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本帖最后由 clanswer 于 2010-4-29 19:33 编辑
) W6 ~; H0 O% l( F# v2 T! ~$ t) k) e9 U9 ?
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):
4 S* d) c; k* h# x n! `1宇宙由什么构成?
$ ~, M# z) E8 r" [2意识的生物学基础是什么?% H- q" I+ H! D) o& l
3为什么人类基因会如此之少?
5 _2 C8 k" U( W4遗传变异与人类健康的相关程度如何?
: d6 G! D4 b5 g) }# l" i/ D0 \5物理定律能否统一?
" L! b6 K" I& P/ {' R" Y8 D1 i6人类寿命到底可以延长多久?! P3 v% K4 Y$ A: n0 o
7是什么控制着器官再生?; |0 ^% X- `+ J6 P" v: J
8皮肤细胞如何成为神经细胞?% b# b: w$ d, F1 u
9单个体细胞怎样成为整株植物?
6 `8 s5 Z" C! d7 y& n' Y10地球内部如何运行?( R3 P# ?+ l; W. V: ]0 E7 K4 h
11地球人类在宇宙中是否独一无二?: s4 r1 x# C/ o4 r4 {
12地球生命在何处产生、如何产生?
6 a: h+ h7 I: ^/ V( v1 a% O13什么决定了物种的多样性?
& u( B5 M1 i5 C, M# |6 |# l6 M/ r14什么基因的改变造就了独特的人类?
, H6 h" e7 j2 W! k3 @/ J15记忆如何存储和恢复?
2 X4 P& Y- ~# M16人类合作行为如何发展?
: a6 s; m' C4 d2 |3 a- e17怎样从海量生物数据中产生大的可视图片?
2 k0 }7 I2 A6 g$ M18化学自组织的发展程度如何?
. U9 i- \7 w7 H3 W3 r19什么是传统计算的极限?
# F9 }1 t! `( t% K, @20我们能否有选择地切断某些免疫反应?
' W8 N7 n) g v21量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理?& r9 ^8 ^# A$ p2 v* P' E
22能否研制出有效的HIV疫苗?
7 _7 s& m- Z* i23温室效应会使地球温度达到多高?
0 \8 T0 w' C! ]( Y& k24什么时间用什么能源可以替代石油?
3 O' w9 ?& |3 \# o3 ?, I25地球到底能负担多少人口?
- B! ?, B& D/ M5 Y6 ~26宇宙是否唯一?
6 _4 W: u4 n: X27是什么驱动宇宙膨胀?8 t3 J" f5 n ~4 i3 G( ] U- }
28第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生?2 O; L( X: m7 R, G
29超高能宇宙射线来自何处?
B( \; c! M: I) w6 D30是什么给类星体提供动力?
5 J8 ~5 v/ `3 o/ D& `31黑洞的本质是什么?2 \; U/ \& H! {! M; t
32正物质为何多于反物质?
8 t7 \/ [' _% N; B$ O: m33质子会衰减吗?
. L/ Y' D& C" ~" A34重力的本质是什么?
3 ~6 c/ p8 S% H4 N35时间为何不同于其他维度?6 ?% h+ T: L/ d }
36是否存在比夸克更小的基本粒子?4 Q: J: K8 \7 K( l" S) b
37中微子是其自己的反粒子吗?
: O E+ b2 I5 G- t38是否有解释所有相关电子系统的统一理论?
9 D. i, D8 O( d39人类能够制造最强的激光吗?, e, e4 M% a, |$ G" c! O y
40能否制造完美的光学透镜?
/ Y5 T5 |: i$ j2 [3 H* s: v41是否可能制造出室温下的磁性半导体?
. ?; @9 w, }% K$ i3 }42什么是高温超导性之后的成对机制?4 G" q2 d4 l; ]
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?
. L( u m4 M1 F6 @# n6 b9 E$ ^! y44是否存在稳定的高原子量元素?
& g0 D* L# k. Q' k: T45固体中是否有超流动性?如果有,如何解释?# q- r t! Z6 G* E g
46水的结构如何?$ j/ s9 t! X" ]+ m
47玻璃态物质的本质是什么?
6 s6 e7 ]) c8 S( r- c: X: X) A0 P5 X4 j48是否存在合理化学合成的极限?
2 u8 j* X+ P9 K s49光电电池的最终效率如何?; A3 Y1 e1 k: x- r
50核聚变将最终成为未来的能源吗?% [ h* l3 `7 Q: \; v( M
51驱动太阳磁周期的原因是什么?
# l. G% J1 t5 d( T52行星怎样形成?. c4 ?) Z/ @. ]0 W% I; P. J
53是什么引发了冰期?" L% i, M; M5 t, W; k" i5 c3 a# y
54使地球磁场逆转的原因是什么?; e- \) m* a( p/ n; i+ I
55是否存在有助于预报的地震先兆?) c& b/ H& B- [& Y4 S
56太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命?6 u: v+ ^" c1 w$ x6 k$ E
57自然界中手性原则的起源是什么?7 k4 y: n( A) g! P6 X. V
58能否预测蛋白质折叠?
- e9 d! N8 R" x! ] q59人体中的蛋白质有多少存在方式?
S1 y5 s/ w- Q60蛋白质如何发现其作用对象?* ~: @" n! y: _
61细胞死亡有多少种形式?
% H7 q. }' L3 A" u4 L, i) r62是什么保持了细胞内的通行顺畅?! O3 L$ L1 |4 [
63为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制?" X5 ? r. [% F: F1 n& b* z
64基因组中功能不同于RNA的角色是什么?
. o9 K X. v9 t. ]/ m+ W, W' q. \6 j65基因组中端粒和丝粒的作用是什么?5 w+ V+ \' s/ f, K9 A
66为什么一些基因组很大,另一些又相当紧凑?7 }8 e# A( C2 L
67基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用?
( b$ b. T7 \6 ?, x1 q& E6 P7 ^5 u ~68新技术能使DNA测序的成本降低多少?) G% P( Y( t6 v4 L; x% Z
69器官和整个有机体如何了解停止生长的时间?3 C2 R) `6 ? h
70除了继承突变,基因组如何改变?# J" S$ R. N% T$ h! i# ~; j$ p3 ~
71在胚胎期,不对称现象是如何确定的?
2 ]0 @: C; \$ {5 t* L1 @72翼、鳍和面孔如何发育进化? h, ~7 ?' q1 I) U! S7 k5 O
73是什么引发了青春期?
3 r. A( x1 T( F! i3 [74干细胞是否位于所有肿瘤的中心?
0 g" M- @! s8 R75肿瘤更容易通过免疫进行控制吗?
) f1 O- l' x$ ?76肿瘤的控制比治愈是否更容易?
, H7 U* I" ]: m; l$ r77炎症是所有慢性疾病的主要原因吗?* S0 T) d+ D+ B; K* Y9 s$ D
78疯牛病会怎样发展?
! j& V' h) G% W: R79脊椎动物在多大程度上依赖先天免疫系统来抵抗传染病?
* B$ J/ ^ C/ ?- p* c5 p, w. `80对抗原而言,免疫记忆需要延长暴露吗?
* l4 C( P/ [3 o& Z2 I2 f! p81为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿?* q+ ^! d+ X4 q& o( m/ X
82什么与有机体的生物钟同步?
+ B8 y) B" ~# I2 v q' `83迁徙生物怎样发现其迁移路线?
: N, ?9 f$ A+ [( Q84为什么要睡眠?
( U6 h0 j/ u* c85人类为什么会做梦?
* `) @+ ~; ~2 d86语言学习为什么存在临界期?
# O1 b. @5 e, r- k/ B) z* G: `$ u87信息素影响人类行为吗?' D) W! ]1 c M& r4 |9 d, L- v
88一般禁用词语剂如何发挥作用?
0 m1 D/ L5 s4 I+ a3 \! H3 |3 N89导致精神**症的原因是什么?
& ]) r1 `7 j- l8 W& M90引发孤独症的原因是什么?
: ^# X c% R, y i3 T; O$ q( q91阿兹海默症患者的生命能够延续多久?
" C% m( a4 O1 }92致瘾的生物学基础是什么?
8 d/ D, q* R# s# {) \" |93大脑如何建立道德观念?
& a2 b/ b7 m; [" S94通过计算机进行学习的极限是什么?
& O5 k5 Z! n! w' d0 u0 S95有多少个性源于遗传?" X+ r% [9 M ?( r2 }, [
96性别倾向的生物学根源是什么?" E. K$ z4 r. Z5 D0 ?
97生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗?, m: o/ x4 ~$ f, r+ m9 {
98地球上有多少物种? 99什么是物种?" [- ~9 a5 J% t6 O' l( L
100横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?$ ^% t, U, J" j& r+ @6 [ d
101谁是世界的共同祖先?
, l* H$ X m+ s102植物的花朵如何进化?# x5 j6 G+ c) t" `1 c7 _# ^
103植物怎样制造细胞壁?
& D& k. G/ R* E# u' A6 Y104如何控制植物生长?' G s9 ^7 K( U8 }3 ]
105为什么所有的植物不能免疫一切疾病?- T S3 C r, o ^$ j8 H, b
106外界压力环境下,植物的变异基础是什么?+ j- a( g6 G- G5 \8 X: A8 B- Y
107是什么引起物质消失?3 B( H! t- n7 m8 e) x% h. _& Z
108能否避免物种消亡?- r2 P6 `; P2 A7 o X) O B
109一些恐龙为什么如此庞大?
( U1 C! T* B" |5 S4 T( F110生态系统对全球变暖的反应如何?
/ V2 F( i' Q) ~5 v! X/ I. g$ K) {111至今共有多少人种,他们之间有何关联?
4 y5 B( l$ Q: T2 `112是什么提升了现代人类的行为?4 S( [4 D# I% ]" f4 o" ~
113什么是人类文化的根源?9 J+ o$ R' p: m1 S5 O1 j! ^
114语言和音乐演化的根源是什么?4 T" R! O) j7 C1 N
115什么是人种,人种如何进化?3 h, Y' Z/ V Q8 ^
116为什么一些国家向前发展,而有些国家的发展停滞?- {+ Q9 P: O. }* W( v% i
117政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响?
* J0 `- \; R( ]% {9 K* Y! S118**与经济自由密切相关吗?
- O! o1 B/ ?( R8 ~5 V x. p3 ^119为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败?
: S% `) G" c0 B8 P4 q5 R- c5 s0 |120有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解?( O# G$ l. W" I
121霍奇闭链是代数闭链的和吗?
) Q" Q7 e& }$ c1 }+ Z122数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗?
8 L# T5 X: F0 \. D0 N2 @' P1 S1 y123庞加莱实验能否确定4维空间的球?3 d7 W& Z+ `; |, L" P
124黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗?
8 o& X% B! H/ Q! E125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?0 r) u* V; m" E: l
(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)- x6 J' h% L. r4 c
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。 |
zan
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