人類１５大未解之謎

徐　穎　楊曉軍

地球的核心是什么?

地心距離地球表面大約有6500千米，那里有一個(gè)月球那么大的固體鐵球。我們都生活在厚約2900千米的巖石層上，這些巖石層形成了地球的外殼和地表的覆蓋物。那么，地心和地殼之間有什么物質(zhì)呢?是一片巖漿。但科學(xué)家不能確定這片巖漿具體由何種物質(zhì)組成，以及會(huì)對周圍環(huán)境產(chǎn)生怎樣的影響。

時(shí)間是持續(xù)不斷的嗎?

柏拉圖認(rèn)為時(shí)間是持續(xù)不斷的，而愛因斯坦認(rèn)為時(shí)間只是另一種尺度，是除了上下、左右、前后之外的第四維。愛因斯坦的時(shí)空概念理論上行得通，但實(shí)際卻很難辦到。因?yàn)槲覀冎荒苎刂鴷r(shí)間軸朝一個(gè)方向走。最終，一定會(huì)有人能夠得出正確的結(jié)論，只不過是時(shí)間問題。

生命從何而來?

“物競天擇，適者生存”，自然選擇學(xué)說解釋了生物體為了適應(yīng)環(huán)境的改變，是如何進(jìn)化來的。但達(dá)爾文的理論卻不能解釋第一個(gè)生物體是如何產(chǎn)生的。是沒有任何生命跡象的化合物最初創(chuàng)造了生命嗎?第一個(gè)生命體是如何被裝配起來的?大自然連一點(diǎn)點(diǎn)微小的暗示都沒有給出。

什么導(dǎo)致了冰河時(shí)期?

小規(guī)模的冰河時(shí)期每2～4萬年發(fā)生一次。大規(guī)模的每10萬年發(fā)生一次?？茖W(xué)家認(rèn)為。地球軌道的不規(guī)則性改變了它吸收能量的多少，導(dǎo)致地球突然冷卻。

但研究表明，地球軌道的不規(guī)則性對地球吸收太陽能的影響只占其中的1％，這個(gè)微小的影響是如何使地球的氣候產(chǎn)生重大突變呢?

為什么要解碼DNA?

一個(gè)典型的人類細(xì)胞中的螺旋狀雙鏈DNA在伸展到全長狀態(tài)時(shí)大約為1.8米，但其中只有2.54厘米的DNA攜有需要被用來制造蛋白質(zhì)的密碼。其他部分究竟是什么呢?諾貝爾獎(jiǎng)獲得者布瑞納研究后發(fā)現(xiàn)，它們是廢品。但生物學(xué)家認(rèn)為這些所謂的廢品DNA中也包含有“財(cái)富”。

森林如何影響全球變暖?

每個(gè)人都知道森林有助于環(huán)境的改善。樹木在生長的過程中會(huì)吸收導(dǎo)致全球變暖的罪魁禍?zhǔn)锥趸?，但即便這樣，地球仍在不斷升溫。于是產(chǎn)生了這樣一個(gè)矛盾——未來，森林并不能減緩氣候的變化，但隨著森林不斷遭受毀壞，全球變暖將更嚴(yán)峻。

大腦如何計(jì)算運(yùn)動(dòng)?

大腦在處理運(yùn)動(dòng)規(guī)則方面速度較慢，將手置于一個(gè)熱的盤子上，它需要數(shù)個(gè)毫秒才能感覺到熱。那么大腦是如何在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)獲得視覺數(shù)據(jù)，產(chǎn)生指令身體動(dòng)作的信息，計(jì)算出一個(gè)精確的軌道使蜥蜴的舌頭瞬間捕捉到蒼蠅，使我們的手迅速抓住正在下落的玻璃杯呢?

為什么地球兩極會(huì)換位?

大約80萬年前，指南針會(huì)指向南方，早些時(shí)期，它會(huì)指向北方。

當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)核中的液體金屬攪拌在一起，產(chǎn)生一個(gè)電磁場。自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的內(nèi)核運(yùn)動(dòng)方向的改變會(huì)改變這個(gè)電磁場的兩極。一旦異位過程開始，地球需要7000年時(shí)間才能完成這一南北顛倒的重大改變。在100萬年中這種情況平均會(huì)發(fā)生2～3次，但沒有人知道它是如何實(shí)現(xiàn)的。

黑洞信息去哪里了?

黑洞里面的吸引力非常強(qiáng)大，任何物質(zhì)或能量都不能逃脫黑洞的吸引。但物理學(xué)家霍金卻說某種東西可以逃脫黑洞的引力。這種東西就是“霍金輻射”這樣的隨機(jī)粒子。如果黑洞可以把具有固定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)吃掉的話，那么黑洞就會(huì)充滿各種信息然后發(fā)出不確定的各種各樣的噪聲，那么這些信息去哪里了?

我們?yōu)槭裁床荒茴A(yù)報(bào)未來的天氣?

氣象學(xué)家勞倫茲在進(jìn)行一項(xiàng)計(jì)算機(jī)天氣模擬時(shí)，決定對其中的一個(gè)參量采用四舍五入進(jìn)行計(jì)算。這個(gè)小小的變化完全改變了天氣模型，這成為后來著名的“蝴蝶效應(yīng)”。

勞倫茲的這種做法啟發(fā)氣象學(xué)家把盡可能精確的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)模型以擴(kuò)大他們的預(yù)測區(qū)間。但極為精確的數(shù)據(jù)也不能使我們獲得精確的長期。性預(yù)測結(jié)果。氣候?qū)W家還需要了解大氣和海洋的交互性影響等多種影響天氣的因素。因此，預(yù)報(bào)數(shù)十年后或數(shù)世紀(jì)后的天氣，基本上是不可能的。

為什么疾病會(huì)流行?

一種流行性疾病實(shí)際上只是一種病原體“鴻運(yùn)當(dāng)頭”的外在表現(xiàn)。細(xì)菌如何實(shí)現(xiàn)感染取決于它們是怎樣工作的以及人類抵抗能力如何。但沒有人知道如何預(yù)測那些細(xì)菌何時(shí)在人群中傳播，所以不要忘記經(jīng)常洗手。

重力是如何產(chǎn)生的?

牛頓首先發(fā)現(xiàn)了萬有引力的基本性質(zhì)。他向世人揭開了天體和人類不會(huì)從地球上掉下去的奧秘。然而我們只是理解萬有引力現(xiàn)象，而對其產(chǎn)生原因的研究幾乎沒有任何進(jìn)展。

為什么我們的器官不能再生?

拿菜刀從你手指上切下去，這根手指就會(huì)永遠(yuǎn)跟你說再見。然而把蠑螈的一條腿砍下，它卻會(huì)自然地長出一條新腿。我們會(huì)因?yàn)橹讣资艿綋p傷而大驚小怪，而動(dòng)物器官的重生過程卻是那么自然。

科學(xué)家想知道為什么“無所不能”的人類卻不能做到這一點(diǎn)。

數(shù)學(xué)家可以證明黎曼猜想嗎?

20世紀(jì)早期，德國數(shù)學(xué)家希爾伯特曾說。如果他在沉睡1000年后醒來，他將問的第一個(gè)問題便是：黎曼猜想得到證明了嗎?現(xiàn)在100多年過去了，這個(gè)問題至今仍沒答案。該猜想已被美國克雷數(shù)學(xué)研究所列為世界黃金問題之一，能證明或證偽該猜想的人將會(huì)獲得100萬美元的獎(jiǎng)金。

黎曼猜想：有些數(shù)具有不能表示為兩個(gè)更小的數(shù)的乘積的特殊性質(zhì)，這樣的數(shù)稱為素?cái)?shù)；它們在純數(shù)學(xué)及其應(yīng)用中都起著重要作用。在所有自然數(shù)中，這種素?cái)?shù)的分布看起來并不遵循任何有規(guī)則的模式；然而，德國數(shù)學(xué)家黎曼觀察到，素?cái)?shù)的頻率緊密相關(guān)于一個(gè)精心構(gòu)造的所謂黎曼Zeta函數(shù)z(s)的性態(tài)。在證明素?cái)?shù)定理的過程中，黎曼提出了一個(gè)論斷：Zeta函數(shù)的零點(diǎn)都在直線Res(s)=1/2上。這個(gè)論斷已經(jīng)對于開始的1,500,000,000個(gè)素?cái)?shù)驗(yàn)證過。證明它對于每一個(gè)有意義的解都成立將為圍繞素?cái)?shù)分布的許多奧秘帶來光明。

為什么我們會(huì)死亡?

當(dāng)物理學(xué)家被問到事物為何死亡這種問題時(shí)，他們會(huì)毫不猶豫地回答說這符合熱力學(xué)第二定律。任何事物，無論它是礦物質(zhì)、動(dòng)植物，還是一輛汽車最終都會(huì)分解消亡。這種現(xiàn)象發(fā)生在人類身上就是使人變老。變老的原因可能因?yàn)镈NA遭到了損害，也可能是因?yàn)槿旧w端粒發(fā)生萎縮。若想知道生命何時(shí)終結(jié)，還要求助于生態(tài)學(xué)家，但他們只是粗略預(yù)測，不能準(zhǔn)確地預(yù)測一個(gè)人的死亡時(shí)間。

(摘自《環(huán)球時(shí)報(bào)》)

(責(zé)任編輯湯文培)