在庆祝Science创刊125周年之际，Science公布了125个最具挑战性的科学问题。了解前沿科学研究方向，对你或子女的成长或许有所帮助。
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%
。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。
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。
其中，前25个被认为是最重要的问题。
这125个问题如下：
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?
