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本帖最后由 clanswer 于 2010-4-29 19:33 编辑
/ F0 x; X. l* R7 i% b
0 ^8 J# F7 A. O" A' @) \/ c2 h 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 V; p4 `" }7 `; Q/ e8 Q) t1宇宙由什么构成?
* V2 f) p: Y1 b9 p2意识的生物学基础是什么?/ R r: F( v0 P
3为什么人类基因会如此之少?
7 i2 D0 W% b2 D0 U! L. p! B4遗传变异与人类健康的相关程度如何?7 ]5 v! Q- G3 I$ T2 [
5物理定律能否统一?5 w( N+ g6 V# ]
6人类寿命到底可以延长多久?5 `6 d7 S6 I* }* w( f! I
7是什么控制着器官再生?
( s7 s1 \4 C3 ^8皮肤细胞如何成为神经细胞?" n" \" y$ L' o; B4 @% e
9单个体细胞怎样成为整株植物?
' }1 f4 K1 S3 t$ Y: G; G- X10地球内部如何运行?
: }/ f3 u1 p1 W2 }; E11地球人类在宇宙中是否独一无二?% C* C2 L/ {, u7 a' V* ~) i, s
12地球生命在何处产生、如何产生?' H7 x! M1 K9 H. `9 K, X
13什么决定了物种的多样性?
0 S; I" M( S- U14什么基因的改变造就了独特的人类?& }& n& o' O% R! a- T6 U8 e" p% v
15记忆如何存储和恢复?% n* u8 F; m% s. N! V- o$ S9 Z
16人类合作行为如何发展?4 C' X+ q- w6 f- Y9 |- i f
17怎样从海量生物数据中产生大的可视图片?. T; f! Q+ l, A. h9 R4 X$ ], P
18化学自组织的发展程度如何?
3 S* I. s( b& v! m) m* r) D5 @6 q19什么是传统计算的极限?
p+ |) a' K; j$ Z0 ~20我们能否有选择地切断某些免疫反应? : m. `/ U6 O( s) ? M: i
21量子不确定性和非局部性背后是否有更深刻的原理?
9 q/ ^$ u* ]% C1 O s$ U0 r22能否研制出有效的HIV疫苗?
/ m: i4 ~( p7 e+ I23温室效应会使地球温度达到多高?
% t: Y+ q3 g8 ?9 x" H24什么时间用什么能源可以替代石油?# O, G- b: ]: z
25地球到底能负担多少人口?( t7 u1 W% H4 l! L% {9 d
26宇宙是否唯一?* c/ X& f( t1 D
27是什么驱动宇宙膨胀?
! W! v+ `9 X7 x5 [; ~9 I28第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生?
) F, E6 X: `* t29超高能宇宙射线来自何处?
; N- J# j- O& Q30是什么给类星体提供动力?
3 L2 t S. [( y5 a7 Z( q" H0 h% l31黑洞的本质是什么?
! X3 |" j4 T: @1 G* ^3 L- \2 s32正物质为何多于反物质?
- V, L' O) L5 h; j) W$ F2 P33质子会衰减吗?
# k2 K( S; F; i" F34重力的本质是什么?
4 ~ Z( P- V: e' D3 w0 C& T, V* o35时间为何不同于其他维度?+ s# R; n: _2 `" H
36是否存在比夸克更小的基本粒子?
# Z) k( h4 Q( G/ _, @6 L2 }37中微子是其自己的反粒子吗?
) T- Q3 _4 d$ X9 {! M0 I3 j38是否有解释所有相关电子系统的统一理论?
2 L- d& R D2 w8 C39人类能够制造最强的激光吗?0 g3 |. t7 f1 o9 X/ {8 S9 i
40能否制造完美的光学透镜?" |$ [# t$ S- { s, [
41是否可能制造出室温下的磁性半导体?8 \( x7 F$ w6 @
42什么是高温超导性之后的成对机制?
# w9 q- ]* ]2 t2 Q N43能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论?5 e: q1 k$ r5 x- `& V( A" q7 ^2 V5 Q& X' V
44是否存在稳定的高原子量元素?
: A! F# E( e, z2 Y5 {) Q. A45固体中是否有超流动性?如果有,如何解释?( b. H! |/ e* F. i, }
46水的结构如何?7 ]$ `$ C9 [: W/ s+ ] a. r
47玻璃态物质的本质是什么?: E- F1 S( [( m7 y. q1 {# M
48是否存在合理化学合成的极限?
+ G* d# k5 M$ b0 s4 I. w2 Q3 w1 G49光电电池的最终效率如何?
* }5 F+ s( `: [6 B. ]50核聚变将最终成为未来的能源吗?8 N! _! b/ J- H
51驱动太阳磁周期的原因是什么?
( D& H: c% g0 l5 G( \! A52行星怎样形成?
( p$ s6 R: X2 ^# v) |% |9 _53是什么引发了冰期?4 @8 ?6 \+ w0 s1 k" X0 R# N# E- T
54使地球磁场逆转的原因是什么?
( ~) ^( o% |, A( I2 B55是否存在有助于预报的地震先兆?
) j) ]7 Q2 B* G, P6 ?9 W+ p- ^, ?56太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命?
5 Z: g* w$ E, @0 ]* W' r9 s3 O5 g57自然界中手性原则的起源是什么?, W9 P" {# f7 r- y
58能否预测蛋白质折叠?( Y) u9 a; C; l* n( K0 E9 J5 i
59人体中的蛋白质有多少存在方式?
2 S Q2 a* K* d; P/ C3 u60蛋白质如何发现其作用对象?. k. h+ ^$ h$ f1 ~" N
61细胞死亡有多少种形式?7 N2 W d1 z+ i9 e# X0 C- y
62是什么保持了细胞内的通行顺畅?. a$ I" |6 V8 G. ?1 u: @
63为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制?: \3 Q& h/ s) m! w' g
64基因组中功能不同于RNA的角色是什么?
1 P" R% b$ H- A/ E& I+ B+ P65基因组中端粒和丝粒的作用是什么?+ D" q2 D8 V3 K6 U7 @+ u: U9 W: d
66为什么一些基因组很大,另一些又相当紧凑?& b: C+ y. [1 A' g5 @: ^/ X
67基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用?5 T# M" W* t% d; a
68新技术能使DNA测序的成本降低多少?
' W9 I6 u! T7 m/ Y0 Z7 @. U* q# V$ S0 N4 ]69器官和整个有机体如何了解停止生长的时间?
# K6 S" e7 `9 o+ N: e2 |70除了继承突变,基因组如何改变? K+ C% s. ?2 F5 [% {! W* E& P
71在胚胎期,不对称现象是如何确定的?
3 ?8 I+ t2 c! ]+ L1 X72翼、鳍和面孔如何发育进化?
M) s" J: x# ?$ P3 O73是什么引发了青春期?
5 ~+ I0 y6 Q0 q( V74干细胞是否位于所有肿瘤的中心?
. p& ^0 b; K, r1 _8 [$ h75肿瘤更容易通过免疫进行控制吗?
" B8 z$ f) G4 r( y6 A+ P* J8 J76肿瘤的控制比治愈是否更容易?
2 Q" o. G( e& ]$ G. f, v, P, F' B77炎症是所有慢性疾病的主要原因吗?
2 j$ K4 P$ {( `8 X3 k78疯牛病会怎样发展?
+ k$ X! k. S% j3 D1 V1 z" r, s" p79脊椎动物在多大程度上依赖先天免疫系统来抵抗传染病?2 }6 s2 H! O! y' B' ?" S
80对抗原而言,免疫记忆需要延长暴露吗?6 _- ?, L! V/ o; a
81为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿?8 E, K) _( U* Y6 r* G$ ]4 j
82什么与有机体的生物钟同步?9 q) L2 w/ }9 U/ y9 f7 m# p
83迁徙生物怎样发现其迁移路线?
) H! g; {5 _( ~1 D# z84为什么要睡眠?0 F2 p% n0 G* I$ G0 [; G
85人类为什么会做梦?
+ h( [$ ~5 W) v) e8 ]86语言学习为什么存在临界期?/ ]7 z% ^7 S1 U% W
87信息素影响人类行为吗?) h; E p0 x+ H; Q% q! y
88一般禁用词语剂如何发挥作用?
# _! O* y2 y% I, D; w89导致精神**症的原因是什么?
2 Z9 L/ ~5 d% \3 n" R90引发孤独症的原因是什么?/ s, a- j6 t: ~6 Y# J
91阿兹海默症患者的生命能够延续多久?4 a$ {& R h$ a V* w' g
92致瘾的生物学基础是什么?) p( _" e" z6 y% Q
93大脑如何建立道德观念?
. k1 R8 l% j! {: T* R: g94通过计算机进行学习的极限是什么?
4 G' m$ K3 x9 G( }95有多少个性源于遗传?
! i" B6 z+ s) r' }% q96性别倾向的生物学根源是什么?
, ?) U2 n1 f8 F: `97生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗?
/ `, v2 _- ?! H3 D98地球上有多少物种? 99什么是物种?
8 ^, n4 y7 f% b100横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?) B9 S' E* A8 q
101谁是世界的共同祖先?
" m$ {7 Z# F0 V* _* j6 _5 b$ h102植物的花朵如何进化?& `2 K. l8 K, D# }/ Z8 d
103植物怎样制造细胞壁?$ p9 E" E7 d. {
104如何控制植物生长?
) g* [0 D& ^/ E$ j105为什么所有的植物不能免疫一切疾病?
( X- ^" d: H$ A. F* c106外界压力环境下,植物的变异基础是什么? ~. k0 G% g; x3 L) G3 f
107是什么引起物质消失?- t. {" e- l D* V' m9 ^" m# ]
108能否避免物种消亡?
8 A" j. Z4 M! t% ^109一些恐龙为什么如此庞大? @) ?: ?# z% L" A* s
110生态系统对全球变暖的反应如何?
) v4 a9 ~! n+ J; G111至今共有多少人种,他们之间有何关联?
6 ^. z2 }$ T9 p+ C112是什么提升了现代人类的行为?
) D8 o2 I- @3 y& Z# O: R113什么是人类文化的根源?1 V# t" s3 q* H; N* [
114语言和音乐演化的根源是什么?
8 {0 t" M2 C5 V$ W$ Z115什么是人种,人种如何进化?/ E6 B! J4 V3 f. C, v9 I3 Z0 v; {
116为什么一些国家向前发展,而有些国家的发展停滞?
& ^$ R4 f& I0 J4 E8 `' V3 v" C9 M" g117政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响?
' G; o+ }0 k. e5 |118**与经济自由密切相关吗?
# V6 N% D2 y- o& e& V4 M/ N" b; Q119为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败?
9 n% U- u: H$ D' [120有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解?) I p. j# i- z! s7 \/ g: G9 c
121霍奇闭链是代数闭链的和吗?, X8 T* _/ i q
122数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗?- V2 i* a7 G4 n$ L; i
123庞加莱实验能否确定4维空间的球?
: N' _+ F" C. f0 X _124黎曼zeta函数的零解都有a+bi形式吗?9 D) R1 n+ R6 S5 A- m3 H8 e
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?* {! y" ^4 h! e* m9 L/ a
(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)3 O( R$ f2 g5 m0 y8 q
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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