肿瘤更容易通过免疫进行控制吗?
) h. I% U2 a0 }76肿瘤的控制比治愈是否更容易?8 Z8 o. z0 n. A0 O2 _3 J; |' s
77炎症是所有慢性疾病的主要原因吗?
$ u4 [4 x5 b' T3 Z& c, f! D2 o' l78疯牛病会怎样发展?% w- d; ^* U: L
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?: L0 L# D0 E3 p
80对抗原而言,免疫记忆需要延长暴露吗?
" C6 D" D1 c7 _# p; H81为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿?8 C" u: d9 {! Y: c- p, u% u/ e5 e2 X, q
82什么与有机体的生物钟同步?5 r- w$ d; `* [( C+ U$ v4 X. c
83迁徙生物怎样发现其迁移路线?/ c% W3 {/ E& K& T5 S
84为什么要睡眠?- `* O* H& B2 s, ~. w
85人类为什么会做梦?
K0 U. t+ P+ M) z' z& [86语言学习为什么存在临界期?% x. n' y5 Z) ~. ?6 S
87信息素影响人类行为吗?
/ B; S" i8 C7 ]1 l1 J88一般禁用词语剂如何发挥作用?
3 c# u( @+ H4 @89导致精神**症的原因是什么?
( o2 q7 k D( K' {90引发孤独症的原因是什么?
0 S. b8 a8 P) V91阿兹海默症患者的生命能够延续多久?
8 K! |+ \; Y- N9 m8 T92致瘾的生物学基础是什么?
$ A- h5 q9 m$ p93大脑如何建立道德观念? Q- \$ r6 o. ]) D8 S) ]$ q3 e \
94通过计算机进行学习的极限是什么?
+ \4 i& `" ?3 [95有多少个性源于遗传?
* i5 B) l% S7 g/ l- r% T- ~- B) i X96性别倾向的生物学根源是什么?
# j' Z; h- O1 \% R n97生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗?' n. r% C& \8 z8 p8 o- E
98地球上有多少物种? 99什么是物种?
" S) x9 x0 t( Q8 _* n100横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?4 k$ X3 M |7 r5 | r' o
101谁是世界的共同祖先?8 M. t! S9 J/ a) _4 @- U, h) a
102植物的花朵如何进化?
9 `4 _ h3 l6 J- y103植物怎样制造细胞壁?
/ `$ _' ]; i. a* m9 `104如何控制植物生长?
0 P5 J8 D/ m) Z6 n4 w; D105为什么所有的植物不能免疫一切疾病?/ r* [- ^0 u& [; z
106外界压力环境下,植物的变异基础是什么?
4 R4 f1 k, f& p. e$ C N107是什么引起物质消失?
" j$ u9 A' Z/ U+ E+ p" x108能否避免物种消亡?
& R" b. s) x, {% f, B1 z( R9 {109一些恐龙为什么如此庞大?
5 v% j$ p& K& ?1 R110生态系统对全球变暖的反应如何? ( F3 g/ Q W8 {, E9 L
111至今共有多少人种,他们之间有何关联?8 @' G/ v/ H- E0 N" e, f9 }( l
112是什么提升了现代人类的行为?
5 ?: _( b- G6 s8 W6 `3 H8 d113什么是人类文化的根源?
4 x$ s D) b) m& q: N114语言和音乐演化的根源是什么?3 K0 o" n% J% P9 `0 n
115什么是人种,人种如何进化?
. [ ` y7 q, e1 y( R116为什么一些国家向前发展,而有些国家的发展停滞?1 `9 }1 J4 O( L2 M6 M; c* M; w+ r
117政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响?
& x% f1 E3 t" t/ I( Q0 U: I# O& J118**与经济自由密切相关吗?, Z$ K2 J- X* v- z( |% {
119为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败?1 W5 w ]& g6 B1 c" [& z1 R. g
120有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解?
1 \9 t9 @+ I8 `3 q121霍奇闭链是代数闭链的和吗?
( Q H4 v8 \" j" B122数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗?8 `6 ?$ r6 q, e9 M! R% o) K: G, k
123庞加莱实验能否确定4维空间的球?6 `: n3 w4 n8 i5 }1 M8 R& m
124黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗? e8 e6 c0 C4 I5 u. m I) p) ^0 b' D i
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?* S) W% X {. n: g8 |# k; B% f
(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)
% H' i! @! f+ R- z 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、**与经济、能源、环境和人口等。
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