SCIENCE公布125个科学前沿问题 2010
science 125个科学问题
science 125个科学问题科学问题一：什么是黑洞？黑洞是宇宙中一种非常特殊的天体，它拥有极强的引力，连光都无法逃离其吸引力范围。
黑洞具有无穷大的密度和无限小的体积，它可以吞噬周围的物质，将其压缩成极为奇特的状态。
科学问题二：为什么黑洞看起来是黑色的？黑洞之所以被称为黑洞，是因为它吸收了光线，不会反射或发射出任何可见光。
由于黑洞的引力非常强大，光线进入黑洞后会被彻底吸收，因此从外部观察，黑洞看起来是完全黑色的。
科学问题三：黑洞是如何形成的？黑洞的形成通常是由恒星坍缩而成。
当一个恒星燃尽了全部的核燃料，核聚变停止，恒星内部的压力无法抵抗引力，恒星开始坍缩。
如果恒星质量足够大，坍缩将会形成黑洞。
科学问题四：什么是量子力学？量子力学是描述微观粒子行为的物理学理论。
它与经典力学不同，经典力学是描述宏观物体的运动规律，而量子力学则适用于微观粒子，如原子、分子和粒子等。
量子力学的研究主要涉及到波粒二象性、不确定性原理等概念。
科学问题五：为什么量子力学如此奇特？量子力学的奇特之处在于其不确定性原理和波粒二象性。
不确定性原理指出，在某些情况下，无法同时准确测量粒子的位置和动量，只能得到它们的概率分布。
波粒二象性则表示微观粒子既可以表现出波动性质，又可以表现出粒子性质。
科学问题六：为什么地球会产生磁场？地球产生磁场是由于其外核中的熔融金属流动所导致的。
地球的外核主要由铁和镍组成，当这些金属在地球内部运动时，会产生电流，形成一个类似螺线管的结构，从而产生磁场。
科学问题七：为什么月亮有月相变化？月亮的月相变化是由于月球绕地球运动的结果。
由于月球的位置不同，太阳照射到月球的角度也不同，因此我们在地球上看到的月亮形状也不同。
这就是月相的变化。
科学问题八：什么是相对论？相对论是由爱因斯坦提出的物理学理论，它描述了物体在高速运动或强引力场中的行为。
相对论包括狭义相对论和广义相对论两个部分，狭义相对论主要描述了高速运动的物体的行为，广义相对论则适用于强引力场下的物体。
science发布的最前沿的125个科学问题
science发布的最前沿的125个科学问题科学是人类探索自然世界的一门知识体系，旨在解答人们对宇宙、生命、物质和能量的基本疑问。
而作为科学的基础，科学问题就是科学家们在研究中提出的未解之谜，是推动科学进步的关键。
在这篇文章中，我将介绍科学发布的最前沿的125个科学问题。
下面是其中一部分世界上最有潜力的科学问题：1.宇宙的起源是什么？是一次大爆炸还是其他什么事件？2.宇宙中的黑暗物质是什么？它的存在对宇宙演化有什么影响？3.宇宙中的黑暗能量是什么？它是如何驱使宇宙膨胀的？4.引力波的存在意味着什么？它们能否揭示宇宙的基本规律？5.宇宙中是否存在其他智慧生命体？我们如何与它们进行沟通？6.生命是如何起源的？是地球上的化学反应还是其他更加奇特的过程？7.地球上的生命是如何适应极端环境的？各种极端环境有何共同之处？8.生物进化的驱动力是什么？是环境变化还是内部基因的突变？9.人类的意识和思维是如何产生的？我们是否能够复制或创造人工意识？10.量子力学的本质是什么？量子纠缠是否实际存在？11.时光旅行是否可能？如果可能，我们是否能够找到实现时光旅行的方法？12.如何实现类似于电影《盗梦空间》中的梦境控制和潜意识读取？13.新型材料的研究能否实现无限的储能和高效的传输？14.化学反应的速率和机理是如何控制的？如何提高化学反应的效率？15.如何解决空气和水污染问题？如何减少对地球气候的影响？这些问题包涵了不同领域的科学研究，从宇宙、生命到物质和能量，全面展示了科学研究的广度和深度。
这些问题不仅仅是科学家的兴趣所在，也直接关系到人类未来的发展。
科学问题的提出不仅仅是为了获取答案，更重要的是推动科学的发展。
在追寻这些问题的过程中，科学家们会进行大量的理论探索和实验研究，这些探索和研究不仅会带来新的发现，也会为技术创新和社会进步提供基础。
然而，我们必须认识到科学问题的解答并非一蹴而就，有些问题可能需要几十年甚至数百年的时间来解决。
125个科学前沿问题
125个科学前沿问题2010年7月1日SCIENCE 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”(“jun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%。
Science2010十大科技突破
Science:2010十大科技突破在今年之前，所有的人造物体的移动都遵循经典力学的法则。
然而，在今年3月，一组研究人员设计了一种精巧的装置，其运动方式只能够用量子力学来描述（量子力学是一组支配如分子、原子及亚原子颗粒等细小物体运行的法则）。
为了表彰他们的实验在概念上的拓展、其独创性以及它的众多的潜在用途，《科学》杂志称这一发现是2010年最重大的科学进展。
加州大学圣巴巴拉分校的物理学家Andrew Cleland 与John Martinis设计了这一机械：一个人们可用肉眼看到的极其细小的金属半导体桨状物，并巧妙地使它按照量子规范舞蹈。
首先，研究人员将该浆状物冷却至其“基态”（即量子力学所允许的最低能态，这是物理学家长期以来所追求的目标）。
他们接着将该装置的能量提高一个量子以产生一种纯粹的量子力学的运动状态。
他们甚至设法将该装置同时进入到两种能态，因此该装置在同一时间会有微小的振动及很大的振动，这种奇怪的现象在量子力学的奇怪法则中是允许出现的。
《科学》杂志及其发行机构，即非赢利性的科学协会美国科学促进会（AAAS）承认，这一首创的量子机械是2010年的年度突破。
它们还将过去的这一年中的另外9个重要的科学成就汇编成今年的10大科学成就，该榜单出现在《科学》杂志2010年12月17日刊的一个新闻专版中。
《科学》杂志的一名新闻作者Adrian Cho说：“今年的年度突破所代表的是科学家们第一次在一种人造物体的运动中示范了量子效应。
这在概念的层次上来说非常酷，因为它将量子力学扩展到了一个全新的领域之中。
在实用的层面上，它开启了多种的可能性：从将光量子调控与电流和运动相融合的新实验直到也许某一天人们可以测试量子力学的界限以及我们的现实感。
”量子机械证明，量子力学原理适用于大到肉眼可见的物体的运动以及原子和亚原子颗粒的运动。
它为人们朝着在量子水平获取对一种物体的振动的完全控制的方向迈出了关键性的第一步。
这种对某种人造装置的运动控制将允许科学家们操控那些极小的运动，这很像他们现在对电流和光粒子的控制。
science 的125个问题原文
《科学》的125个问题科学一直以来都是人们探索和理解世界的重要工具，它涉及到我们生活中的方方面面。
在这篇文章中，我们将探讨科学领域中的125个问题，希望能够为您带来启发和思考。
1. 什么是科学？2. 科学是如何发展起来的？3. 科学的基本特征是什么？4. 什么是科学方法？5. 科学方法的步骤有哪些？6. 科学的研究对象有哪些？7. 科学是如何进行观察和实验的？8. 科学理论和科学事实的区别是什么？9. 为什么科学家要进行实验？10. 科学家在实验中如何控制变量？11. 为什么科学实验需要重复多次？12. 科学研究的目的是什么？13. 科学研究的意义在于什么？14. 什么是自然科学？15. 自然科学包括哪些学科？16. 什么是社会科学？17. 社会科学包括哪些学科？18. 什么是应用科学？19. 应用科学与基础科学有何区别？20. 科学的发展对人类社会的影响是什么？21. 科学技术是如何推动社会进步的？22. 为什么科学普及对社会至关重要？23. 科学教育的意义在于什么？24. 科学素养是什么？25. 为什么每个人都应该具备科学素养？26. 科学素养对个人和社会的影响是什么？27. 什么是科学道德？28. 科学道德的重要性是什么？29. 科学研究中的诚信和公正有何意义？30. 科学错误是如何纠正和修正的？31. 科学研究的权威性和可靠性如何保障？32. 科学研究的伦理问题是什么？33. 什么是伪科学？34. 如何识别伪科学？35. 伪科学的危害是什么？36. 为什么要避免伪科学？37. 什么是科学世界观？38. 科学世界观对认识世界的影响是什么？39. 什么是科学价值观？40. 科学价值观对人类社会的影响是什么？41. 什么是科学技术伦理？42. 科学技术伦理的重要性是什么？43. 科学研究中的社会责任是什么？44. 科学研究中的公共利益是什么？45. 科学研究中的隐私保护是什么？46. 科学研究中的安全风险是什么？47. 什么是科学革命？48. 科学革命对现代科学的影响是什么？49. 什么是科学精神？50. 科学精神对科学研究的意义是什么？51. 什么是科学探索的动力？52. 科学探索的动力对科学发展的影响是什么？53. 什么是科学技术创新？54. 科学技术创新对社会和经济的意义是什么？55. 什么是科学实验的基本要求？56. 科学实验的基本要求对实验结果的可靠性有何影响？57. 什么是科学研究的创新能力？58. 科学研究的创新能力的意义在于什么？59. 什么是科学研究的自主性？60. 科学研究的自主性对研究成果的影响是什么？61. 什么是科学研究的目标导向？62. 科学研究的目标导向对研究过程的影响是什么？63. 什么是科学研究的合作性？64. 科学研究的合作性对研究成果的影响是什么？65. 什么是科学研究的公开性？66. 科学研究的公开性对研究交流和合作的影响是什么？67. 什么是科学研究的符号语言？68. 科学研究的符号语言对科学交流的重要性是什么？69. 什么是科学研究的数据和信息？70. 科学研究的数据和信息对科学研究的意义是什么？71. 什么是科学研究的实践能力？72. 科学研究的实践能力对科学问题的解决有何影响？73. 什么是科学研究的逻辑推理能力？74. 科学研究的逻辑推理能力对科学证明的重要性是什么？75. 什么是科学研究的批判思维能力？76. 科学研究的批判思维能力对科学发现的意义是什么？77. 什么是科学研究的创造力？78. 科学研究的创造力对科学发展的推动作用是什么？79. 什么是科学研究的交流能力？80. 科学研究的交流能力对科学交流和合作的重要性是什么？81. 什么是科学研究的批判性思维？82. 科学研究的批判性思维对科学发现的意义是什么？83. 什么是科学研究的透明性？84. 科学研究的透明性对科学研究结果的可信度有何影响？85. 什么是科学研究的效率和效果？86. 科学研究的效率和效果对科学成果的意义是什么？87. 什么是科学研究的风险管理？88. 科学研究的风险管理对科学实验和研究的安全性有何影响？89. 什么是科学研究的责任和义务？90. 科学研究的责任和义务对科学家和科研机构的影响是什么？91. 什么是科学研究的伦理标准？92. 科学研究的伦理标准对研究过程和结果的影响是什么？93. 什么是科学研究的法律规定？94. 科学研究的法律规定对研究活动和成果的约束和保护作用是什么？95. 什么是科学研究的政策和规划？96. 科学研究的政策和规划对科学研究资源的分配和利用有何影响？97. 什么是科学研究的知识产权保护？98. 科学研究的知识产权保护对科学研究成果的转化和应用有何意义？99. 什么是科学研究的社会审查和监督？100. 科学研究的社会审查和监督对科学研究的公正和公信力有何影响？101. 什么是科学研究的质量评价和控制？102. 科学研究的质量评价和控制对科研成果的评价和应用管理有何意义？103. 什么是科学研究的国际合作？104. 科学研究的国际合作对科学成果的国际传播和影响有何意义？105. 什么是科学研究的跨学科和交叉研究？106. 科学研究的跨学科和交叉研究对科学发现和创新的推动作用是什么？107. 什么是科学研究的大科学项目？108. 科学研究的大科学项目对科学研究资源的集中配置和科学技术的发展有何影响？109. 什么是科学研究的基础理论和应用技术？110. 科学研究的基础理论和应用技术对科学研究发展和社会进步的重要性是什么？111. 什么是科学研究的重大科学问题和前沿研究领域？112. 科学研究的重大科学问题和前沿研究领域对科学发展和创新的引领作用是什么？113. 什么是科学研究的战略性布局和规划？114. 科学研究的战略性布局和规划对科学发展和国家安全战略的影响是什么？115. 什么是科学研究的科学与艺术结合？116. 科学研究的科学与艺术结合对科学研究优秀人才的培养和科学教育的推动作用是什么？117. 什么是科学研究的科技成果转化和产业化？118. 科学研究的科技成果转化和产业化对科学研究成果的应用和社会经济的发展作用是什么？119. 什么是科学研究的科学传播和科学普及？120. 科学研究的科学传播和科学普及对科学知识的传播和社会公众的科学素养提高作用是什么？121. 什么是科学研究的科学家形象和科学精神？122. 科学研究的科学家形象和科学精神对科学工作者的激励和科学研究的推动作用是什么？123. 什么是科学研究的科学伦理和科学修养？124. 科学研究的科学伦理和科学修养对科学家的行为规范和科学研究成果的可信度保障作用是什么？125. 什么是科学研究的科学未来和科学梦想？126. 科学研究的科学未来和科学梦想对科学研究的持续创新和科学研究的发展动力是什么？结语：科学研究是为了寻求真理和创新的一种探索活动，它是人类对世界认识和理解的重要途径。
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。
我国海洋科学发展现状与未来展望
我国海洋科学发展现状与未来展望海洋是生命的摇篮，是支撑地球宜居性的关键空间，是地球系统科学发展的重要引擎。
海洋是地球气候系统的调节器，对地球系统的热量循环、水循环、物质循环等有重要的调控作用，深入认识海洋动力过程及能量物质循环过程是理解和应对全球及区域气候变化的关键。
海洋也孕育了地球上最大的生态系统，具有巨大的服务功能和价值，认识蓝色生命系统过程与规律、合理开发和保护蓝色生物资源是支撑人类社会可持续发展的重大战略需求。
随着人口持续增长，人类对能源、粮食、空间、矿产、淡水等资源提出了更加迫切的需求。
与此同时，随着人类活动的加剧，温室气体、污染物（如重金属、持久性有机污染物、微塑料）等排放量增加，地球气候系统正在急速变化，环境和生态系统正在迅速退化。
认识海洋、经略海洋关系到人类社会的兴衰。
然而到目前为止，广袤深邃的海洋只有5%的区域被人类探索。
未知的海洋蕴藏着无尽的资源，是重大科学发现和颠覆性技术创新的摇篮。
海洋独特的生命过程，特别是热液、冷泉以及深海暗生命系统等一系列重大发现，颠覆了人类对于生命极限的认识，有望通过人类的探索解答地球生命起源这一终极问题。
海洋作为地球系统的〃血液〃，是联系地球系统各圈层的纽带（图1）,开展以海洋为核心的多圈层耦合研究，是催生地球科学重大发现、创建和发展地球系统科学新理论的必由之路。
图1地球系统多圈层耦合小意图自20世纪中期以来，围绕海洋中的物理、化学、生物和地质过程及其对气候和生态系统的影响，全球海洋科学界以国际合作的方式发起了一系列国际大科学计划，例如海洋与气候方面的世界海洋环流实验(WoCE)、Argo全球海洋观测网、耦合模式比较计划(CMIP),海洋生物地球化学和生态系统方面的全球海洋通量联合研究计划(JGoFS)和全球海洋生态系统动力学研究计划(G1oBEC),海洋地质和地球系统科学方面的国际大洋发现计划(IoDP)、国际地球科学计划(IGCP)等。
这些国际大科学计划极大地推动了海洋科学各个分支的发展及其与其他学科的交叉融合。
2005年science公布的125个重大科学问题
2005年science公布的125个重大科学问题2005年，science杂志曾经公布了125个重大科学问题，这些问题包括了物理学、化学、生物学、地球科学、天文学等多个科学领域。
这些问题都是当时科学界的热点和难点问题，而且对于人类的未来发展和面临的挑战有着重要的意义。
在物理学领域，最重要的问题之一是关于宇宙学中暗能量和暗物质的研究。
暗能量和暗物质占据了宇宙能量和物质的绝大部分，然而它们的本质和性质仍然是未知的，这是一个天文学和物理学领域的重大难题。
另一个重要的物理学问题是关于量子引力的统一理论问题，科学家们一直在寻求一种能够统一量子力学和引力场理论的新物理学模型，然而迄今为止仍未有明确的答案。
在化学领域，有一个重要的问题是关于蛋白质结构预测和设计的问题。
蛋白质是生命活动中的重要分子，它的结构和功能对于生物学的研究和药物研发有着重要的意义。
然而目前对于蛋白质结构的预测和设计仍然是一个挑战性的问题，这需要化学家和生物学家的共同努力。
在生物学领域，有一个重要的问题是关于生物多样性保护和人类活动对生态系统的影响。
随着人类活动的不断扩张和发展，生态系统面临着严重的威胁，许多物种面临着灭绝的危险。
保护生物多样性和生态系统已经成为全球性的问题，科学家们需要寻找合适的保护措施并寻求人类与自然和谐共生的方式。
在地球科学领域，一个重要的问题是关于气候变化和全球变暖的问题。
气候变化已经成为全球性的环境问题，影响着全球各个地区的生态系统和人类的生活。
科学家们需要深入研究气候变化的原因和趋势，并寻求减缓和适应气候变化的方法。
在天文学领域，一个重要的问题是关于外星生命的存在和搜索问题。
随着科学技术的不断进步，人们对于宇宙中是否存在其他生命体的问题越来越感兴趣。
科学家们需要借助天文望远镜和探测器来搜索外星生命的存在，这是一个探索未知领域的挑战性问题。
这些重大科学问题的公布，不仅激发了科学家们的研究热情，也引起了公众对于科学和技术发展的关注。
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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)：
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%。
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。