Nature六大挑战性科学难题

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问题全集

绪论何谓生态学？研究内容是什么？研究的目的和意义何在？生态学定义：研究有机体与其环境相互作用的科学。

生态学十个规则说明什么问题？生态学上十个规则Rule 1 生态学是一门科学Rule 2 用进化论的观点理解生态学Rule 3 没有任何事情，其发生对物种有利Rule 4 基因和环境同样重要Rule 5 生态学是复杂的学科，理解其复杂性需要模型Rule 6 ‘讲故事’是危险的Rule 7 解释要有层次Rule 8 有机体有很多限制Rule 9 偶然性是重要的Rule 10 生态学界限在生态学家心中生态学发展过程有哪些代表性人物？其主要贡献是什么？Aristotle 公元前四世纪，在其Historia Animalium中试图解释田鼠和蝗灾。

除了雨水，没有其他办法可以减少鼠灾——大雨后田鼠迅速消失Graunt (1662) 定量描述了人口数量变化，“father of demography”（人口统计学之父）Buffon (1756）Natural History触及很多现代生态学问题，并认为人、其他动物和植物的种群受相同的进程控制。

他认为田鼠种群部分受疾病控制，部分受食物缺乏影响。

他说：“如果没有捕食者，兔子将把乡村变为荒漠”Thomas Malthus(1766-1834) “人口论（Essay on Population）” (1798) 提出了人口按几何方式增长的原理，过一段时间人口倍增（doubling）。

人口将会超过食物供应（以算术方式增长）Friedrich Heinrich Alexander von Humbolt (1769-1859) 在他30卷的“Voyage to the Equatorial Regions” (1807) 中，把植物与环境特点联系在一起，并使用了plant association这一术语Johannes Warming (1841-1924) 在他的第一本植物生态学著作 Plantesamfund (1909)中，把植物形态（morphology）、生理（physiology）、分类（ taxonomy）和生物地理学（ biogeography）整合成一个相互联系在一起的整体，对生态学的发展具有巨大影响P. F. Verhulst（1838）意大利人，用数学公式表达了有限环境下种群增长的逻辑斯蒂曲线（Logistic curve）Liebig（1840）最小限制因子定律“The Minimum Limiting Factor Law”Alfred J. Lotka (1880-1949) 理论生态学奠基人， A Lotka and V Volterra (1926)“Lotka-Volterra model”Chares Elton (1900-1991) 动物生态学奠基人，1927年出版了他的第一本教材动物生态学（animal ecology）。

生命科学十大难题

生命科学十大难题1.How did life begin?从1953年的“鸡汤”理论，到后来的“鸡蛋”问题，再到“RNA世界”，科学家搞了几十年也没有搞清楚“生命是怎样产生的”这个最基本的问题。

现在又说什么“代谢是第一位的”。

最恼人的是，我们甚至连生命产生的准确时间都不知道。

够悲剧吧。

2.How many species are there?都说地球上的物种数是170万，谁知道到底有多少呢？现在有人就预测，仅仅昆虫就有500万种。

到底有多少，自己猜去吧。

3.Are we still evolving?达尔文早说了“物种是进化的”。

那，现在的人还在进化吗？进化的两个基石是：突变与选择。

人有突变是肯定的，天天被紫外照，有时还搞点核辐射。

选择呢？好像没有。

现在是人人都想活，谁想受自然影响甘心去死呢？好像真没“选择”。

不过希特勒搞过“选择”，到处杀犹太人。

现在似乎也有要灭别国人种的。

这难道就是我们想要的“进化”？4.Why do we sleep?我们为什么要睡觉？这个问题。

人人都睡觉。

甚至连培养的神经元都要“睡觉”。

为什么要睡觉？想过没有。

就仅仅是因为累了吗？关键是睡觉还分为不同的种类。

完全搞不懂。

5.Is intelligence inevitable?一个美女对萧伯纳说：“我们结婚吧。

生一个长得像我这样漂亮，又有你这样智力的孩子。

”萧伯纳回答说：“要是生一个我这样的相貌，而又有你这样的智力的孩子怎么办？”你说智力能不能“inevitable”?6.What is consciousness?什么是意识？反正我这脑袋是想不清楚的。

7.What is sex for?性意味着什么？性对生物有什么好处？好像生物学书上有的。

但那真的就是“truth”?那为什么还有那么多“无性”的呢？不懂。

8.Can we prevent aging?谁都知道自己会死。

同样，谁都想长寿。

为什么我们会衰老？原因很简单。

因为我们会受伤。

science的125个科学问题

1. 人类大脑如何存储和处理信息？2. 宇宙中暗能量和暗物质的真实性是什么？3. 生命是如何在地球上起源的？4. 我们如何能够预测自然灾害？5. 量子物理学中薛定谔的猫到底是真实存在还是纯粹的理论？6. 深空探测可以为我们提供哪些关于地外生命的线索？7. 为什么黑洞对光线具有吸引力？8. 我们如何能够更好地预测气候变化？9. 在基因技术领域，我们的道德标准应该是如何界定的？10. 人工智能是否有可能超越人类智慧？11. 单细胞生物如何演化为复杂多细胞生物？12. 大爆炸理论可以解释宇宙的起源吗？13. 在医学领域，我们如何预防和治疗癌症？14. 量子计算机能够如何改变我们的生活和科学研究？15. 恒星如何形成和熄灭？16. 在宇宙中是否存在可以支持生命的其他星球？17. 地球上生命的多样性是如何产生的？18. 我们如何能够更好地预测火山喷发？19. 为什么质子和中子会结合在一起形成原子核？20. 生物钟如何影响人类的生活和健康？21. 我们如何能够更好地利用可再生能源？22. 关于细胞自噬的研究有什么重要意义？23. 我们如何能够更好地预防和治疗传染病？24. 古代文明中的科学成就如何影响现代科学？25. 未来的太空旅行是否可能成为现实？26. 在生物学领域，我们如何能够更好地理解遗传变异？27. 量子纠缠是否可以实现超光速通信？28. 研究干细胞是否可能为疾病治疗带来突破？29. 为什么物质之间存在引力？30. 人类的起源和迁徙过程是怎样的？31. 能否通过基因编辑来创造更健康的人类？32. 黑洞中的奇点是什么？33. 我们如何能够更好地了解大脑的工作原理？34. 宇宙中是否存在超越时间和空间的维度？35. 人类对地球环境造成了什么样的影响？36. 数学中的哥德巴赫猜想是否有可能被证明？37. 我们如何才能更好地利用基因工程来改善农作物和畜产？38. 关于梦境和意识之间的关系，我们了解多少？39. 为什么地球上存在如此多的物种？40. 数学中的费马大定理是否存在完美证明？41. 我们如何能够更好地了解宇宙中的暗物质？42. 生物质能源在可持续发展中的地位及其前景如何？43. 量子力学中的测不准原理到底是什么？44. 我们如何能够更好地利用生物技术来改善医学水平？45. 地球内部的磁场是如何产生的？46. 颠覆了牛顿物理学规律的相对论是如何被提出的？47. 我们如何能够更好地预防和治疗心理疾病？48. 类生物智能系统是否有可能实现？49. 为什么地球的大气层具有保护作用？50. 数学中的康托尔集是否有完美解释？51. 我们如何能够更好地利用纳米技术来改善能源和环保问题？52. 为什么地球上存在如此多的自然现象？53. 关于时间旅行的理论，我们究竟能否实现？54. 我们如何更好地理解人类对药物和毒品的依赖？55. 为什么地球上存在如此多的岩石和矿物？56. 数学中的哥德巴赫猜想是否有可能被证明？57. 我们如何能够更好地利用基因工程来改善农作物和畜产？58. 关于梦境和意识之间的关系，我们了解多少？59. 为什么地球上存在如此多的物种？60. 数学中的费马大定理是否存在完美证明？61. 我们如何能够更好地了解宇宙中的暗物质？62. 生物质能源在可持续发展中的地位及其前景如何？63. 量子力学中的测不准原理到底是什么？64. 我们如何能够更好地利用生物技术来改善医学水平？65. 地球内部的磁场是如何产生的？66. 颠覆了牛顿物理学规律的相对论是如何被提出的？67. 我们如何能够更好地预防和治疗心理疾病？68. 类生物智能系统是否有可能实现？69. 为什么地球的大气层具有保护作用？70. 数学中的康托尔集是否有完美解释？71. 我们如何能够更好地利用纳米技术来改善能源和环保问题？72. 为什么地球上存在如此多的自然现象？73. 关于时间旅行的理论，我们究竟能否实现？74. 我们如何更好地理解人类对药物和毒品的依赖？75. 为什么地球上存在如此多的岩石和矿物？76. 为什么牛顿的万有引力定律能够适用于如此广泛的物体？77. 我们如何更好地利用地热能来提供清洁能源？78. 关于大脑中的记忆机制，我们了解多少？79. 生物多样性对地球生态系统的影响如何？80. 我们如何能够更好地利用核能来解决能源危机？81. 历史上的科学发展对现代科学的影响有多大？82. 在医学领域，我们如何能够更好地利用基因测序技术来提高诊断水平？83. 为什么地球上存在如此多的气候类型？84. 数学中的哥德巴赫猜想最终是否有可能被证明？85. 我们如何更好地利用遗传工程技术来改善人类健康？86. 火星探测对我们了解宇宙和地球起源的意义是什么？87. 我们如何能够更好地了解大脑神经网络的工作原理？88. 为什么地球上存在如此多的生物群落？89. 数学中的费马大定理是否存在完美证明？90. 我们如何能够更好地了解量子物理学中的隐变量问题？91. 生物多样性对地球生态系统的影响如何？92. 我们如何能够更好地利用核能来解决能源危机？93. 历史上的科学发展对现代科学的影响有多大？94. 在医学领域，我们如何能够更好地利用基因测序技术来提高诊断水平？95. 为什么地球上存在如此多的气候类型？96. 数学中的哥德巴赫猜想最终是否有可能被证明？97. 我们如何更好地利用遗传工程技术来改善人类健康？98. 火星探测对我们了解宇宙和地球起源的意义是什么？99. 我们如何能够更好地了解大脑神经网络的工作原理？100. 为什么地球上存在如此多的生物群落？101. 数学中的费马大定理是否存在完美证明？102. 我们如何能够更好地了解量子物理学中的隐变量问题？103. 人类如何能够更好地适应特殊环境？104. 数学中的黎曼猜想是否有可能被证明？105. 我们如何能够更好地利用基因编辑来治疗细胞变异病？106. 为什么地球上存在如此多的环境问题？107. 关于宇宙膨胀模型，我们究竟了解多少？108. 我们如何能够更好地预防和治疗自然灾害引发的健康问题？109. 大脑如何能够更好地适应环境变化？110. 数学中的黎曼猜想是否有可能被证明？111. 我们如何能够更好地利用基因编辑来治疗细胞变异病？112. 为什么地球上存在如此多的环境问题？113. 关于宇宙膨胀模型，我们究竟了解多少？114. 我们如何能够更好地预防和治疗自然灾害引发的健康问题？115. 大脑如何能够更好地适应环境变化？116. 数学中的黎曼猜想是否有可能被证明？117. 我们如何能够更好地利用基因编辑来治疗细胞变异病？118. 为什么地球上存在如此多的环境问题？119. 关于宇宙膨胀模型，我们究竟了解多少？120. 我们如何能够更好地预防和治疗自然灾害引发的健康问题？121. 大脑如何能够更好地适应环境变化？122. 数学中的黎曼猜想是否有可能被证明？123. 我们如何能够更好地利用基因编辑来治疗细胞变异病？124. 为什么地球上存在如此多的环境问题？125. 关于宇宙膨胀模型，我们究竟了解多少？。

100个关于大自然的问题并解答

100个关于大自然的问题并解答1. 什么是自然界？自然界是指自然状态下的世界，包括所有物种和环境。

2. 什么是生物多样性？生物多样性是指地球上所有物种的多样性和生态系统的多样性。

3. 为什么生物多样性很重要？生物多样性支持生态系统的稳定和气候调节，为人类提供自然资源、医学价值和生态服务，同时也有文化和美学的价值。

4. 什么是生态系统？生态系统是由生物和非生物因素相互作用的生态部分。

5. 什么是生态足迹？生态足迹是指人类活动所需的生态资源和服务的量，此量反映了人类对自然界的利用程度。

6. 什么是消耗性资源？消耗性资源是指使用后不可再生的资源，如矿物、燃料和水。

7. 什么是可再生资源？可再生资源是指可替代的资源，如太阳能、风能和木材。

8. 什么是气候变化？气候变化指的是气候系统的长期改变，通常指人为因素对气候变化的影响。

9. 为什么气候变化很重要？气候变化对生物多样性、生态系统和全球社会和经济发展都有广泛的影响。

10. 什么是生态恢复？生态恢复是指通过人为手段改善生态系统和生物多样性，使其回到自然平衡状态。

11. 什么是生态学？生态学是研究生物和环境之间相互作用的科学。

12. 生态学包括哪些领域？生态学包括生态系统学、群落生态学、行为生态学和景观生态学等多个领域。

13. 什么是生态趋势？生态趋势是指生态系统中的一种趋势或趋向，如物种多样性和环境因素的变化。

14. 什么是环境科学？环境科学是研究环境问题的跨学科科学。

15. 环境科学包括哪些领域？环境科学包括气象学、水文学、土壤学、生态学、环境化学等多个领域。

16. 什么是生物圈？生物圈是地球上所有生物和生态系统的总称。

17. 什么是循环经济？循环经济是指资源的可持续利用模式，在此模式下，资源被循环利用，用于生产和消费。

18. 什么是绿色经济？绿色经济是指通过可持续发展的方式增强社会和经济的发展，以尽量少的影响对环境和资源的使用。

19. 什么是可持续发展？可持续发展是一种满足当前需求而不影响未来世代需要的发展模式。

硅基光子学国内外研究现状及发展趋势

专题报告-1硅基光电子学（光子学）研究概况网络信息中心文献情报服务2007年6月硅基光电子学研究概况编者按：本文介绍了硅基光电子技术的研究现状、重点研究方向、技术难点以及国内外主要研究机构的基本情况。

希望能为我所学科布局的发展提供一些参考。

一、技术概述硅基半导体是现代微电子产业的基石，但其发展已接近极限。

而光电子技术则正处在高速发展阶段，现在的半导体发光器件多利用化合物材料制备，与硅微电子工艺不兼容，因此，将光子技术和微电子技术集合起来，发展硅基光电子科学和技术意义重大。

近年来，硅基光电子的研究在国内外不断取得引人注目的重要突破，世界各发达国家都把硅基光电子作为长远发展目标。

硅基光电子学包括硅基光子材料、硅基光子器件和硅基光子集成三个主要方面。

分别介绍如下：1. 硅基光子材料（1）硅基纳米发光材料目前的研究重点是如何有效地控制硅纳米晶粒的尺寸和密度，以形成具有小尺寸和高密度的有序纳米结构。

制备方法有：通过独立控制固体表面上的成核位置和成核过程实现自组织生长；在掩蔽图形衬底上的纳米结构生长；扫描探针显微术的表面纳米加工；全息光刻技术的纳米图形制备以及激光定域晶化的有序纳米阵列形成等。

（2）硅基光子晶体光子晶体具有合成的微结构、周期性变化的折射率以及与半导体潜在电子带隙相近的光子带隙。

根据能隙空间分布的特点，可以将其分为一维、二维和三维光子晶体。

光子晶体的实际应用是人们所关注的焦点，而与成熟的硅工艺相结合是人们非常看好的方向，可出现全硅基光电子器件和全硅基光子器件，因此制备硅基光子晶体及其应用将是以后的研究重点。

在所有光子晶体制备方法中，运用多光束干涉的全息光刻法有着许多优点：通过照射过程能够制成大体积一致的周期性结构，并能自由控制结构多次。

通过控制光强、偏振方向和相位延迟，制成不同的结构。

2. 硅基光子器件（1）硅基发光二极管作为硅基光电子集成中的光源，硅基发光二极管（Si-LED）的实现是硅基光电子学研究中的一个主攻方向。

science 25个最重要科学问题

science 25个最重要科学问题1. How did the universe begin?2. How does life arise and evolve?3. What is the nature of dark matter and dark energy?4. How did human language and consciousness develop?5. Is there other intelligent life in the universe?6. What is the origin of matter and energy?7. How can we develop sustainable energy sources?8. How does the brain work and can it be replicated?9. Can we cure diseases like cancer and Alzheimer's?10. How can we reverse the effects of climate change?11. Can we predict and prevent natural disasters?12. What are the limits of human lifespan and can we extend it?13. How does the immune system fight diseases?14. Can machines ever achieve true artificial intelligence?15. How does memory work and can it be enhanced?16. What is the nature of time and can it be manipulated?17. How can we achieve global food security?18. Can we travel faster than the speed of light?19. How can we create sustainable and eco-friendly materials?20. What is the nature of consciousness and can it be explained scientifically?21. How do drugs and medications affect the body?22. Can we develop a cure for aging?23. What is the ultimate fate of the universe?24. How can we prevent and treat mental illnesses?25. How can we protect and preserve biodiversity?。

卫生应急演练技术指南2013版

卫生应急演练技术指南
Guidelines of Health Emergency Exercise
（2013版）
前言
近年来，党中央、国务院不断加强政府的应急管理工作，提高防范与应对突发公共事件能力。作为应急管理的重要内容，卫生部门的卫生应急工作不断加强，在减少突发事件人员伤亡和健康危害，保障人民群众身体健康和生命安全，维护社会稳定等方面，发挥着越来越重要的作用。但是，不断增多的各类突发事件，特别是 2008年以来，我国连续经历汶川大地震、青海玉树地震、舟曲特大山洪泥石流、南方地区洪涝灾害、冰冻雨雪灾害和西南地区旱灾等重大自然灾害，以及人感染猪链球菌病疫情、甲型（H1N1）流感大流行、人感染高致病性禽流感、部分地区肺鼠疫疫情、全国手足口病疫情、部分地区无形体病疫情、新型布尼亚病毒、广东地区登革热及基孔肯雅、人感染H7N9禽流感等重大传染病疫情。这些重大突发事件不仅对人民群众身体健康和生命安全造成了严重危害，也对如何进一步快速、有序、科学和有效开展应对工作提出了更高要求。而应急演练作为加强我国卫生应急体系建设发展，提高应急实战能力的重要手段，必然会发挥越来越重要的作用。近年来，各地各级卫生部门不断开展各种演练工作，进行了大量演练实践。为进一步规范和指导卫生应急演练工作，在国务院应急管理办公室制定的《突发事件应急演练指南》的框架下，中国疾病预防控制中心卫生应急中心组织编写了《卫生应急演练技术指南（2013版）》（以下简称指南），结合卫生应急工作和演练的特点，提出操作层面和技术层面的指导意见。本指南主要借鉴的技术文件为世界卫生组织西太区办公室（WHO/WPRO）的《Emergency Exercise Development (2009)》，结合国内近年来开展的各类卫生应急演练活动的特点，从演练的目的、内容、基本类型、各自特征和用途、演练程序、演练准备、演练设计、演练实施、增强演练逼真性及演练评估等方面，对组织开展卫生应急演练进行了详细阐述。同时，指南还提供了在开展演练的各个阶段需要使用的一些具体工具。本指南旨在阐明卫生应急演练的基本概念，并为医疗卫生机构卫生应急管理人员、卫生应急准备人员以及卫生应急相关专业技术人员提供一套方便实用的卫生应急演练参考工具，指导进行科学、规范的演练设计、实施和评估，从而推动全国各级各类医疗卫生机构不断提高演练水平，全面提升我国的卫生应急能力。本指南在编写过程中，得到了安徽省、浙江省、重庆市、河北省、广东省和河南省等部分演练实践经验较为丰富地区疾控机构专家的大力支持，在此一并表示感谢。

科学杂志提出的125个科学问题

任务名称：科学杂志提出的125个科学问题一、引言科学作为一种人类认识自然界和探索未知的方法，给人类带来了巨大的进步和发展。

科学杂志提出的125个科学问题，涉及到广泛的领域和深层次的研究方向。

本文将从不同角度对其中一些问题进行探讨，以期揭示其背后的科学道理和未解之谜。

二、物理学问题1. 宇宙中最早的物质是什么？根据宇宙大爆炸理论，宇宙从一个极度高温和高密度的奇点开始膨胀，最早的物质是高能量的粒子，如夸克和轻子。

2. 宇宙中的暗物质是什么？暗物质是一种不与电磁相互作用的物质，通过其对引力的影响来间接观测。

目前仍未探明暗物质的具体组成和性质，但它可能是一种新的基本粒子。

3. 宇宙中的暗能量来源于何处？暗能量是解释宇宙加速膨胀的原因，但其物质基础尚不清楚。

研究表明，暗能量可能源于量子场的零点能或一种未知的物质。

三、生命科学问题1. 生命起源于何处？生命起源是一个复杂而神秘的问题。

有几种假说认为生命起源于地球上早期的化学反应，如原核生物假说和RNA世界假说。

2. DNA中的遗传密码如何演化而来？DNA的遗传密码决定了生物的遗传信息，但它是如何演化而来的仍然不清楚。

可能涉及到突变、自然选择和基因重组等机制。

3. 人类如何理解脑部的工作原理？人类脑部是一个复杂的网络，如何理解其工作原理一直是神经科学家的挑战。

通过神经影像技术和计算模拟等方法，我们正在逐步揭示脑部的奥秘。

4. 基因编辑技术如何应用于人类？基因编辑技术如CRISPR-Cas9已经实现了对基因组的精确编辑，为医学和农业领域带来了革命性变革。

但在应用于人类前，我们需要深入研究其安全性和道德问题。

四、地球科学问题1. 地球内部的热量如何产生？地球内部的热量主要来自于地球的放射性衰变和地球形成时的聚合热。

这些热量驱动了地球的板块运动、火山喷发和地震活动。

2. 地球气候变化的主要驱动因素是什么？除了人类活动引起的气候变化，地球气候变化的主要驱动因素还包括太阳辐射、大气环流、海洋循环和地球的轨道变化等。

science 125个前沿问题解读

科学125个前沿问题解读科学一直是人类探索未知、追求真理的利器，而科学前沿问题更是引领着人类对于世界的认识不断向前迈进。

在众多前沿问题中，有一些问题引起了广泛的关注和讨论，这些问题涉及到物理、化学、生物、天文等多个领域，对于我们理解世界和未来的发展具有重要意义。

在本文中，我们将围绕着科学125个前沿问题展开探讨，力求从浅入深地展示这些问题的研究现状和价值。

1. 宇宙膨胀速度为何加速？宇宙膨胀速度加速的问题被誉为宇宙学之谜，其背后牵扯着暗能量、引力波等多个领域的研究。

目前，科学家们提出了多种假说，包括暗能量、修正引力等，但仍未有定论。

深入研究宇宙膨胀速度加速的机制，对于我们理解宇宙的结构和演化具有重要意义。

2. 量子重力是怎样的？量子力学和广义相对论是当今物理学的两大支柱理论，然而在特殊条件下，这两个理论却存在矛盾。

量子重力理论的建立将为我们探索高能物理、黑洞和宇宙起源等提供重要线索，因此成为物理学研究的前沿课题。

3. DNA存储是未来的趋势吗？随着信息量的急剧增长，传统存储介质正面临着容量和稳定性等问题。

而以DNA作为存储介质的研究逐渐走入人们的视野，其高密度、长期稳定等特点使其成为未来存储的潜在选择。

对于DNA存储技术的研究，将会对未来信息技术的发展产生重要影响。

4. 人工智能的发展前景如何？随着深度学习、神经网络等技术的不断突破，人工智能正以前所未有的速度发展。

从智能机器人到智能医疗，人工智能将会对社会生活的方方面面产生深远影响。

人工智能的发展也带来了伦理、社会等诸多问题，需要我们认真思考和应对。

5. 如何解决气候变化问题？气候变化是当今世界面临的重大问题之一，其给地球环境和人类社会带来了极大的挑战。

科学家们正在研究气候系统的变化规律、减排技术、碳循环机制等，希望能找到有效的解决办法，减缓气候变化对地球的影响。

6. 生物多样性保护如何进行？生物多样性的减少对生态系统的稳定性和人类的生存都带来了不利影响。

生态学100个科学问题

生态学100个科学问题1.人类活动可能导致生境破碎化使物种之间联系减少，而全球化则使物种之间联系增多，这两者会产生什么样的进化后果？2.进化多大程度上能够改变我们在自然界中看到的生物个体的比例关系？3.物种适应有多大的局域性（因栖息地而不同）？4.表观遗传变异的生态学因果是什么？5.基因、个体、团体上不同水平的选择对生活史进化以及造成的种群动态变化的相对贡献是多少？6.什么选择压力导致了生活史中的性别差异？这些选择压力对种群动态造成的后果是什么？7.对于像真菌这样很难定义个体和适应性的生物，生态和进化的理论应该怎样修改？8.密度制约的力量与方式是如何影响种群动态与生活史进化之间的反馈的？9.表型可塑性是如何影响物种进化轨迹的？10.物种生活史权衡取舍的生理学基础是什么？种群生态学11.控制物种分布范围的生态与进化机制是什么？12.如何将个体水平的详细生命过程上升到种群模式？13.物种、种群特征和地理环境如何相互作用来决定个体间散布的间距？14.物种散居和迁徙行为的遗传基础是什么？15.散居在栖息地最外围或者休眠时间与整体情况不同的个体，是否具有独特的基因型或表型？16.生物体在散居、迁徙、觅食、寻找配偶过程中如何做出行动决策？17.不同空间尺度上种群数量水平的变化是否可预测的？空间尺度与种群数量水平是如何共同影响种群的时空动态？18.种群数量和空间结构是如何修正环境随机性对种群动态的影响？19.环境随机性与环境变化是怎样与密度制约相互作用来形成种群动态变化与物种分布的？20.生活史中的跨代效应例如母体效应多大程度上影响种群动态变化？21.物种曾经的环境经历对随后的个体生活史以及种群动态变化产生的延滞效应的数量级与持续时间是多少？22.在一些海洋生态系统中什么造成了巨大的种群增长变化？23.生活史特征间的协方差（相关性）如何影响种群动态变化？24.当测定一个物种对另一个物种的影响时，直接的（掠食、竞争）与间接的（诱导行为改变）交互的相对重要性是多大？25.个体变异对种群、群落以及生态系统的动态变化有多重要？26.什么种群特征决定了其受到干扰后的恢复能力？疾病和微生物27.多重感染在驱使疾病动态变化中有多重要？28.寄生者与共生者在产生与维持宿主多样性中扮演什么角色？29.地下生物多样性与地上生物多样性是如何相互影响的？30.微生物物种、功能、基因型的多样性与群落和生态系统功能执行的关系是什么？31.微生物的交互作用多大程度上影响宏观生物群落组成与多样性？32.植物与土壤之间的生物、非生物的反馈哪一个对影响植物生长更重要？33.微生物与宿主之间的共生关系会如何影响宿主与其掠食者及更高营养级的相互作用？34.在什么样的生态环境中寄生虫是调控群落动态变化的关键因素？35.适用于宏观生物的宏观生态学模式是否可以适用于微生物？引起该模式的生态学过程是否相同？36.微生物群落模型对于了解宏观群落模型有何帮助？37.种内多样性是如何作用于寄生、共生交互的动态过程？群落和多样性38.如何通过物种功能来判断营养互作的强度？39.通过简单的生物特征例如体型、叶面积能够多大程度上预测群落属性及其对环境变化的响应听？40.物种功能如何影响生态网络结构？41.什么时候许多难以测量的弱相互作用叠加效果可以强于少数易于观测的强相互作用？42.生态群落中间接相互作用（例如表面竞争、表面共生）的广泛性和重要性是怎样？43.环境的时空异质性是如何在不同尺度上影响多样性？44.物种丢失如何影响剩余物种的灭绝风险？45.对于控制群落的组成与多样性，随机过程和确定性过程哪个更重要？是否会因生态系统类型不同而异？46.如何预测在一个给定区域内多少物种可以共存？47.局域的物种组成与多样性在多大程度上受扩散限制和区域种库影响？48.生物地理因素和进化历史对于决定现尽的生态学过程有何贡献？49.初级生产者多样性能够多大程度的驱使更宽泛的群落多样性？50.群落组装规则对于解释生物入侵有多重要？51.营养性和非营养性互作在决定群落组成上的相对重要性是多大？52.动态的灭绝－再殖民平衡对于坚持在破碎化生境上的物种有多重要？53.何种机制导致在广泛的生态系统中草本与木本植物可以长期共存？54.资源脉冲如何影响资源利用以及生物交互？55.稀有物种在生态群落功能中有多重要？56.多样性与多样化之间有怎样的反馈？57.植化相克会对自然植物群落产生什么功能后果？生态系统及运行58.哪些生态系统易受临界点暴露的影响？为什么？59.我们怎么知道一个生态系统濒临临界点？60.哪一个因素和机制决定了生态系统受外部扰动后的恢复能力？如何测量恢复力？61.哪一种生态系统以及何种属性对群落组成变化最敏感？62.现实中生物多样性的变化将会导致生态系统功能如何改变？63.不同组织层级（基因、物种、物种丰富度、功能、功能多样性）的生物多样性对生态系统运行的相对贡献是多大？64.海洋、淡水、陆地生物群的生态系统属性及动态变化有何共性？65.生态交互网络的结构如何影响生态系统运行及稳定性？66.空间结构如何影响生态系统功能？如何在不同空间尺度之内或之间整合来评估功能？67.除了氮和磷（以及海洋中的铁）外的营养元素如何影响生态系统的初级生产力？68.生物入侵与本地物种灭绝在多大程度上造成生态系统属性改变？69.具有全球重要性的生态系统功能是否可能由尚未深入了解的生态系统提供（例如深海、地下水）？70.在随机或定向的环境变化中，那些物种是功能冗余的？71.在生态系统中滞后现象是正常的还是例外？72.能否根据物种性状来预测生态系统对环境变化的响应？人类影响与全球变化73.自然栖息地的碎片化与消失所带来的灭绝债务的量级是什么？何时会付清这些债务？74.进化在破坏的生态系统恢复过程以及其他形式的松弛选择中扮演什么角色？75.采伐会对生态系统的结构和动态产生何种间接影响？76.在气候变化中地球生态系统和大气的主要反馈与交互是什么？77.决定未来海洋和陆地碳汇规模的关键因素是什么？78.大气变化将如何影响陆地生态系统的初级生产力?79.海洋酸化将如何影响海洋生态系统的初级生产力？80.什么程度的气候变化能够通过物候变化导致营养联系解体？81.全球气候变化背景下自然群落如何响应越来越多的极端天气事件？82.面对快速的环境变化，是什么决定了物种是适应环境、改变生存范围还是走向灭绝?83.什么决定了物种随气候变化而改变分布范围的速度？84.我们能在多大程度上根据古生态变化范围的推断来了解21世纪的变化?85.何种情况下景观结构例如廊道、垫脚石可以影响物种的分布与丰度？86.生物地理障碍的打破（西北航道更永久的开放）能够在多大程度上导致局域多样性的持续变化？87.种间交互作用如何影响物种对全球变化的响应?88.全球顶级捕食者数量下降对生态系统有什么影响?89.更新世巨型动物灭绝对当代生态系统的遗留影响是什么？生态学方法90.其他学科已运用的理论中有哪些可以但尚未被运用于生态学？反之亦然？91.我们如何最好地开发和利用经验模型系统来理解自然系统?92.过去的生态学预测曾有多成功？为什么？93.已发表的生态学错误本质是什么？这些错误将如何影响学术理解与政策制定？94.我们对生态学的理解是如何受到出版物中的偏见影响的?95.什么新技术最能促进生态学的理解?96.如何整合多尺度和类型的监测（从区域到全球的观测）来产生稳健的生态学推断？97.在什么程度上被广泛研究的生态学模式（物种-丰度分布、物种-区域关系等）是统计学的结果而不是生态学过程？98.测定生态学变化的幅度和方向最适当基准线是什么?99.对来自观察的反馈（例如生物对数据采集器的响应）进行建模，可以在多大程度上提高对生态学过程的推断能力？100.在生态模型中，人类行为与生态动态之间的反馈如何解释?。

SCIENCE公布的125个科学前沿问题

SCIENCE公布的125个科学前沿问题SCIENCE公布的125个科学前沿问题程序员之家m... 05-14 21:59 大在庆祝SCIENCE创刊125周年之际，该刊杂志社公布了125个最具挑战性的科学问题。

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。

这125个问题如下(前25个被认为是最重要的问题)：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质子会衰减吗?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的研究是否会停止在量子Yahg-Mills理论上?。

单细胞测序技术

单细胞测序——2013年最值得关注的测序技术2013/01/31 生物探索单细胞测序| 全基因组测序| 转录组测序导读随着现代生物学的发展，细胞群体的研究已不再能满足科研需求。

单细胞测序解决了用组织样本测序或样本少时无法解决的细胞异质性难题，为科学家研究解析单个细胞的行为、机制、与机体的关系等提供了新方向。

单细胞测序已逐渐成为科研热点。

过去二十几年里，随着基因测序技术水平的提高以及千人基因组计划、癌症基因组计划、Meta-Hit计划等重大国际合作项目的相继开展，基因组研究日渐被推向高潮。

然而，迄今为止使用的测序材料无一例外都是数百万甚至更多细胞的混合DNA样本。

这种方法能够得到全基因组序列信息，但是对其进行研究得到的结果只是一群细胞中信号的平均值，或者只代表其中占优势数量的细胞信息，单个细胞独有的特性被忽视。

例如，科学家想找出哪种突变存在于哪种细胞中几乎是不可能的，只存在于少数细胞（如早期癌细胞）中的突变也基本上被掩藏。

另一方面，有些样品稀少无法在实验室培养，样品量不足以进行全基因组分析，例如肿瘤循环细胞、组织微阵列、早期发育的胚胎细胞等。

这些都是全基因组测序遇到的难题。

作为“在单个细胞水平上对基因组进行测序”的单细胞测序技术能够解决上述难题。

与传统的全基因组测序相比，单细胞测序不仅测量基因表达水平更加精确，而且还能检测到微量的基因表达子或罕见非编码RNA，其优势是全方位和多层次的。

2011年，《自然方法》杂志( Nature Methods )将单细胞测序列为年度值得期待的技术之一[1]，2013年，《科学》杂志（Science）将单细胞测序列为年度最值得关注的六大领域榜首[2]。

与此同时，测序巨头相继推出新一代测序仪，为单细胞测序提供利器，越来越多与单细胞测序有关的研究也发表在顶级期刊上，这些都表明，单细胞测序已逐渐成为科研热点，有望成为2013年最值得关注的测序技术。

近年来，流式细胞分选和激光捕获显微切割技术的出现让单细胞的捕获成为可能。

恩格斯《自然辩证法》的产生与发展过程（二）——恩格斯《自然辩证法》的发展过程

恩格斯《自然辩证法》的产生与发展过程（二）——恩格斯《自然辩证法》的发展过程林琨智;韩丽珠【摘要】主要阐述恩格斯《自然辩证法》在前苏联、日本、中国传播、研究、学习的情况,从而揭示出恩格斯的《自然辩证法》在前苏联形成完备的理论体系。

在日本广泛传播与应用,在中国发展成为独立的新兴学科,并进入高等教育课堂,成为硕士研究生的必修课、本科生的选修课。

由此看出,恩格斯的《自然辩证法》在全世界广泛传播与深刻影响。

%The article mainly elaborated the situation of spreading,researching and study of Engels' Dialectics of nature in Soviet Union,Japan and China,and it revealed the formation of the complete theoretical system of Engels' Dialectics of nature in Soviet Union;the widely spread and application in Japan and its emergence as an independent branch of science in China,as a compulsory course for postgraduates in the higher education classroom as well as an optional course for the undergraduates,from which we can see the wide spread and profound impact of Engels' Dialectics of nature around the world.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2012(029)012【总页数】5页(P1-5)【关键词】自然辩证法;自然观科学观;方法论【作者】林琨智;韩丽珠【作者单位】吉林工业职业技术学院,吉林吉林132013;吉林化工学院高教研究所,吉林吉林132022【正文语种】中文【中图分类】B17恩格斯《自然辩证法》原著最早的版本1925年在前苏联出版，作为《马克思恩格斯文库》第二卷，以德文和俄译文同时问世。

《Science》震撼发布：2021新版世界最前沿的125个重大科学问题

《Science》震撼发布：2021新版世界最前沿的125个重大科学问题16年前《科学》杂志发布了《125个科学问题——我们有哪些未知》，为人类科学的发展指明了方向，促进了人类的文明与进步。

2021年4月《科学》杂志震撼发布了《125个科学问题——探索与发现》，这些问题是国际前沿、全球共需、科学发展、聚焦人类福祉和前瞻重大科学问题，对未来科技的发展具有强烈的指导意义。

2021新版125个科学问题如下：MathematicalSciences数学1.什么使素数如此特别？2.纳维尔-斯托克斯问题会得到解决吗？3.黎曼猜想是真的吗？Chemistry化学4.还有更多色彩元素可发现吗？5.元素周期表会完整吗？6.如何在微观层面测量界面现象？7.能量存储的未来是怎样的？8.为什么生命需要手性？9.我们如何更好地管理世界上的塑料废物？10.AI会重新定义化学的未来吗？11.物质如何被编码而成为生命材料？12.是什么驱动生命系统的复制？Medicine & Health医学与健康13.我们可以预测下一次流行病吗？14.我们会找到治疗感冒的方法吗？15.我们可以设计和制造出为个人定制的药物吗？16.人体组织或器官可以完全再生吗？17.如何维持和调节免疫稳态？18.中医的经络系统有科学依据吗？19.下一代疫苗将如何生产？20.我们能否克服抗生素耐药性？21.自闭症的病因是什么？22.我们的微生物组在健康和疾病中扮演什么角色？23.异种移植能否解决供体器官的短缺问题？Biology生命科学24.什么可以帮助保护海洋？25.我们可以阻止自己衰老吗？26.为什么只有一些细胞会变成其他细胞？27.为什么有些基因组非常大而另一些却很小？28.有可能治愈所有癌症吗？29.哪些基因使我们人类与众不同？30.迁徙动物如何知道它们要去哪里？31.地球上有多少物种？32.有机体是如何进化的？33.为什么恐龙长得如此之大？34.远古人类是否曾与其他类人祖先杂交？35.人类为什么会对猫狗如此着迷？36.世界人口会无限增长吗？37.我们为什么会停止生长？38.能否复活灭绝生物？39.人类可以冬眠吗？40.人类的情感源于何处？41.未来人类的外貌会有所不同吗？42.为什么会发生物种大爆发和大灭绝？43.基因组编辑将如何用于治疗疾病？44.可以人工合成细胞吗？45.细胞内的生物分子是如何组织从而有序有效发挥作用的？Astronomy天文学46.空间中有多少个维度？47.宇宙的形状是怎样的？48.大爆炸从何处开始？49.为什么行星的轨道不衰减并导致它们相互碰撞？50.宇宙何时消亡？它会继续膨胀吗？51.我们有可能在另一个星球上长期居住吗？52.为什么存在黑洞？53.宇宙是由什么构成的？54.我们是宇宙中唯一的生命体吗？55.宇宙射线的起源是什么？56.物质的起源是什么？57.时空的最小尺度是是多少？58.水是宇宙中所有生命所必需的么，还是仅对地球生命？59.是什么阻止了人类进行深空探测？60.爱因斯坦的广义相对论是正确的吗？61.脉冲星是如何形成的？62.我们的银河系特别吗？63.深层生物圈的规模、组成和意义是什么？64.人类有一天会不得不离开地球吗（还是会在尝试中死去）？65.宇宙中的重元素来自何处？66.有可能了解致密恒星和物质的结构吗？67.高能宇宙中微子的起源是什么？68.什么是重力？Physics物理学69.有衍射极限吗？70.高温超导的微观机理是什么？71.物质传热的极限是什么？72.集体运动的基本原理是什么？73.什么是物质的最小组成部分？74.我们会以光速行驶吗？75.什么是量子不确定性，为什么它很重要？76.会有“万有理论”吗？77.为什么时间似乎只朝一个方向流动？78.什么是暗物质？79.我们可以制作出真人大小的隐形斗篷吗？80.是否存在与光子性质或状态相反的粒子？81.玻色-爱因斯坦冷凝体未来会被广泛使用吗？82.人类能制造出与太阳光相似的非相干强激光吗？83.我们最多可以将粒子加速到多快？84.量子多体纠缠比量子场更基本吗？85.量子计算机的最佳硬件是什么？86.我们可以精确模拟宏观和微观世界吗？Information Science信息科学87.计算机处理速度是否有上限？88.AI可以代替医生吗？89.拓扑量子计算可以实现吗？90.DNA可以用作信息存储介质吗？Engineering & Material Science工程与材料科学91.湍流的最终统计不变性是什么？92.我们如何突破当前的能量转换效率极限？93.我们如何在火星上开发制造系统？94.纯无人驾驶汽车的未来是否现实？Neuroscience神经科学95.神经元放电序列的编码准则是什么？96.意识存在于何处？97.能否数字化地存储、操控和移植人类记忆？98.为什么我们需要睡眠？99.什么是成瘾？100.为什么我们会坠入爱河？101.言语如何演变形成，大脑的哪些部分对其进行控制？102.除人类以外的其他动物有多聪明？103.为什么大多数人都是右撇子？104.我们可以治愈神经退行性疾病吗？105.有可能预知未来吗？106.精神障碍能否有效诊断和治疗？Ecology生态学107.我们可以阻止全球气候变化吗？108.我们能把过量的二氧化碳存到何处？109.是什么创造了地球的磁场（为什么它会移动）？110.我们是否能够更准确地预测灾害性事件（海啸、飓风、地震）？111.如果地球上所有的冰融化会怎样？112.我们可以创造一种环保的塑料替代品吗？113.几乎所有材料都可以回收再利用是否可以实现？114.我们会很快看到小麦、玉米、大米和大豆等单一作物的终结吗？Energy Science能源科学115.我们可以生活在一个去化石燃料的世界中吗？116.氢能的未来是怎样的？117.冷聚变有可能实现吗？Artificial Intelligence人工智能118.可注射的抗病纳米机器人会成为现实吗？119.是否有可能创建有感知力的机器人？120.人类智力是否有极限？121.人工智能会取代人类吗？122.群体智能是如何出现的？123.机器人或 AI 可以具有人类创造力吗？124.量子人工智能可以模仿人脑吗？125.我们可以和计算机结合以形成人机混合物种吗？【参考文献】/collections/125-questions-exploration-and-discovery。

21世纪理论化学的挑战与机遇

(3)World Sci Series in 20th Century Chemistry Vol 10 Linus Pauling—Selected Sci Papers, two vol, World Sci. 2019
(4)Rev of Modern Quantum Chem—A Celebration of the Contributions of R.G.Parr, two vol, World Sci, 2019
§化学有没有理论？
有人说：化学没有理论，这也是化学不被认同的理由之一。对于这个问题，唐敖庆先生有很好的回答（引自江福康、封继康根据唐老师于 2019年12月23日在吉林大学理论化学与计算国家重点实验室的二届学术委员会上的发言记录整理稿）。唐先生说19世纪的化学有三大理论成就（1）经典原子分子论，包括建筑在定比、倍比定律基础上的道尔顿原子论，和以碳4价及开库勒等的工作为中心内容的分子结构和原子价理论。（2）周期律（3）化学反应的质量作用定律。
§加强量子化学的基础研究，向化学的世纪难题进军
1。量子化学理论和方法的基础研究。 2。化学的第一根本规律（第一世纪难题）：化学
反应的理论 3。化学的第二根本规律（第二世纪难题）：分子
结构及其和性能的定量关系 4。21世纪化学的第三难题：生命科学中的化学问
题 5。21世纪化学的第四难题：纳米尺度的基本规律
唐敖庆先生是我国理论化学的奠基人，他创建了吉林大学理论化学所和国家重点实验室，多次举办全国性的理论化学讨论班，在全国培养了大批理论化学骨干，为其他化学学科输送了具有坚实理论基础的学术带头人。
我国已举办八次全国量子化学学术会议，多次中日理论化学双边讨论会，参加多次国际量子化学会议。参加这次会议的代表多达300人，在广泛的领域范围内提出许多高水平的学术论文，说明我国理论化学已有很好的基础。

自然辩证法

《劳动在从猿向人转变过程中的作用》
[劳动在从猿向人转变过程中的作用]
论述了劳动创造了人,创造了社会，实现了辩证唯物主义向历史唯物主义的过渡
资料：自然辩证法在中国的发展情况
教材与著作
自然辩证法在中国的传播和发展，是从恩格斯《自然辩证法》一书的翻译与出版开始的。自1928年，陆续出版了其中的一些文章，1932年，由杜畏之译《自然辩证法》全书出版，由德、俄对照版译出，以后陆续从其它版本译出。较有代表性的是 1958年于光远主持的新译本，人民出版社出版，80年代又进行了修订。最近20年，有关自然辩证法的著作大量出版。作为教材，比较有代表性的有原国家教委主编的《自然辩证法概论》，1989年出版，使用了10年以上。2004 年，教育部社科司推出了新版本。
人才培养
1953年，北京大学最先招收自然辩证法专业研究生，2名导师为苏联专家，1956年于光远等6人任导师。于光远呼吁理工类专业开设此课程，后被定位必修课，一般在理工农医经管类研究生专业开设。现在，全国有数十个硕士点，十多个博士点，还有些专业招收此方向研究生。
第二章古代自然观与方法论
思考题：
a
b
图：毕达哥拉斯定理的三种证明方法
苏格拉底：
创立“学园派”，发展了两种具体的演绎方法：佯谬法（悖论）、助产法
苏格拉底苏格拉底之死
苏格拉底（Socraties,BC468-BC399）柏拉图的老师，未留下著述，其言论被柏拉图记叙，终生呆在雅典。后来柏拉图在雅典西北郊一个以英雄阿卡德米(Academy)的名字命名的学园，大门上写：“不懂数学者不得入内”。
阿基米德阿基米德的成就：将实验方法引入数学，运用实验解决了许多数学难题。阿基米德墓碑上的图形

自然科学实验中遇到的常见挑战及解决办法

自然科学实验中遇到的常见挑战及解决办法自然科学实验是科学研究的重要环节，通过实验可以验证科学理论的正确性，并为新的发现提供支持。

然而，在进行自然科学实验时，常常会遇到各种挑战，这些挑战可能来自于实验设计、数据收集、结果分析等方面。

本文将探讨自然科学实验中常见的挑战，并提出相应的解决办法。

一、实验设计的挑战及解决办法实验设计是自然科学实验的基础，一个合理的实验设计可以确保实验的可靠性和有效性。

然而，在实验设计过程中，常常会面临以下挑战：1. 样本选择的问题：在一些实验中，样本选择是至关重要的。

如何选择代表性的样本，使得实验结果具有普适性，是一个挑战。

解决这个问题的办法是根据实验目的和研究对象的特点，制定合理的样本选择策略，尽量避免样本选择的偏差。

2. 实验参数的确定：实验参数的确定对于实验结果的准确性和可重复性至关重要。

在确定实验参数时，需要考虑到实验条件的控制、实验目的的要求等因素。

解决这个问题的办法是通过前期的实验探索和经验总结，确定合适的实验参数，并进行充分的实验验证。

二、数据收集的挑战及解决办法数据收集是实验过程中的重要环节，准确、全面地收集数据可以为后续的数据分析和结果解读提供可靠的依据。

然而，在数据收集过程中，常常会面临以下挑战：1. 数据采集的难度：某些实验需要采集大量的数据，而数据的采集可能会受到时间、成本、技术等因素的限制。

解决这个问题的办法是合理规划数据采集的时间和资源，利用先进的数据采集技术，如传感器、自动化设备等，提高数据采集的效率和准确性。

2. 数据质量的保证：数据质量是数据分析和结果解读的基础，而在数据收集过程中，可能会存在数据误差、数据丢失等问题。

解决这个问题的办法是加强数据收集过程的监控和质量控制，采用多重检验手段确保数据的准确性和完整性。

三、结果分析的挑战及解决办法结果分析是实验研究的重要环节，通过对实验结果的分析，可以得出科学结论，并为进一步的研究提供指导。

然而，在结果分析过程中，常常会面临以下挑战：1. 数据处理的复杂性：在一些实验中，数据的处理可能涉及到复杂的统计方法和模型建立。

科学难题当前世界上有四个最大的科学难题

当前世界上有四个最大的科学难题，全球各专业的科学家都在设法揭开大自然的这些秘密，如能解开这些谜团，那么人类的生活以及对世界的看法将发生根本的变化。

一、人体基因结构
人的基因存储在一个螺旋形的大分子中。

现在科学家希望能准确地知道在哪一种基因中存储哪些信息，因为每种基因由约3万个信息构成，要一个一个地检查，现在才查明约10万种基因中的100种。

日前，科学家们已解出一个志愿者的全部基因密码，如能揭开全部基因的秘密，那么由于基因受损而引起的癌症、糖尿病以及其它迄今已知的4000多种遗传疾病都可以通过修复基因来根治。

二、宇宙中的黑暗物质
根据新的计算，宇宙间存在的物质比现在天文学家看见的要多九倍，宇宙爆炸论才能成立。

然而这些物质在哪里，是什么成分，是否还能发现大量的黑暗物质，完全是个未知数。

三、受控核聚变
用7克氢核燃料能够产生6吨煤的能量，而且氢核燃料是从水中提取的，用之不尽，对人类和环境的危害也只是现在能源的1%。

现在理论问题虽然解决了，实际问题还没解决。

氢核聚变的前提是1亿度高温，如何建造能承受如此高温的熔炉。

四、生命起源
美国科学家米勒仿造出40亿年前地球上的条件，结果在此条件下产生出氨基酸---生命的组成部分。

但是如何演变成生命仍然是个谜，现在计算机科学家编制出人工生物的程序，在计算机世界中观察“生命”起源，他们认为，这是理解生命结构的第一步，未来的目标要模拟出生命的形成。