科学十大难题

宇宙是由什么构成的？

近十年来，科学家已经发现构成恒星、行星甚至人体的基本物质只占整个宇宙中所有物质的百分之五。其它的则属于科学家们刚刚才了解到的暗物质和暗能量。

那么暗物质是由什么构成的，它存在于何处？而什么又是暗能量？研究者希望能找到答案。

意识的生物基础是什么？

早在17世纪，法国哲学家兼数学家勒奈·笛卡尔就指出思想和身体是完全分离的。之后，其他哲学家对意识自然属性看发就一直存在争论。

今天的科学家则指出意识是来自大脑内部的神经细胞组织极其特性。并以此观点来对笛卡尔观点提出挑战。而分解这些特性和过程的实验性工作目前才刚刚开始。

格雷格·米勒在《科学》杂志的这期特刊上写道：“即便如果实验的结果不能为意识是如何从神经细胞的一片混乱中产生提供更深入的认识，它也能为此问题的下一轮提供参考。”

人类的寿命到底能延长到多长？

如前，在对酵母、蠕虫以及老鼠进行寿命延长实验使一些科学家相信人类很快就能够很容易地超越目前100多岁的寿命记录。而另一些科学家则认为人类寿命有可能更为有限。珍妮弗·寇瑞恩在《科学》上所发表的一篇相关文章中指出，无论延长还是有限，人类寿命能够得到延长的可能性“可能会带来深远的社会效应”。

地球内部是如何活动的？

革命性的大陆板块漂移学说——即认为地壳是有不同的板块构成的，板块的相互作用形成了目前的地表形态——所涉及的深度并不够深。里查德·A·克尔写道：“剩下的还有6300公里厚的岩石以及构造板快下面的铁元素，它们的搅动推动着我们这颗行星的热能发动机内部的工作。”

随科学家不断采用更先进的设备对地球内部进行探索，研究者已经发现地球地壳下面的这台发动机是如此吸引人且复杂。先进的地震成像技术、对矿物质的研究以及用电脑模拟的方法将有可能为研究地球内部轰鸣声提供线索。

我们在宇宙中是孤独的吗？

对于这个问题，从数学几率上得到的答案是否定的：在我们居住的银河系有数千亿颗横行，在宇宙中有数百亿个星云。科学家已经在距离地球较近的地方发现了150颗绕附近恒星旋转的行星。

简尔言之，科学家认为宇宙存在适合智能生命进化的地方可能性非常大。里查德·A·克尔写道：“问题的真正所在是我们什么时候才能拥有到达这样的星球并与那里的智能生物接触的技术？”

地球上的生命是在何地、以何种方式产生的？

近期的实验表明地球上最早的生命形式有可能是在RNA（核糖核酸）基础上产生的——而非现在所有自由生活的有机体所必须的DNA（脱氧核糖核酸）和蛋白质。（RNA类似于DNA，但RNA是单链

分子，而DNA是螺旋状双链分子，里面携带有遗传信息密码）

就在一部分科学家致力于分析这种原始模式的时候，其他科学家则将重点放在了研究在地球上无生命化学物质是如何转变成RNA的。而还有一部分科学家则在为这些最根本的构件部分是在什么地方结合到一起的而争论。到底是在深海“热烟囱”区域，还是被冰河覆盖的海洋中？甚至有可能是在

40亿年前掉到地球上来的火山微生物？

制造有效的HIV疫苗是否可行？

20年前，研究者已经找出造成后天性免疫缺失综合症（AIDS爱滋病）的是人类免疫缺陷病毒（HIV）。从那以后，为研究出能够抵抗这种致命感染的有效疫苗而得到的基金超过了里上其他任何疫苗的研究。

然而到目前为止，尽管采用了更为先进的策略，研究工作仍在继续。怀疑论者认为永远也无法找到这样的疫苗。乔恩·科恩写道，无论成功与否，“由爱滋病疫苗研究者对未知的免疫图形进行扫描并绘制的图谱却是无价的”。

温室效应下的世界到底会有多热？

科学家知道世界正在变热而人类在这一全球气候变化中起了绝大部分作用。面对温室气体二氧化碳的排放量在本世纪内将成双倍增长的可能性，研究者对地球到底会变多热的预测把握不大。

模型研究显示地球将升温至少2.7华氏度（1.5摄氏度）而也有可能升温多达19.8华氏度（11

摄氏度）。要更准确地预测温度上升的程度需要对气候系统有更好的理解以及建立更灵敏的模型研究。

什么能源可以取而代之成为廉价油？这要等到什么时候？

油价和对能源的需求正在上涨。石油供应正在萎缩，两极冰盖正在融化。人类从石油转向使用新能源的时候已经到了。替代能源是可以采用的，但却缺乏大量化产生，同时如果取代石油还将带来更多的成本消耗。纳米技术的先进或许能给出答案。但这是否能够很快达到足量供应呢？

马尔萨斯人口论还是不对吗？

1789年，英国经济学家托马斯·马尔萨斯指出人口增长总是会遇到阻碍，人口数量会由于战争、饥荒、疾病以及其他破坏因素而保持在一定数量。而2个世纪之后，全球人口数量已经增长了6倍，有60亿人——其间，没有马尔萨斯所预测的大规模破坏因素。人口统计学家预测全球人口到2100年将增加到100亿。灾难是否仍能避免？