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        學術探究
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        SCIENCE公布的125個科學前沿問題

         在慶祝SCIENCE創刊125周年之際,該刊雜志社公布了125個最具挑戰性的科學問題。在今后1/4個世紀的時間里,人們將致力于研究解決這些問題。這125個問題如下(前25個被認為是最重要的問題):

          1宇宙由什么構成?

          2意識的生物學基礎是什么?

          3為什么人類基因會如此之少?

          4遺傳變異與人類健康的相關程度如何?

          5物理定律能否統一?

          6人類壽命到底可以延長多久?

          7是什么控制著器官再生?

          8皮膚細胞如何成為神經細胞?

          9單個體細胞怎樣成為整株植物?

          10地球內部如何運行?

          11地球人類在宇宙中是否獨一無二?

          12地球生命在何處產生、如何產生?

          13什么決定了物種的多樣性?

          14什么基因的改變造就了獨特的人類?

          15記憶如何存儲和恢復?

          16人類合作行為如何發展?

          17怎樣從海量生物數據中產生大的可視圖片?

          18化學自組織的發展程度如何?

          19什么是傳統計算的極限?

          20我們能否有選擇地切斷某些免疫反應?

          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溫室效應會使地球溫度達到多高?

          24什么時間用什么能源可以替代石油?

          25地球到底能負擔多少人口?

          26宇宙是否唯一?

          27是什么驅動宇宙膨脹?

          28第一顆恒星與星系何時產生、怎樣產生?

          29超高能宇宙射線來自何處?

          30是什么給類星體提供動力?

          31黑洞的本質是什么?

          32正物質為何多于反物質?

          33質子會衰減嗎?

          34重力的本質是什么?

          35時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電子系統的統一理論?

          39人類能夠制造最強的激光嗎?

          40能否制造完美的光學透鏡?

          41是否可能制造出室溫下的磁性半導體?

          42什么是高溫超導性之后的成對機制?

          43能否發展關于湍流動力學和顆粒材料運動學的綜合理論?

          44是否存在穩定的高原子量元素?

          45固體中是否有超流動性?如果有,如何解釋?

          46水的結構如何?

          47玻璃態物質的本質是什么?

          48是否存在合理化學合成的極限?

          49光電電池的最終效率如何?

          50核聚變將最終成為未來的能源嗎?

          51驅動太陽磁周期的原因是什么?

          52行星怎樣形成?

          53是什么引發了冰期?

          54使地球磁場逆轉的原因是什么?

          55是否存在有助于預報的地震先兆?

          56太陽系的其他星球上現在和過去是否存在生命?

          57自然界中手性原則的起源是什么?

          58能否預測蛋白質折疊?

          59人體中的蛋白質有多少存在方式?

          60蛋白質如何發現其作用對象?

          61細胞死亡有多少種形式?

          62是什么保持了細胞內的通行順暢?

          63為什么細胞的成分可以獨立于DNA而自行復制?

          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,另一些又相當緊湊?

          67基因組中的“垃圾”(“junk”)有何作用?

          68新技術能使DNA測序的成本降低多少?

          69器官和整個有機體如何了解停止生長的時間?

          70除了繼承突變,基因組如何改變?

          71在胚胎期,不對稱現象是如何確定的?

          72翼、鰭和面孔如何發育進化?

          73是什么引發了青春期?

          74干細胞是否位于所有腫瘤的中心?

          75腫瘤更容易通過免疫進行控制嗎?

          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瘋牛病會怎樣發展?

          79脊椎動物在多大程度上依賴先天免疫系統來抵抗傳染病?

          80對抗原而言,免疫記憶需要延長暴露嗎?

          81為什么孕婦的免疫系統不拒絕其胎兒?

          82什么與有機體的生物鐘同步?

          83遷徙生物怎樣發現其遷移路線?

          84為什么要睡眠?

          85人類為什么會做夢?

          86語言學習為什么存在臨界期?

          87信息素影響人類行為嗎?

          88一般麻醉劑如何發揮作用?

          89導致精神分裂癥的原因是什么?

          90引發孤獨癥的原因是什么?

          91阿茲海默癥患者的生命能夠延續多久?

          92致癮的生物學基礎是什么?

          93大腦如何建立道德觀念?

          94通過計算機進行學習的極限是什么?

          95有多少個性源于遺傳?

          96性別傾向的生物學根源是什么?

          97生命樹是生命之間系統關系最好的表達方式嗎?

          98地球上有多少物種? 99什么是物種?

          100橫向轉移為什么會發生在眾多的物種中以及如何發生?

          101誰是世界的共同祖先?

          102植物的花朵如何進化?

          103植物怎樣制造細胞壁?

          104如何控制植物生長?

          105為什么所有的植物不能免疫一切疾病?

          106外界壓力環境下,植物的變異基礎是什么?

          107是什么引起物質消失?

          108能否避免物種消亡?

          109一些恐龍為什么如此龐大?

          110生態系統對全球變暖的反應如何?

          111至今共有多少人種,他們之間有何關聯?

          112是什么提升了現代人類的行為?

          113什么是人類文化的根源?

          114語言和音樂演化的根源是什么?

          115什么是人種,人種如何進化?

          116為什么一些國家向前發展,而有些國家的發展停滯?

          117政府高額赤字對國家利益和經濟增長速度有什么影響?

          118政治與經濟自由密切相關嗎?

          119為什么改變撒哈拉地區貧困狀態的努力幾乎全部失敗?

          120有沒有簡單的方法確定橢圓曲線是否存在無窮多解?

          121霍奇閉鏈是代數閉鏈的和嗎?

          122數學家將會最終給出Navier-Stokes方程的解嗎?

          123龐加萊實驗能否確定4維空間的球?

          124黎曼zeta函數的零解都有a+bi形式嗎?

          125對粒子物理標準模型的研究是否會停止在量子Yahg-Mills理論上?

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