SCIENCE评出的125个世纪科学难题

Science最新：全世界最前沿的125个科学问题！

Science最新：全世界最前沿的125个科学问题！本文转载自：哲学之路（ID：zhexuezhilu）2021年4月10日下午，上海交通大学携手《科学》杂志发布“新125个科学问题”——《125个科学问题：探索与发现》。

在2020年9月9日，由科学技术发展研究院牵头组织的上海交通大学建校125周年《科学》专刊暨125个科学问题征集启动会在闵行校区举行。

2020年10月30日，上海交通大学与世界顶尖科学家协会战略合作签约仪式暨《全球125个科学问题发布倒计时》新闻发布会在第三届世界顶尖科学家论坛开幕式后举行。

16年前，在《科学》杂志创刊125周年之际，曾发布过125个推动基础科学研究的科学难题。

现在，16年过去了，那么最新的125个科学问题又是哪些呢？这里发给大家收藏、挑战吧！SJTU & Science 125个科学问题Mathematical Sciences数学1. What makes prime numbers so special?1.什么使素数如此特别？2. Will the Navier–Stokes problem ever be solved?2.纳维尔-斯托克斯问题会得到解决吗？3. Is the Riemann hypothesis true?3.黎曼猜想是真的吗？本文由公号哲学之路编辑发布Chemistry化学1. Are there more color pigments to discover?1.还有更多色彩元素可发现吗？2. Will the periodic table ever be complete?2.元素周期表会完整吗？3. How can we measure interface phenomena on the microscopic level?3.如何在微观层面测量界面现象？4. What is the future for energy storage？4.能量存储的未来是怎样的？5. Why does life require chirality?5.为什么生命需要手性？6. How can we better manage the world's plastic waste?6.我们如何更好地管理世界上的塑料废物？7. Will AI redefine the future of chemistry?7.AI会重新定义化学的未来吗？8. How can matter be programmed into living materials?8.物质如何被编码而成为生命材料？9. What drives reproduction in living systems?9.是什么驱动生命系统的复制？Medicine & Health医学与健康1. Can we predict the next pandemic?1.我们可以预测下一次流行病吗？2. Will we ever find a cure for the common cold?2.我们会找到治疗感冒的方法吗？3. Can we design and manufacture medicines customized for individual people?3.我们可以设计和制造出为个人定制的药物吗？4. Can a human tissue or organ be fully regenerated?4.人体组织或器官可以完全再生吗？5. How is immune homeostasis maintained and regulated?5.如何维持和调节免疫稳态？6. Is there a scientific basis to the Meridian System in traditional Chinese medicine?6.中医的经络系统有科学依据吗？7. How will the next generation of vaccines be made?7.下一代疫苗将如何生产？8. Can we ever overcome antibiotic resistance?8.我们能否克服抗生素耐药性？9. What is the etiology of autism?9.自闭症的病因是什么？10. What role does our microbiome play in health and disease?10.我们的微生物组在健康和疾病中扮演什么角色？11. Can xenotransplantation solve the shortage of donor organs?11.异种移植能否解决供体器官的短缺问题？Biology生命科学1. What could help conservation of the oceans?1.什么可以帮助保护海洋？2. Can we stop ourselves from aging?2.我们可以阻止自己衰老吗？3. Why can only some cells become other cells?3.为什么只有一些细胞会变成其他细胞？4. Why are some genomes so big and others very small?4.为什么有些基因组非常大而另一些却很小？5. Will it be possible to cure all cancers?5.有可能治愈所有癌症吗？6. What genes make us uniquely human?6.哪些基因使我们人类与众不同？7. How do migratory animals know where they're going?7.迁徙动物如何知道它们要去哪里？8. How many species are there on Earth?8.地球上有多少物种？9. How do organisms evolve?9.有机体是如何进化的？10. Why did dinosaurs grow to be so big?10.为什么恐龙长得如此之大？11. Did ancient humans interbreed with other human-like ancestors?11.远古人类是否曾与其他类人祖先杂交？12. Why do humans get so attached to dogs and cats?12.人类为什么会对猫狗如此着迷？本文由公号哲学之路编辑发布13. Will the world's population keep growing indefinitely?13.世界人口会无限增长吗？14. Why do we stop growing?14.我们为什么会停止生长？15. Is de-extinction possible?15.能否复活灭绝生物？16. Can humans hibernate?16.人类可以冬眠吗？17. Where do human emotions originate?17.人类的情感源于何处？18. Will humans look physically different in the future?18.未来人类的外貌会有所不同吗？19. Why were there species explosions and mass extinction?19.为什么会发生物种大爆发和大灭绝？20. How might genome editing be used to cure disease?20.基因组编辑将如何用于治疗疾病？21. Can a cell be artificially synthesized?21.可以人工合成细胞吗？22. How are biomolecules organized in cells to function orderly and effectively?22.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1. How many dimensions are there in space?1.空间中有多少个维度？2. What is the shape of the universe?2.宇宙的形状是怎样的？3. Where did the big bang start?3.大爆炸从何处开始？4. Why don't the orbits of planets decay and cause them to crash into each other?4.为什么行星的轨道不衰减并导致它们相互碰撞？5. When will the universe die? Will it continue to expand?5.宇宙何时消亡？它会继续膨胀吗？6. Is it possible to live permanently on another planet?6.我们有可能在另一个星球上长期居住吗？7. Why do black holes exist?7.为什么存在黑洞？8. What is the universe made of?8.宇宙是由什么构成的？9. Are we alone in the universe?9.我们是宇宙中唯一的生命体吗？10. What is the origin of cosmic rays?10.宇宙射线的起源是什么？本文由公号哲学之路编辑发布11. What is the origin of mass?11.物质的起源是什么？12. What is the smallest scale of space-time?12.时空的最小尺度是是多少？13. Is water necessary for all life in the universe, or just on Earth?13.水是宇宙中所有生命所必需的么，还是仅对地球生命？14. What is preventing humans from carrying out deep-space exploration?14.是什么阻止了人类进行深空探测？15. Is Einstein's general theory of relativity correct?15.爱因斯坦的广义相对论是正确的吗？16. How are pulsars formed?16.脉冲星是如何形成的？17. Is our Milky Way Galaxy special?17.我们的银河系特别吗？18. What is the volume, composition, and significance of the deep biosphere?18.深层生物圈的规模、组成和意义是什么？19. Will humans one day have to leave the planet (or die trying)?19.人类有一天会不得不离开地球吗（还是会在尝试中死去）？20. Where do the heavy elements in the universe come from?20.宇宙中的重元素来自何处？21. Is it possible to understand the structure of compact stars and matter?21.有可能了解致密恒星和物质的结构吗？22. What is the origin of the high-energy cosmic neutrinos?22.高能宇宙中微子的起源是什么？23. What is gravity?23.什么是重力？Physics物理学1. Is there a diffraction limit?1.有衍射极限吗？2. What is the microscopic mechanism for high-temperature superconductivity?2.高温超导的微观机理是什么？3. What are the limits of heat transfer in matter?3.物质传热的极限是什么？4. What are the fundamental principles of collective motion?4.集体运动的基本原理是什么？5. What are the smallest building blocks of matter?5.什么是物质的最小组成部分？6. Will we ever travel at the speed of light?6.我们会以光速行驶吗？t important?7.什么是量子不确定性，为什么它很重要？8. Will there ever be a ' theory='' of='' tab='innerlink' data-linktype='2' wah-hotarea='click'>7. What is quantum uncertainty and why is it important?t important?7.什么是量子不确定性，为什么它很重要？8. Will there ever be a ' theory='' of='' tab='innerlink' data-linktype='2' wah-hotarea='click'>7.什么是量子不确定性，为什么它很重要？t important?7.什么是量子不确定性，为什么它很重要？8. Will there ever be a ' theory='' of='' tab='innerlink' data-linktype='2' wah-hotarea='click'>8. Will there ever be a 'theory of everything'?t important?7.什么是量子不确定性，为什么它很重要？8. Will there ever be a ' theory='' of='' tab='innerlink' data-linktype='2' wah-hotarea='click'>8.会有“万有理论”吗？9. Why does time seem to flow in only one direction?9.为什么时间似乎只朝一个方向流动？10. What is dark matter?10.什么是暗物质？11. Can we make a real, human-size invisibility cloak?11.我们可以制作出真人大小的隐形斗篷吗？本文由公号哲学之路编辑发布12. Are there any particles that behave oppositely to the properties or states of photons?12.是否存在与光子性质或状态相反的粒子？13. Will the Bose-Einstein condensate be widely used in the future?13.玻色-爱因斯坦冷凝体未来会被广泛使用吗？14. Can humans make intense lasers with incoherence comparable to sunlight?14.人类能制造出与太阳光相似的非相干强激光吗？15. What is the maximum speed to which we can acceleratea particle?15.我们最多可以将粒子加速到多快？16. Is quantum many-body entanglement more fundamental than quantum fields?16.量子多体纠缠比量子场更基本吗？17. What is the optimum hardware for quantum computers?17.量子计算机的最佳硬件是什么？18. Can we accurately simulate the macro- and microworld?18.我们可以精确模拟宏观和微观世界吗？本文由公号哲学之路编辑发布Information Science信息科学1. Is there an upper limit to computer processing speed?1.计算机处理速度是否有上限？2. Can AI replace a doctor?2.AI可以代替医生吗？3. Can topological quantum computing be realized?3.拓扑量子计算可以实现吗？4. Can DNA act as an information storage medium?4.DNA可以用作信息存储介质吗？Engineering & Material Science工程与材料科学1. What is the ultimate statistical invariances of turbulence?1.湍流的最终统计不变性是什么？2. How can we break the current limit of energy conversion efficiencies?2.我们如何突破当前的能量转换效率极限？3. How can we develop manufacturing systems on Mars?3.我们如何在火星上开发制造系统？4. Is a future of only self-driving cars realistic?4.纯无人驾驶汽车的未来是否现实？Neuroscience神经科学1. What are the coding principles embedded in neuronal spike trains?1.神经元放电序列的编码准则是什么？2. Where does consciousness lie?2.意识存在于何处？3. Can human memory be stored, manipulated, and transplanted digitally?3.能否数字化地存储、操控和移植人类记忆？4. Why do we need sleep?4.为什么我们需要睡眠？5. What is addiction and how does it work?5.什么是成瘾？6. Why do we fall in love?6.为什么我们会坠入爱河？7. How did speech evolve and what parts of the brain control it?7.言语如何演变形成，大脑的哪些部分对其进行控制？8. How smart are nonhuman animals?8.除人类以外的其他动物有多聪明？9. Why are most people right-handed?9.为什么大多数人都是右撇子？10. Can we cure neurodegenerative diseases?10.我们可以治愈神经退行性疾病吗？11. Is it possible to predict the future?11.有可能预知未来吗？12. Can we more effectively diagnose and treat complex mental disorders?12.精神障碍能否有效诊断和治疗？Ecology生态学1. Can we stop global climate change?1.我们可以阻止全球气候变化吗？2. Where do we put all the excess carbon dioxide?2.我们能把过量的二氧化碳存到何处？3. What creates the Earth's magnetic field (and why does it move)?3.是什么创造了地球的磁场（为什么它会移动）？4. Will we be able to predict catastrophic weather events (tsunami, hurricanes, earthquakes) more accurately?4.我们是否能够更准确地预测灾害性事件（海啸、飓风、地震）？5. What happens if all the ice on the planet melts?5.如果地球上所有的冰融化会怎样？6. Can we create an environmentally friendly replacement for plastics?6.我们可以创造一种环保的塑料替代品吗？本文由公号哲学之路编辑发布7. Can we achieve a situation where essentially every material can be recycled and reused?7.几乎所有材料都可以回收再利用是否可以实现？8. Will we soon see the end of monocultures like wheat, maize, rice, and soy?8.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1. Could we live in a fossil-fuel-free world?1.我们可以生活在一个去化石燃料的世界中吗？2. What is the future of hydrogen energy?2.氢能的未来是怎样的？3. Will cold fusion ever be possible?3.冷聚变有可能实现吗？Artificial Intelligence人工智能1. Will injectable, disease-fighting nanobots ever be a reality?1.可注射的抗病纳米机器人会成为现实吗？2. Will it be possible to create sentient robots?2.是否有可能创建有感知力的机器人？3. Is there a limit to human intelligence?3.人类智力是否有极限？4. Will artificial intelligence replace humans?4.人工智能会取代人类吗？5. How does group intelligence emerge?5.群体智能是如何出现的？6. Can robots or AIs have human creativity?6.机器人或 AI 可以具有人类创造力吗？7. Can quantum artificial intelligence imitate the human brain?7.量子人工智能可以模仿人脑吗？8. Could we integrate with computers to form a human-machine hybrid species?8.我们可以和计算机结合以形成人机混合物种吗？。

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？。

Science公布：全世界最前沿的125个科学问题

Science公布：全世界最前沿的125个科学问题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? (注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)。

SCIENCE 公布125个最具挑战性科学问题

SCIENCE 公布125个最具挑战性科学问题庆祝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，发表在7月1日出版的专辑上。

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?(注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)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%。

125个科学前沿问题

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，发表在7月1日出版的专辑上。

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?(注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)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%。

SCIENCE评出的125个世纪科学难题

1宇宙由什么构成?疯了，这个问题。

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?只要解决第一个问题。

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?。

科学界的125个大问题

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，发表在7月1日出版的专辑上。

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？。

science杂志公布的125个重大科学问题

science杂志公布的125个重大科学问题1. 宇宙中的暗物质和暗能量：科学家们已经确定我们所见到的物质只构成了宇宙总质量的约5%，然而，剩下的95%的暗物质和暗能量依然是一个未解之谜。

这些隐藏的物质和能量对宇宙的结构和演化有着重要影响，因此了解暗物质和暗能量的本质是当前天体物理学研究的重要课题。

2. 人类起源和进化：人类起源和进化是另一个重大科学问题。

科学家们一直在寻找人类遗传和生物学特征的起源，同时也在探索人类智力、决策能力和文化传承的进化过程。

深入了解人类起源和进化可以帮助我们更好地理解人类疾病的发生机制，以及未来人类的进化方向。

3. 癌症的防治：癌症是目前全球公共卫生的重大挑战之一。

科学家们正在努力寻找癌症的早期诊断方法以及更有效的治疗策略。

癌细胞的演化和扩散机制也是研究的焦点，希望从根本上解决癌症这一难题。

4. 全球气候变化：全球气候变化对人类和地球生态系统产生了巨大的影响。

科学家们正在努力研究气候变化的机制和趋势，并寻找减缓和适应气候变化的方法。

了解气候变化对地球的各个方面的影响，包括冰川融化、海平面上升以及极端天气事件的增加，对于制定应对气候变化的解决方案至关重要。

5. 生命起源和外生命存在：生命起源和外生命存在是一个极富争议的科学问题。

科学家们正在努力寻找生命起源的机制，以及在地球上和其他行星上是否存在外生命体的证据。

了解生命的起源和外生命的存在将重新定义我们对宇宙的理解和人类的地位。

6. 能源替代和可持续发展：寻找可替代化石燃料的能源，以实现可持续发展，是当前全球面临的重要挑战之一。

科学家们正在研究太阳能、风能、生物能和核能等各种可再生能源，并探索高效能源转换和储存技术，以满足未来对能源的可持续需求。

7. 大脑和意识的本质：大脑和意识的本质是神经科学和哲学界关注的热门话题。

科学家们正在通过研究神经元之间的连接机制和脑电活动，探索大脑运作的奥秘，并试图理解意识的起源和本质。

这一领域的研究有望为认知障碍和神经退行性疾病的治疗提供新的思路。

SCIENCE公布125个重大科学问题

SCIENCE公布125个重大科学问题(2010-08-24 12:03:39)2005年，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，发表在7月1日出版的专辑上。

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。

SCI公布的125个重大科学问题

SCIENCE最新公布125个重大科学问题在庆祝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，发表在7月1日出版的专辑上。

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?(注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)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%。

SCIENCE公布125个科学前沿问题

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，发表在7月1日出版的专辑上。

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?(注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)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%。

全世界最难的125个问题，看完前10个瞬间感觉自己很渺小！

全世界最难的125个问题，看完前10个瞬间感觉自己很渺小！最近，世界知名的科学期刊《Science》杂志，公布了全球125个最具挑战性的科学问题。

或许我们并不研究科学，但是，这些问题却引人深思，值得每一个人类去刨根问底。

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?。

science公布的全球最前沿的125个科学问题

science公布的全球最前沿的125个科学问题Science公布的全球最前沿的125个科学问题一、数学1. What makes prime numbers so special?什么使素数如此特别？2. Will the Navier–Stokes problem ever be solved?纳维尔-斯托克斯问题会得到解决吗？3. Is the Riemann hypothesis true?黎曼猜想是真的吗？二、化学1. Are there more color pigments to discover?还有更多色彩元素可发现吗？2. Will the periodic table ever be complete?元素周期表会完整吗？3. How can we measure interface phenomena on the microscopic level? 如何在微观层面测量界面现象？4. What is the future for energy storage？能量存储的未来是怎样的？5. Why does life require chirality?为什么生命需要手性？6. How can we better manage the world's plastic waste?我们如何更好地管理世界上的塑料废物？7. Will AI redefine the future of chemistry?AI会重新定义化学的未来吗？8. How can matter be programmed into living materials?物质如何被编码而成为生命材料？9. What drives reproduction in living systems?是什么驱动生命系统的复制？三、医学与健康1. Can we predict the next pandemic?我们可以预测下一次流行病吗？2. Will we ever find a cure for the common cold?我们会找到治疗感冒的方法吗？3. Can we design and manufacture medicines customized for individual people? 我们可以设计和制造出为个人定制的药物吗？4. Can a human tissue or organ be fully regenerated?人体组织或器官可以完全再生吗？5. How is immune homeostasis maintained and regulated?如何维持和调节免疫稳态？6.Is there a scientific basis to the Meridian System in traditional Chinese medicine?中医的经络系统有科学依据吗？7. How will the next generation of vaccines be made?下一代疫苗将如何生产？8. Can we ever overcome antibiotic resistance?我们能否克服抗生素耐药性？9. What is the etiology of autism?自闭症的病因是什么？10. What role does our microbiome play in health and disease?我们的微生物组在健康和疾病中扮演什么角色？11. Can xenotransplantation solve the shortage of donor organs?异种移植能否解决供体器官的短缺问题？四、生命科学1. What could help conservation of the oceans?什么可以帮助保护海洋？2. Can we stop ourselves from aging?我们可以阻止自己衰老吗？3. Why can only some cells become other cells?为什么只有一些细胞会变成其他细胞？4. Why are some genomes so big and others very small?为什么有些基因组非常大而另一些却很小？5. Will it be possible to cure all cancers?有可能治愈所有癌症吗？6. What genes make us uniquely human?哪些基因使我们人类与众不同？7. How do migratory animals know where they're going?迁徙动物如何知道它们要去哪里？8. How many species are there on Earth?地球上有多少物种？9. How do organisms evolve?有机体是如何进化的？10. Why did dinosaurs grow to be so big?为什么恐龙长得如此之大？11. Did ancient humans interbreed with other human-like ancestors? 远古人类是否曾与其他类人祖先杂交？12. Why do humans get so attached to dogs and cats?人类为什么会对猫狗如此着迷？13. Will the world's population keep growing indefinitely?世界人口会无限增长吗？14. Why do we stop growing?我们为什么会停止生长？15. Is de-extinction possible?能否复活灭绝生物？16. Can humans hibernate?人类可以冬眠吗？17. Where do human emotions originate?人类的情感源于何处？18. Will humans look physically different in the future?未来人类的外貌会有所不同吗？19. Why were there species explosions and mass extinction?为什么会发生物种大爆发和大灭绝？20. How might genome editing be used to cure disease?基因组编辑将如何用于治疗疾病？21. Can a cell be artificially synthesized?可以人工合成细胞吗？22. How are biomolecules organized in cells to function orderly and effectively? 细胞内的生物分子是如何组织从而有序有效发挥作用的？五、天文学1. How many dimensions are there in space?空间中有多少个维度？2. What is the shape of the universe?宇宙的形状是怎样的？3. Where did the big bang start?大爆炸从何处开始？4. Why don't the orbits of planets decay and cause them to crash into each other? 为什么行星的轨道不衰减并导致它们相互碰撞？5. When will the universe die? Will it continue to expand?宇宙何时消亡？它会继续膨胀吗？6. Is it possible to live permanently on another planet?我们有可能在另一个星球上长期居住吗？7. Why do black holes exist?为什么存在黑洞？8. What is the universe made of?宇宙是由什么构成的？9. Are we alone in the universe?我们是宇宙中唯一的生命体吗？10. What is the origin of cosmic rays?宇宙射线的起源是什么？11.What is the origin of mass?物质的起源是什么？12. What is the smallest scale of space-time?时空的最小尺度是是多少？13. Is water necessary for all life in the universe, or just on Earth?水是宇宙中所有生命所必需的么，还是仅对地球生命？14. What is preventing humans from carrying out deep-space exploration? 是什么阻止了人类进行深空探测？15. Is Einstein's general theory of relativity correct?爱因斯坦的广义相对论是正确的吗？16. How are pulsars formed?脉冲星是如何形成的？17. Is our Milky Way Galaxy special?我们的银河系特别吗？18. What is the volume, composition, and significance of the deep biosphere? 深层生物圈的规模、组成和意义是什么？19. Will humans one day have to leave the planet (or die trying)?人类有一天会不得不离开地球吗（还是会在尝试中死去）？20. Where do the heavy elements in the universe come from?宇宙中的重元素来自何处？21. Is it possible to understand the structure of compact stars and matter? 有可能了解致密恒星和物质的结构吗？22. What is the origin of the high-energy cosmic neutrinos?高能宇宙中微子的起源是什么？23. What is gravity?什么是重力？六、物理学1. Is there a diffraction limit?有衍射极限吗？2. What is the microscopic mechanism for high-temperature superconductivity?高温超导的微观机理是什么？3. What are the limits of heat transfer in matter?物质传热的极限是什么？4. What are the fundamental principles of collective motion?集体运动的基本原理是什么？5. What are the smallest building blocks of matter?什么是物质的最小组成部分？6. Will we ever travel at the speed of light?我们会以光速行驶吗？7. What is quantum uncertainty and why is it important?什么是量子不确定性，为什么它很重要？8. Will there ever be a "theory of everything"?会有“万有理论”吗？9. Why does time seem to flow in only one direction?为什么时间似乎只朝一个方向流动？10. What is dark matter?什么是暗物质？11. Can we make a real, human-size invisibility cloak?我们可以制作出真人大小的隐形斗篷吗？12.Are there any particles that behave oppositely to the properties or states of photons?是否存在与光子性质或状态相反的粒子？13. Will the Bose-Einstein condensate be widely used in the future?玻色-爱因斯坦冷凝体未来会被广泛使用吗？14. Can humans make intense lasers with incoherence comparable to sunlight? 人类能制造出与太阳光相似的非相干强激光吗？15. What is the maximum speed to which we can accelerate a particle?我们最多可以将粒子加速到多快？16.Is quantum many-body entanglement more fundamental than quantum fields?量子多体纠缠比量子场更基本吗？17. What is the optimum hardware for quantum computers?量子计算机的最佳硬件是什么？18. Can we accurately simulate the macro- and microworld?我们可以精确模拟宏观和微观世界吗？七、信息科学1. Is there an upper limit to computer processing speed?计算机处理速度是否有上限？2. Can AI replace a doctor?AI可以代替医生吗？3. Can topological quantum computing be realized?拓扑量子计算可以实现吗？4. Can DNA act as an information storage medium?DNA可以用作信息存储介质吗？八、工程与材料科学1. What is the ultimate statistical invariances of turbulence?湍流的最终统计不变性是什么？2. How can we break the current limit of energy conversion efficiencies?我们如何突破当前的能量转换效率极限？3. How can we develop manufacturing systems on Mars?我们如何在火星上开发制造系统？4. Is a future of only self-driving cars realistic?纯无人驾驶汽车的未来是否现实？九、神经科学1. What are the coding principles embedded in neuronal spike trains?神经元放电序列的编码准则是什么？2. Where does consciousness lie?意识存在于何处？3.Can human memory be stored, manipulated, and transplanted digitally?能否数字化地存储、操控和移植人类记忆？4. Why do we need sleep?为什么我们需要睡眠？5. What is addiction and how does it work?什么是成瘾？6. Why do we fall in love?为什么我们会坠入爱河？7. How did speech evolve and what parts of the brain control it?言语如何演变形成，大脑的哪些部分对其进行控制？8. How smart are nonhuman animals?除人类以外的其他动物有多聪明？9. Why are most people right-handed?为什么大多数人都是右撇子？10. Can we cure neurodegenerative diseases?我们可以治愈神经退行性疾病吗？11. Is it possible to predict the future?有可能预知未来吗？12. Can we more effectively diagnose and treat complex mental disorders?精神障碍能否有效诊断和治疗？十、生态学1. Can we stop global climate change?我们可以阻止全球气候变化吗？2. Where do we put all the excess carbon dioxide?我们能把过量的二氧化碳存到何处？3. What creates the Earth's magnetic field (and why does it move)?是什么创造了地球的磁场（为什么它会移动）？4.Will we be able to predict catastrophic weather events (tsunami, hurricanes, earthquakes) more accurately?我们是否能够更准确地预测灾害性事件（海啸、飓风、地震）？5. What happens if all the ice on the planet melts?如果地球上所有的冰融化会怎样？6. Can we create an environmentally friendly replacement for plastics?我们可以创造一种环保的塑料替代品吗？7. Can we achieve a situation where essentially every material can be recycled and reused?几乎所有材料都可以回收再利用是否可以实现？8. Will we soon see the end of monocultures like wheat, maize, rice, and soy?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？十一、能源科学1. Could we live in a fossil-fuel-free world?我们可以生活在一个去化石燃料的世界中吗？2. What is the future of hydrogen energy?氢能的未来是怎样的？3. Will cold fusion ever be possible?冷聚变有可能实现吗？十二、人工智能1. Will injectable, disease-fighting nanobots ever be a reality?可注射的抗病纳米机器人会成为现实吗？2. Will it be possible to create sentient robots?是否有可能创建有感知力的机器人？3. Is there a limit to human intelligence?人类智力是否有极限？4. Will artificial intelligence replace humans?人工智能会取代人类吗？5. How does group intelligence emerge?群体智能是如何出现的？6. Can robots or AIs have human creativity?机器人或AI 可以具有人类创造力吗？7.Can quantum artificial intelligence imitate the human brain?量子人工智能可以模仿人脑吗？8. Could we integrate with computers to form a human-machine hybrid species? 我们可以和计算机结合以形成人机混合物种吗？。

SCIENCE公布125个重大科学问题

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，发表在7月1日出版的专辑上。

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?(注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)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%。

125个重要科学问题2005-Science

Science杂志提出的125个重要科学问题1. 宇宙是由什么构成？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？（进化论的发展）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HTV疫苗？（一定可以获得诺贝尔奖）23. 温室效应会使地球温度达到多高？（全球变化的内容）24. 什么时间用什么能源可以替代石油？（能源危机的内容）25. 地球到底能负担多少人口？（人口论与资源环境的内容）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？（气候变化的内容）54. 使地球磁场逆转的原因是什么？（古地理内容和地球内部探测的内容）55. 是否存在有助于预报的地震先兆？（地球内部深度探测计划的发展）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RNA测序的成本降低多少？69. 器官核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、鳍核面孔如何发育进化？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. 又多少个性源于遗传？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. 地球上又多少物种？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. 政治与经济自有密切相关吗？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Yang-Mills理论上？。

2010年-SCIENCE公布125个科学前沿问题

2010年-SCIENCE公布125个科学前沿问题在庆祝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，发表在7月1日出版的专辑上。

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?(注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)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%。

《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。

SCIENCE公布的125个科学前沿问题

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知识回顾 Knowledge Review
16 14Байду номын сангаас
放映结束感谢各位的批评指导！
谢谢！
让我们共同进步
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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?
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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?
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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?
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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，发表在7月 1日出版的专辑上。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)：

125个科学前沿问题

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，发表在7月1日出版的专辑上。

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?(注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题)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%。