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本帖最后由 clanswer 于 2010-4-29 19:33 编辑
) r3 x; W* l0 r2 i. y, z* S* }/ X1 V! g6 T
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): ! b* h" U* s/ ^
1宇宙由什么构成?
5 V: T; i3 Y S# t2意识的生物学基础是什么?2 ~; r5 w2 ?( @# q
3为什么人类基因会如此之少? S% A1 D& a: F1 o* q8 j
4遗传变异与人类健康的相关程度如何?
$ Z+ a% z+ ~4 F; O5物理定律能否统一?, @( O" Y7 S7 w
6人类寿命到底可以延长多久?3 F/ E. p* b) B, S1 G3 c; P# N4 u
7是什么控制着器官再生?
$ Z+ f! G ~ G. g6 p+ t8皮肤细胞如何成为神经细胞?
. r6 o( w5 m, j: Y" B9单个体细胞怎样成为整株植物?
! ~$ s( `0 ?$ \1 ^- A10地球内部如何运行?
3 r5 w' r+ @8 Y+ T5 O* j$ y- W- J11地球人类在宇宙中是否独一无二?! q6 e" U) q8 j: z0 }/ c$ \
12地球生命在何处产生、如何产生?
1 h$ F' `% H0 [' r4 Q& F13什么决定了物种的多样性?9 b0 j. _, K4 g+ Y# j
14什么基因的改变造就了独特的人类?, }+ x/ x: `4 [* l& k. Q
15记忆如何存储和恢复?
/ ^4 Z4 W, E& _; R: S: Z16人类合作行为如何发展?
5 q8 F" E- x: y W; T: t17怎样从海量生物数据中产生大的可视图片?( l$ r9 F0 P( r/ \
18化学自组织的发展程度如何?; Z* d. n) v9 |0 ~) Q* }
19什么是传统计算的极限?
; s" G" x- J: Q3 _20我们能否有选择地切断某些免疫反应? ! V. t* W' D3 D/ O' s
21量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理?
: X% Y% X/ H h p8 o22能否研制出有效的HIV疫苗?
7 x$ q) g& p2 E+ f8 k# P3 V% {8 o* y' H23温室效应会使地球温度达到多高? B4 w2 t! u8 N& u/ Z
24什么时间用什么能源可以替代石油?
/ m' e/ a9 M# N$ K/ P25地球到底能负担多少人口?
" |7 {1 {; c2 a, a/ y26宇宙是否唯一?, c1 t9 |8 X: O* A
27是什么驱动宇宙膨胀?& V9 Y- A/ a" ?3 ~5 \0 |) \( s
28第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生?4 U3 V- ]" [, L2 z
29超高能宇宙射线来自何处?" q6 ?0 b- O% u) B3 f) W4 P
30是什么给类星体提供动力?) U) g. z5 t3 C8 i
31黑洞的本质是什么?
8 ~, A2 s4 \9 R8 d0 }" x/ i, C; D9 ?32正物质为何多于反物质? T" P O0 v/ O n0 I ?. m2 Y& R
33质子会衰减吗?, I% _# E# K4 _! s8 m0 \6 L1 C
34重力的本质是什么?9 ?8 d, V2 S: O) t$ o; e% ]. k
35时间为何不同于其他维度?
& B% t( f; W* z36是否存在比夸克更小的基本粒子?8 p7 z; T5 b- ~) {$ C0 w
37中微子是其自己的反粒子吗?0 \# ]# f* N; v+ N7 O4 m1 B
38是否有解释所有相关电子系统的统一理论?
% r" x9 U6 n- U9 ^/ n$ r/ j39人类能够制造最强的激光吗?
/ M( W* g% C6 g9 }1 o3 W# w40能否制造完美的光学透镜? T4 X! |& [4 c5 F) H1 Y4 `; G
41是否可能制造出室温下的磁性半导体?
. I# z* U! @& p ?8 b1 p/ h& y9 b3 W42什么是高温超导性之后的成对机制?
3 K, B. K1 I/ b3 ~1 \! K43能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论?
`$ V: y. G N" n) E' O" P9 `44是否存在稳定的高原子量元素?1 C% y$ K- u+ m+ {2 k
45固体中是否有超流动性?如果有,如何解释?
& I" a: D. j: w# Y46水的结构如何?
& S, M9 a' S! g4 @4 m47玻璃态物质的本质是什么?
- o4 ?6 v% O$ k1 L! x2 O9 }: t0 X48是否存在合理化学合成的极限?
- j8 C. _9 A1 @( }1 W2 W5 \0 L49光电电池的最终效率如何?
+ S4 T% e' k* y50核聚变将最终成为未来的能源吗?
7 K1 [- M: Y$ M9 S! y# |1 Y: k51驱动太阳磁周期的原因是什么?
* ]# N" Q' \- N& D52行星怎样形成?1 k& P* T5 w a$ J# D& H
53是什么引发了冰期?5 m5 k+ j/ P6 s* n, F0 I( i
54使地球磁场逆转的原因是什么?$ ^8 ]+ i; k: t% k9 Y3 v$ n* y% l
55是否存在有助于预报的地震先兆?1 y( Y8 M0 h, a! B- y$ M
56太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命?7 q1 W1 c1 B# L
57自然界中手性原则的起源是什么?
7 i' L$ {3 ]. K, ]3 b58能否预测蛋白质折叠?
* q- Q" c( b7 c; N+ k4 X- v1 @) X59人体中的蛋白质有多少存在方式?/ ~0 P/ H) A' b/ G p
60蛋白质如何发现其作用对象?0 W- `2 [0 _7 O8 }& k
61细胞死亡有多少种形式?
* A" ]4 ~* N* |( W62是什么保持了细胞内的通行顺畅?/ h. n. c4 P2 t$ V
63为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制?
; @- m& s' A$ t0 L- b) k0 O' s# x6 r64基因组中功能不同于RNA的角色是什么?% c2 X7 v6 `7 {) L
65基因组中端粒和丝粒的作用是什么?, v+ z1 c) g# f) y& M
66为什么一些基因组很大,另一些又相当紧凑?
: D( e. p$ B/ O; o" y) P" C% s67基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用?
; c( |7 _% |/ r0 h9 Q68新技术能使DNA测序的成本降低多少?6 y; M: O+ v ~$ m! ^# P; Q0 W
69器官和整个有机体如何了解停止生长的时间?* t5 N* p5 X: c p% h
70除了继承突变,基因组如何改变?& r! F; }, R; H& _- Q
71在胚胎期,不对称现象是如何确定的?* ]& g: T, Z7 D7 Q
72翼、鳍和面孔如何发育进化?! G1 l* m( T& k
73是什么引发了青春期?
- P: c8 w1 C* D! K/ r5 k1 x74干细胞是否位于所有肿瘤的中心?/ u) P v9 R+ O* X& }
75肿瘤更容易通过免疫进行控制吗?
2 ~& D% L& [/ S1 [76肿瘤的控制比治愈是否更容易?+ @# P6 J0 q& S
77炎症是所有慢性疾病的主要原因吗?( }$ P$ H& U n" L7 ?( z1 R
78疯牛病会怎样发展?
: Z+ z- Z8 c/ a4 b( ^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?
/ H0 j2 C2 k" [. d% U) |80对抗原而言,免疫记忆需要延长暴露吗?& S3 O3 q0 Z7 o3 k
81为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿?* R3 @5 A) [# N; ~
82什么与有机体的生物钟同步?1 | \. }2 U4 `" ]- x& C0 H7 S, C
83迁徙生物怎样发现其迁移路线?& q7 N1 J/ k- _0 q4 H. l, D
84为什么要睡眠?
1 z/ E/ R5 l: r L" P85人类为什么会做梦?
% ~$ q9 u. C5 g+ k7 x: W86语言学习为什么存在临界期?
- M& b; c' T( O; x0 R0 ~/ |# j87信息素影响人类行为吗?
" t4 R+ P9 {+ w; r( J88一般禁用词语剂如何发挥作用?) g. [4 \( C& Q
89导致精神**症的原因是什么?! @' h* S- I" Z7 y. r( {
90引发孤独症的原因是什么?( J! y+ A% X9 ?9 w- i( y
91阿兹海默症患者的生命能够延续多久?! k1 Y/ q( T8 y& _1 u7 _* U
92致瘾的生物学基础是什么?
7 h; _: H8 ^9 Q! k93大脑如何建立道德观念?
/ ?" t: l( E6 p2 J% d94通过计算机进行学习的极限是什么?3 s4 t3 `+ y. F S8 i
95有多少个性源于遗传?
+ B! O) C3 \! U" S9 g96性别倾向的生物学根源是什么?0 c. @4 W, d. s! L
97生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗?
; U- C, k' Y2 B, `+ j R98地球上有多少物种? 99什么是物种?
2 e3 L* e9 U j3 P: r4 Z100横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?
/ l6 a1 v! }- w" e5 V* W. \101谁是世界的共同祖先?
9 j+ F* K( r. E" s% m: Y102植物的花朵如何进化?
# R1 l5 F* C- J, R103植物怎样制造细胞壁?
. [0 w: R# q, D104如何控制植物生长?& e5 j% v4 w& i
105为什么所有的植物不能免疫一切疾病?4 O% ~: C5 |9 J" q. f
106外界压力环境下,植物的变异基础是什么?8 ?! v) _) x+ O7 l2 d
107是什么引起物质消失?0 d# A) m- K/ K. {: z0 P
108能否避免物种消亡?. d) M, L& s4 r! T
109一些恐龙为什么如此庞大?
q0 g* r4 r g& w& N110生态系统对全球变暖的反应如何? 6 ^) `" x% g5 R+ V- B
111至今共有多少人种,他们之间有何关联?5 f+ y$ F# n- `
112是什么提升了现代人类的行为?
7 w2 p w+ J4 K! {113什么是人类文化的根源?
" l" \, v4 H# n; F& m114语言和音乐演化的根源是什么?& a% q" ~; l; h4 Q* r' [, n
115什么是人种,人种如何进化?6 B+ ^7 R. o# U3 g6 p) Y
116为什么一些国家向前发展,而有些国家的发展停滞?: B) g; r! I g; b- I4 B' h
117政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响?3 v/ i) d3 n1 X6 C z. U) E
118**与经济自由密切相关吗?
* R2 W8 ]+ n5 ?* R: ^% n119为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败?
) D7 q. L3 G* j' ~1 L120有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解?
& [0 z, g: w, l121霍奇闭链是代数闭链的和吗?
- ]5 C. } T* [7 [. a( ^$ x122数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗?- H7 M" R' Y& i4 ?
123庞加莱实验能否确定4维空间的球? G7 N7 m4 p; n2 n, B0 V
124黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗?4 l+ V$ Q) \- H2 L* h2 {2 e' Z
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?
: ?3 G4 D! L2 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)
0 J0 C8 v3 n; \7 a3 T: |$ 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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zan
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