SCIENCE公布125個(gè)科學(xué)前沿問(wèn)題

在慶祝SCIENCE創(chuàng)刊125周年之際，該刊雜志社公布了125個(gè)最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問(wèn)題，發(fā)表在7月1日出版的專輯上。在今后1/4個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，人們將致力于研究解決這些問(wèn)題。這125個(gè)問(wèn)題如下（前25個(gè)被認(rèn)為是最重要的問(wèn)題）：

1宇宙由什么構(gòu)成？

2意識(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)是什么？

3為什么人類(lèi)基因會(huì)如此之少？

4遺傳變異與人類(lèi)健康的相關(guān)程度如何？

5物理定律能否統(tǒng)一？

6人類(lèi)壽命到底可以延長(zhǎng)多久？

7是什么控制著器官再生？

8皮膚細(xì)胞如何成為神經(jīng)細(xì)胞？

9單個(gè)體細(xì)胞怎樣成為整株植物？

10地球內(nèi)部如何運(yùn)行？

11地球人類(lèi)在宇宙中是否獨(dú)一無(wú)二？

12地球生命在何處產(chǎn)生、如何產(chǎn)生？

13什么決定了物種的多樣性？

14什么基因的改變?cè)炀土霜?dú)特的人類(lèi)？

15記憶如何存儲(chǔ)和恢復(fù)？

16人類(lèi)合作行為如何發(fā)展？

17怎樣從海量生物數(shù)據(jù)中產(chǎn)生大的可視

圖片？

18化學(xué)自組織的發(fā)展程度如何？

19什么是傳統(tǒng)計(jì)算的極限？

20我們能否有選擇地切斷某些免疫反應(yīng)？

21量子不確定性和非局部性背后是否有

更深刻的原理？

22能否研制出有效的HIV疫苗？

23溫室效應(yīng)會(huì)使地球溫度達(dá)到多高？

24什么時(shí)間用什么能源可以替代石油？

25地球到底能負(fù)擔(dān)多少人口？

26宇宙是否唯一？

27是什么驅(qū)動(dòng)宇宙膨脹？

28第一顆恒星與星系何時(shí)產(chǎn)生、怎樣產(chǎn)生？

29超高能宇宙射線來(lái)自何處？

30是什么給類(lèi)星體提供動(dòng)力？

31黑洞的本質(zhì)是什么？

32正物質(zhì)為何多于反物質(zhì)？

33質(zhì)子會(huì)衰減嗎？

34重力的本質(zhì)是什么？

35時(shí)間為何不同于其他維度？

36是否存在比夸克更小的基本粒子？

37中微子是其自己的反粒子嗎？

38是否有解釋所有相關(guān)電子系統(tǒng)的統(tǒng)一

理論？

39人類(lèi)能夠制造最強(qiáng)的激光嗎？

40能否制造完美的光學(xué)透鏡？

41是否可能制造出室溫下的磁性半導(dǎo)體？

42什么是高溫超導(dǎo)性之后的成對(duì)機(jī)制？

43能否發(fā)展關(guān)于湍流動(dòng)力學(xué)和顆粒材料

運(yùn)動(dòng)學(xué)的綜合理論？

44是否存在穩(wěn)定的高原子量元素？

45固體中是否有超流動(dòng)性？如果有，如何

解釋？

46水的結(jié)構(gòu)如何？

47玻璃態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)是什么？

48是否存在合理化學(xué)合成的極限？

49光電電池的最終效率如何？

50核聚變將最終成為未來(lái)的能源嗎？

51驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)磁周期的原因是什么？

52行星怎樣形成？

53是什么引發(fā)了冰期？

54使地球磁場(chǎng)逆轉(zhuǎn)的原因是什么？

55是否存在有助于預(yù)報(bào)的地震先兆？

56太陽(yáng)系的其他星球上現(xiàn)在和過(guò)去是否

存在生命？

57自然界中手性原則的起源是什么？

58能否預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)折疊？

59人體中的蛋白質(zhì)有多少存在方式？

60蛋白質(zhì)如何發(fā)現(xiàn)其作用對(duì)象？

61細(xì)胞死亡有多少種形式？

62是什么保持了細(xì)胞內(nèi)的通行順暢？

63為什么細(xì)胞的成分可以獨(dú)立于DNA

而自行復(fù)制？

64基因組中功能不同于RNA的角色是

什么？

65基因組中端粒和絲粒的作用是什么？

66為什么一些基因組很大，另一些又相

當(dāng)緊湊？

67基因組中的“垃圾”（“junk”）有何作用？

68新技術(shù)能使DNA測(cè)序的成本降低多少？

69器官和整個(gè)有機(jī)體如何了解停止生長(zhǎng)

的時(shí)間？

70除了繼承突變，基因組如何改變？

71在胚胎期，不對(duì)稱現(xiàn)象是如何確定的？

72翼、鰭和面孔如何發(fā)育進(jìn)化？

73是什么引發(fā)了青春期？

74干細(xì)胞是否位于所有腫瘤的中心？

75腫瘤更容易通過(guò)免疫進(jìn)行控制嗎？

76腫瘤的控制比治愈是否更容易？

77炎癥是所有慢性疾病的主要原因嗎？

78瘋牛病會(huì)怎樣發(fā)展？

79脊椎動(dòng)物在多大程度上依賴先天免疫

系統(tǒng)來(lái)抵抗傳染?。?/p>

80對(duì)抗原而言，免疫記憶需要延長(zhǎng)暴露嗎？

81為什么孕婦的免疫系統(tǒng)不拒絕其胎兒？

82什么與有機(jī)體的生物鐘同步？

83遷徙生物怎樣發(fā)現(xiàn)其遷移路線？

84為什么要睡眠？

85人類(lèi)為什么會(huì)做夢(mèng)？

86語(yǔ)言學(xué)習(xí)為什么存在臨界期？

87信息素影響人類(lèi)行為嗎？

88一般麻醉劑如何發(fā)揮作用？

89導(dǎo)致精神分裂癥的原因是什么？

90引發(fā)孤獨(dú)癥的原因是什么？

91阿茲海默癥患者的生命能夠延續(xù)多久？

92致癮的生物學(xué)基礎(chǔ)是什么？

93大腦如何建立道德觀念？

94通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)的極限是什么？

95有多少個(gè)性源于遺傳？

96性別傾向的生物學(xué)根源是什么？

97生命樹(shù)是生命之間系統(tǒng)關(guān)系最好的表

達(dá)方式嗎？

98地球上有多少物種？ 99什么是物種？

100橫向轉(zhuǎn)移為什么會(huì)發(fā)生在眾多的物

種中以及如何發(fā)生？

101誰(shuí)是世界的共同祖先？

102植物的花朵如何進(jìn)化？

103植物怎樣制造細(xì)胞壁？

104如何控制植物生長(zhǎng)？

105為什么所有的植物不能免疫一切疾病？

106外界壓力環(huán)境下，植物的變異基礎(chǔ)是

什么？

107是什么引起物質(zhì)消失？

108能否避免物種消亡？

109一些恐龍為什么如此龐大？

110生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變暖的反應(yīng)如何？

111至今共有多少人種，他們之間有何關(guān)聯(lián)？

112是什么提升了現(xiàn)代人類(lèi)的行為？

113什么是人類(lèi)文化的根源？

114語(yǔ)言和音樂(lè)演化的根源是什么？

115什么是人種，人種如何進(jìn)化？

116為什么一些國(guó)家向前發(fā)展，而有些國(guó)

家的發(fā)展停滯？

117政府高額赤字對(duì)國(guó)家利益和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

速度有什么影響？

118政治與經(jīng)濟(jì)自由密切相關(guān)嗎？

119為什么改變?nèi)龉貐^(qū)貧困狀態(tài)的努

力幾乎全部失敗？

120有沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法確定橢圓曲線是否

存在無(wú)窮多解？

121霍奇閉鏈?zhǔn)谴鷶?shù)閉鏈的和嗎？

122數(shù)學(xué)家將會(huì)最終給出Navier-Stokes方

程的解嗎？

123龐加萊實(shí)驗(yàn)?zāi)芊翊_定4維空間的球？

124黎曼zeta函數(shù)的零解都有a+bi形式嗎？

125對(duì)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的研究是否會(huì)停

止在量子Yahg-Mills理論上？

（注：最后6個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題選自Clay數(shù)學(xué)研究所提出的新千年問(wèn)題）

簡(jiǎn)單歸納統(tǒng)計(jì)這125個(gè)問(wèn)題，其中涉及生命科學(xué)的問(wèn)題占46%，關(guān)系宇宙和地球的問(wèn)題占16%，與物質(zhì)科學(xué)相關(guān)的問(wèn)題占14%以上，認(rèn)知科學(xué)問(wèn)題占9%。其余問(wèn)題分別涉及數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)、政治與經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境和人口等。（華麗摘自《SCIENCE》）