美国Science公布：全球125个最前沿的科学难题（图）
2018/12/24 13:55:22 千人智库

     导读

     125个问题中涉及生命科学的占46%，关系宇宙和地球的占16%，与物质科学相关的占14%以上，认知科学占9%。其余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。

     来源：今日头条、架构师技术联盟

    

    

     美国Science在庆祝创刊125周年之际，公布了125个最具挑战性的科学问题。这些前沿科学和研究方向，将全面推动人类技术发展和人类进步。

    

     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。这125个问题简述如下：

    

     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胎儿?

    

     82、什么与有机体的生物钟同步?

    

     83、迁徙生物怎样发现其迁移路线?

    

     84、为什么要睡眠?

    

     85、人类为什么会做梦?

    

     86、语言学习为什么存在临界期?

    

     87、信息素影响人类行为吗?

    

     88、一般麻醉剂如何发挥作用?

    

     89、导致精神分裂症的原因是什么?

    

     90、引发孤独症的原因是什么?

    

     91、阿兹海默症患者的生命能够延续多久?

    

     92、致瘾的生物学基础是什么?

    

     93、大脑如何建立道德观念?

    

     94、通过计算机进行学习的极限是什么?

    

     95、有多少个性源于遗传?

    

     96、性别倾向的生物学根源是什么?

    

     97、生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗?

    

     98、地球上有多少物种?

    

     99、什么是物种?

    

     100、横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?

    

     101、谁是世界的共同祖先?

    

     102、植物的花朵如何进化?

    

     103、植物怎样制造细胞壁?

    

     104、如何控制植物生长?

    

     105、为什么所有的植物不能免疫一切疾病?

    

     106、外界压力环境下，植物的变异基础是什么?

    

     107、是什么引起物质消失?

    

     108、能否避免物种消亡?

    

     109、一些恐龙为什么如此庞大?

    

     110、生态系统对全球变暖的反应如何?

    

     111、至今共有多少人种，他们之间有何关联?

    

     112、是什么提升了现代人类的行为?

    

     113、什么是人类文化的根源?

    

     114、语言和音乐演化的根源是什么?

    

     115、什么是人种，人种如何进化?

    

     116、为什么一些国家向前发展，而有些国家的发展停滞?

    

     117、政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响?

    

     118、政治与经济自由密切相关吗?

    

     119、为什么改变撒哈拉地区贫困状态的努力几乎全部失败?

    

     120、有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解?

    

     121、霍奇闭链是代数闭链的和吗?

    

     122、数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗?

    

     123、庞加莱实验能否确定4维空间的球?

    

     124、黎曼zeta函数的零解都有a bi形式吗?

    

     125、对粒子物理标准模型研究是否会停止在量子Yang-Mills理论上?

     文中图片均来源于网络。

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