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全世界最前沿的125个科学问题

在庆祝Science创刊125周年之际，Science公布了

125个最具挑战性的科学问题。了解前沿科学研究方向，

对你的成长或许有所帮助。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、政治与

经济、能源、环境和人口等。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。其中，前25个被

认为是最重要的问题.

这125个问题如下：

1、宇宙由什么构成?

2、意识的生物学基础是什么?

3、为什么人类基因会如此之少?

4、遗传变异与人类健康的相关程度如何?

5、物理定律能否统一?

6、人类寿命到底可以延长多久?

7、是什么控制着器官再生?

8、皮肤细胞如何成为神经细胞?

9、单个体细胞怎样成为整株植物?

10、地球内部如何运行?

11、地球人类在宇宙中是否独一无二?

12、地球生命在何处产生、如何产生?

13、什么决定了物种的多样性?

14、什么基因的改变造就了独特的人类?

15、记忆如何存储和恢复?

16、人类合作行为如何发展?

17、怎样从海量生物数据中产生大的可视图片?

18、化学自组织的发展程度如何?

19、什么是传统计算的极限?

20、我们能否有选择地切断某些免疫反应?

21、量子不确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、温室效应会使地球温度达到多高?

24、什么时间用什么能源可以替代石油?

25、地球到底能负担多少人口?

26、宇宙是否唯一?

27、是什么驱动宇宙膨胀?

28、第一颗恒星与星系何时产生、怎样产生?

29、超高能宇宙射线来自何处?

30、是什么给类星体提供动力?

31、黑洞的本质是什么?

32、正物质为何多于反物质?

33、质子会衰变吗?

34、重力的本质是什么?

35、时间为何不同于其他维度?

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吗?

38、是否有解释所有相关电子系统的统一理论?

39、人类能够制造最强的激光吗?

40、能否制造完美的光学透镜?

41、是否可能制造出室温下的磁性半导体?

42、什么是高温超导性之后的成对机制?

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?

44、是否存在稳定的高原子量元素?

45、固体中是否有超流动性?如果有，如何解释?

46、水的结构如何?

47、玻璃态物质的本质是什么?

48、是否存在合理化学合成的极限?

49、光电电池的最终效率如何?

50、核聚变将最终成为未来的能源吗?

51、驱动太阳磁周期的原因是什么?

52、行星怎样形成?

53、是什么引发了冰期?

54、使地球磁场逆转的原因是什么?

55、是否存在有助于预报的地震先兆?

56、太阳系的其他星球上现在和过去是否存在生命?

57、自然界中手性原则的起源是什么?

58、能否预测蛋白质折叠?

59、人体中的蛋白质有多少存在方式?

60、蛋白质如何发现其作用对象?

61、细胞死亡有多少种形式?

62、是什么保持了细胞内的通行顺畅?

63、为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制?

64、基因组中功能不同于RNA的角色是什么?

65、基因组中端粒和丝粒的作用是什么?

66、为什么一些基因组很大，另一些又相当紧凑?

67、基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用?

68、新技术能使DNA测序的成本降低多少?

69、器官和整个有机体如何了解停止生长的时间?

70、除了继承突变，基因组如何改变?

71、在胚胎期，不对称现象是如何确定的?

72、翼、鳍和面孔如何发育进化?

73、是什么引发了青春期?

74、干细胞是否位于所有肿瘤的中心?75、肿瘤更容易通过免疫

进行控制吗?

76、肿瘤的控制比治愈是否更容易?

77、炎症是所有慢性疾病的主要原因吗?

78、疯牛病会怎样发展?

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?

80、对抗原而言，免疫记忆需要延长暴露吗?

81、为什么孕妇的免疫系统不拒绝其