21世纪科技10大难题
21世纪10大科技难题(上)
２１世纪１０大科技难题（上）作者：佚名来源：《语文世界(初中版 )》2006年第04期随着科技的不断进步，人类攻克了一个又一个科学难题，但是，仍有一些不解之谜等待我们去探究。
“科学圣经”将分两期为大家刊出《21世纪10大科技难题》相信富有科学探索精神的你一定会感兴趣的。
（奇奇）粒子物理学的两个谜在当代的粒子物理学中有两个谜：一是对称破缺，二是看不见的夸克。
目前我们了解的理论，如量子动力学、爱因斯坦的普遍相对论，都是来源于对称的。
可是在我们的宇宙里，还有不少东西不守恒，这就很奇怪。
我们的很多理论是根据对称产生的，可是为什么我们的世界又是不对称的？这表明现有的全部知识是很不全面的，一定另外还有一个力。
这个力是推翻对称的。
这个力是什么，我们不了解，它的存在是关于粒子物理学的第一个谜。
现在我们认为，很可能真空在里面起作用，真空有很复杂的性质。
如果我们了解了对称性的来源，很可能就可以了解质量的来源，包括暗物质。
第二个谜即是看不见的夸克。
我们知道，所有的物质都由两类基本粒子组成，一类是夸克，一类是轻子。
我们现在已经发现有6种夸克和6种轻子。
我们有充分的实验证据表明，夸克是存在的，我们知道其质量不大，但就是看不见。
所以，为什么一切强作用的物质都是由夸克构成，而夸克却看不见，这是一个很奇怪的事。
生物学难题：生命是怎样开始的？1922年，苏联生化学家亚历山大·奥巴林提出一个著名的假说：生命来自闪电。
太阳和地球自身的放射性能量作用于大气层中的无机分子，使之变成有机分子；它们在地球湖泊、海洋提供的“原始汤”中“定居”，发展成为原始的生命。
1950年，美国芝加哥大学第一次用实验来验证奥巴林假说。
他们模拟“原始汤”，在水中加进甲烷、氨等分子，加热并通以电火花。
一个星期之后，甲烷中有5％的碳变成了氨基酸分子，而氨基酸正是构成生物蛋白质的基本单位。
此后，科学家进行了许多类似的实验，不仅从无机物中得到了各种氨基酸，而且得到了核苷酸、磷脂等构成生命的重要有机分子。
21世纪7大数学难题
21世纪7大数学难题数学作为一门重要的科学学科，在21世纪仍然存在着许多令人困惑的难题。
本文将介绍21世纪的七大数学难题，它们涉及各个领域，挑战着数学家们的智慧和创造力。
1. 黎曼假设（Riemann Hypothesis）：该难题涉及到解析数论中的黎曼Ζ函数的非平凡零点的位置。
黎曼假设尚未被证明或推翻，它对数论的发展具有重要影响。
2. 普=NP问题（P versus NP Problem）：该问题涉及到计算机科学中的算法复杂性理论。
简而言之，问题是判断一个问题是否可以在多项式时间内解决。
迄今为止，数学家们尚未找到解决这个问题的方法。
3. 黄昆猜想（Poincaré Conjecture）：该猜想是微分拓扑学中的重要难题。
它探讨了三维球面的特性，并试图解决什么样的三维形状可以被拉成一个球面。
该猜想在2003年由佩雷尔曼证明，引起了广泛的关注。
4. 费马猜想（Fermat's Last Theorem）：该猜想是数论中的经典难题，由费马于17世纪提出。
猜想认为对于大于2的自然数n，不存在满足a^n + b^n = c^n的整数解。
该猜想在1994年由安德鲁·怀尔斯证明。
5. 双子素数猜想（Twin Prime Conjecture）：该猜想认为存在无穷多对相邻的素数，即差值为2的素数。
尽管数学家们通过计算已经找到了很多相邻的素数，但尚未能够证明存在无穷多对这样的素数。
6. 发散除以零（Division by Zero）：在数学中，除以零是一个未定义的操作。
然而，在一些数学推理中，发散除以零的概念被引入，以便研究和解释特定情况下的问题。
尚未找到一个一致的解释来解决这个难题。
7. 数字1的存在性（Existence of 1）：这个数学问题是关于数字1的存在性的研究。
尽管我们经常使用数字1，但它的存在性并未得到严格的数学证明。
数学家们仍在探索和研究有关数字1的性质和存在性。
十大科技难题
十大科技难题每天都有初创公司跳出来宣称他们已经开发出解决整个科技行业所面临的最大难题的最好解决方案，但是让我们现实一点儿吧，那些问题可不是那么好解决的。
在人工智能、移动支付、互联网速度以及人类如何思考和沟通方面，还有很大的改善空间。
以下就是我们归纳出来的十大难题，这十大难题也是当今科技行业里含金量最高的十个难题。
如果你能解决其中的任何一个难题，都能让你一夜成名且富可敌国。
（1. 真正的人工智能：Siri和Cortana推动了人工智能技术向前发展并取得了一定的成果，但是我们想要的人工智能技术必须能够象人一样具有推理能力和独立学习能力。
能够象具有七情六欲的人一样思考和行动的机器将对各行各业造成巨大的影响。
2. 下一代无线技术或光纤数据连网：目前韩国的互联网速度是全球最快的，与它相比，欧美等发达国家的网速都是浮云。
谷歌光纤计划是朝着美国互联网基础设施现代化目标迈出的一小步，但是它跟Project Loon一样，还处于试点阶段，在实现大规模商业化运营前还有很长的一段路要走。
3. 无线电力：由于电线的缘故，我们的无线手机仍然非常受限。
虽然你可以多带几块备用电池，或者使用充电宝来给手机充电，但是总的来说手机还是无法实现持续供电。
一家名为Ubeam的初创公司一直在研究无线充电技术，但是到现在都还没有开发出一款能够推出市场的成熟产品。
4. 具有实用价值的廉价独户电力供应：你是否想过永远也不用交电费的情况？将太阳能和风能结合在一起足以让大多数家庭实现能源独立，但是这些解决方案都存在一些不足之处，要么是代价高昂，要么是技术不过关。
如果能够解决这些问题，你就能赚得盆满钵满。
5. 可靠的乡村宽带网：对我们大多数人来说，没有互联网的生活是不可想象的。
但是在城市以外的地区，现在还有很多很多的人一辈子都没上过网。
据谷歌称，现在全球三分之二的人口还无法使用互联网，因此他们才会开发Project Loon项目，希望将乡村和边远地区的人连接到互联网上；但是这个项目现在仍处于试点阶段，正在慢慢地一步步推出市场。
2021年重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题发布
2021重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题发布7月28日，中国科协在第二十三届中国科协年会闭幕式上发布了10个对科学发展具有导向作用的前沿科学问题、10个对工程技术创新具有关键作用的工程技术难题，并首次发布10个对产业发展具有引领作用的产业技术问题。
一、10个前沿科学问题为：1.如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术？2.纳米尺度下高效催化反应的作用机制是什么？3.农作物基因到表型的环境调控网络是什么？4.中微子质量和宇宙物质-反物质不对称的起源是什么？5.地球以外有统一的时间规则吗？6.大脑中的记忆是如何产生和重现的？7.以新能源为主体的新型电力系统路径优化和稳定机理是什么？8.铝合金超低温变形双增效应的物理机制是什么？9.如何揭示板块运动动力机制?10.“亚洲水塔”失衡失稳对青藏高原河流水系的影响如何？二、10个工程技术难题为：1.如何高效利用农业微生物种质资源？2.如何解决三维半导体芯片中纳米结构测量难题？3.如何开发比能量倍增的全固态二次电池？4.如何发展我国自主超高分辨率立体测图卫星关键技术？5.如何利用人工智能实现医疗影像多病种识别并进行辅助诊疗？6.如何突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点？7.如何创建5G+三早全周期健康管理系统？8.如何通过重要生态系统修复工程构建精准高效的生态保护网络和恢复生物多样性？9.如何构建我国生态系统碳汇扩增的技术体系？10.如何制造桌面级的微小型反应堆电池？三、10个产业技术问题为：1.如何实现面向大规模集成光芯片的精准光子集成？2.如何开发针对老龄化疾病的医用人工植入材料？3.如何开发融合软体机器人与智能影控集成技术的腔道手术机器人产品？4.如何开发大规模低能耗液氢技术和长距离绿氢储运技术？5.如何解决我国航空发动机短舱关键技术问题？6.如何突破耕地重金属的靶向快速经济安全减污技术？7.如何利用风光水加快实现“碳中和”目标？8.如何攻克漂浮式海上风电关键技术研发与工程示范难题?9.如何制备高洁净高均质超细晶高端轴承钢材料？10.如何发展与5G/6G融合的卫星互联网络通信技术？。
21世纪难题
21世纪100个科学难题1、对深层物质结构的探索2、协调相对论和量子论的困难3、引力波探测4、质子自旋“危机”及其实验探索5、力学的世纪难题――湍流6、金属微粒中的量子尺寸效应和超导电性7、高温超导电性8、固体的破坏9、宇宙结构的形成与星系的起源10、太阳中微子之谜11、活动星核的能源和演化12、星际分子去和恒星的形成13、宇宙常数问题14、太阳活动的起源15、磁元的争辩16、黑洞的证认17、宇宙论中的暗物质问题18、地外文明与太空移居19、寻找地外理性生命20、星系演化的途径21、最终解决人类能源问题的课题22、未来的空间太阳能发电23、太阳风的起源及其加速机制24、日冕加热和太阳风加速25、表面张力梯度驱动对流26、磁层亚暴和磁暴的整体过程27、富勒烯化学28、单原子识别与分子设计和合成29、室温有机超导体30、催化的高选择性合成31、原子簇物质32、非线性光学聚合物实用化的若干问题33、分子工程学34、分子元件的单原子加工和自组装35、可持续发展对化学的挑战36、地球科学中的非线性和复杂性37、地球构造运动驱动机制的反演38、人类对全球环境变化影响的预测39、气候系统动力学40、自然控制论41、地震成因与地球内部流体42、地球的自转运动及其与地球各圈层的相互作用43、现今岩石圈构造解析中的若干难题44、生物多样性保护45、细胞凋亡46、生物学的理论大综合：遗传、发育和进化的统一47、分子识别、化学信息学和化学反应智能化问题48、人能否在地球以外长期生存49、脑神经系统动力学50、生命、人的思维、意识、目的等的物理学基础51、探索生命和遗传语言52、疯牛病――中心法则――Affinsen原理53、分子进货的驱动力与分子进化理论54、脑的诸模型能带我们走多远55、如何控制化学反应的方向（反应通道）56、未来的认知神经科学能束给意识以新的解释57、地球深化的统一理论：“两均论”与“两非论”58、有机体信息系统的深化在物种生存、适应过程中的作用59、脑的选择性自适应60、脑的行为的自组织61、思维与智能的本质62、人脑如何组织其信息存贮63、脑与免疫功能64、生命起源、细胞的起源和进化研究65、生命的起源与蛋白质66、RNAgn 与生命起源67、注意的脑机制68、智力的起源69、细胞如何调控基因组的有序活动70、人脑是怎样认知外界视觉世界的71、策略的植物细胞生理学问题72、中心法则的空白――从新生肽到蛋白质73、“JUNK”DNA有什么功能74、统一医学75、意识和思维动力学76、人类疾病与基因77、生命起源中的对称性破缺78、精神与免疫79、改善老年性认知功能障碍的心理药物学策略80、解析全套细胞蛋白质结构与功能，展现生命活动全景81、心思的神经生物学机理82、细胞三维生长和组织培养83、重返海洋84、客观世界的自组织85、全信息理论与高等智能86、关于“意识”问题87、植物光合作用吸、传、转能的分子机理及其调控88、系统科学的困惑89、复杂经济系统的演化分析90、路径积分91、朗兰兹纲领92、球堆积问题93、相变的数学理论94、P－NP问题95、超级计算理论96、庞加菜猜想及低维拓扑97、黎曼猜想98、中华民族及现代人类的起源99、人类基因组研究中的社会学、伦理学和法律问题100、物质和精神的关系问题。
中国未来急需发展的十大科技难题是哪十大？
中国未来急需发展的十大科技难题是哪十大？中国未来急需发展的十大科技难题是哪十大？1、无线输电技术。
有了这项技术，什么冰灾、雪灾、雨灾、地震我们就不怕了。
运载火箭、汽车也不用汽油和燃料了，再也没有尾气污染了。
但这项技术开发完毕在形成生产力前，一定先要安排好电缆厂转产，避免工人兄弟下岗。
2、海水凝固技术。
福建到台湾省、广东到海南、辽宁半岛到山东半岛、海南到南沙、西沙群岛，通过海水凝固实现陆路交通，可避免花钱建跨海大桥。
另外，很有可能实现建筑材料的革命性进步，不用烧砖烧瓦了，建楼都用海水砖。
3、人工推云技术。
南方雨水多可向北方均一点。
当暴风雨来临时，在广西、广东、福建、湖南等地，给天空云层一个足够的外力，比如核爆，使云层向北移动，把南方多余的雨水降到我国的内蒙古大草原、陕西的黄土高坡、河北北京的缺水地区、贵州的青海湖、新疆盆地、古楼兰城等地，南部和东部不降雨或少降雨，形成西水东流，然后在主要的河流上建若干座水电站发电，再把电无线输送到全国各地。
4、无障碍、彻底的、革命性的夜视、雾视、云视技术。
戴上这些眼镜，如昼间一样。
对这些技术，主张不外卖，如果非要卖给外人，那一定要把钱要足。
5、计算机复原和监视技术。
中国五千年文化，不需再聚集那么多学者去苦力研究了，随便一个命令输入便知几千年前中国和世界远古状况。
任何一个历史事件，用几秒钟就可知道事实真相，比如美国误炸我驻南使馆，是不是误炸？是谁下的轰炸命令？世界各大各类指控中心天天都在干什么？从此，世界将没有秘密。
此外，这项技术还可能对国家反腐调查取证也有帮助。
6、无成本食品保鲜压缩技术。
从此，农民朋友就摔开膀子干吧，不用再担心自己生产的粮食、水果、蔬菜等劳动成果，因卖不掉腐烂变质了。
一小盒压缩食品，就能满足一个人几个月的生存需要。
科学家要外出科考、士兵要远行，烦请带着踏实上路吧。
7、艾兹病、癌症治疗。
赶快落实医学突破，不能再拖了，因为外国人已奋斗了多年。
这项技术不向外输出，把治疗中心建在我国的西部，要看病来中国西部。
现代科技界最困惑的12个世界难题，看看都有什么
现代科技界最困惑的12个世界难题，看看都有什么1、宇宙的绝大部分仍然未知我们只知道4%也许你正迷惑于大型强子对撞器(LHC)究竟有什么用，或许结论是这样的：科学家希望碰撞能产生一些新的粒子，发现所谓的“暗物质”，一种被认为是占整个宇宙四分之一的组成物质，然后科学界就说存在“暗能量”的神秘力量，这种神奇的力量可能将时间和空间撕裂。
总之，目前整个宇宙只有4%的物质被发现，其余的96%仍然未知。
2、太空飞船之谜两艘飞船在嘲笑物理学定理20世纪70年代，美国宇航局发射了两个飞行器，导致了无穷无尽的烦恼。
太空飞船之谜两艘飞船在嘲笑物理学定理大约在美国的先锋10号和11号飞行的头10年里，两个飞行器都偏离了轨道——大约偏移了8000英里，同时，科学家发现那里的引力只有地球引力的一百亿分之一，多年来没有人能解释这是为什么。
3、常量可变动摇你对宇宙的看法十几年前，科学家发现很多的所谓常量也可能变动。
有很多描述自然力量的数字也发生了变化，从遥远星系过来的光束告诉我们，这些恒量过去并不是这个数。
4、冷聚变没方程式的核能1989年，不需爆炸就可以释放核能的论断震惊了全世界。
其后各种致力于这方面研究的努力却一直处于失败状态，但是，“冷聚变”并没有就此与不可能划上等号。
1989年后的10余年，美国海军实验室进行了200多项试验，以研究核反应所释放的能量是否比所吸收的能量多，并假设在遥远星体的内部冷聚变可以进行。
不能怪美国能源部异想天开，如果真的存在可控制的冷聚变。
那么世界能源问题将不复存在。
5、生命你只比一包化学品大一点你相信你仅仅是一堆化学元素吗?你仅仅是构成身体的化学物质的总和吗?是什么东西使一棵生机勃勃的大树变成了一块块毫无生气的木头?没有人能够回答这些问题。
研究者已经放弃了对生命的定义，但是，他们仍在尽最大的努力去理解。
在全世界的很多实验室里，人们正在从生命物质中提取原料，并希望唤醒已经死亡的生命。
但是，如何理解自然生命的死亡，一切还是个谜。
21世纪100个科学难题
21世纪100个科学难题1、对深层物质结构的探索2、协调相对论和量子论的困难3、引力波探测4、质子自旋“危机”及其实验探索5、力学的世纪难题――湍流6、金属微粒中的量子尺寸效应和超导电性7、高温超导电性8、固体的破坏9、宇宙结构的形成与星系的起源10、太阳中微子之谜11、活动星核的能源和演化12、星际分子去和恒星的形成13、宇宙常数问题14、太阳活动的起源15、磁元的争辩16、黑洞的证认17、宇宙论中的暗物质问题18、地外文明与太空移居19、寻找地外理性生命20、星系演化的途径21、最终解决人类能源问题的课题22、未来的空间太阳能发电23、太阳风的起源及其加速机制24、日冕加热和太阳风加速25、表面张力梯度驱动对流26、磁层亚暴和磁暴的整体过程27、富勒烯化学28、单原子识别与分子设计和合成29、室温有机超导体30、催化的高选择性合成31、原子簇物质32、非线性光学聚合物实用化的若干问题33、分子工程学34、分子元件的单原子加工和自组装35、可持续发展对化学的挑战36、地球科学中的非线性和复杂性37、地球构造运动驱动机制的反演38、人类对全球环境变化影响的预测39、气候系统动力学40、自然控制论41、地震成因与地球内部流体42、地球的自转运动及其与地球各圈层的相互作用43、现今岩石圈构造解析中的若干难题44、生物多样性保护45、细胞凋亡46、生物学的理论大综合：遗传、发育和进化的统一47、分子识别、化学信息学和化学反应智能化问题48、人能否在地球以外长期生存49、脑神经系统动力学50、生命、人的思维、意识、目的等的物理学基础51、探索生命和遗传语言52、疯牛病――中心法则――Affinsen原理53、分子进货的驱动力与分子进化理论54、脑的诸模型能带我们走多远55、如何控制化学反应的方向（反应通道）56、未来的认知神经科学能束给意识以新的解释57、地球深化的统一理论：“两均论”与“两非论”58、有机体信息系统的深化在物种生存、适应过程中的作用59、脑的选择性自适应60、脑的行为的自组织61、思维与智能的本质62、人脑如何组织其信息存贮3、脑与免疫功能64、生命起源、细胞的起源和进化研究65、生命的起源与蛋白质66、RNAgn 与生命起源67、注意的脑机制68、智力的起源69、细胞如何调控基因组的有序活动70、人脑是怎样认知外界视觉世界的71、策略的植物细胞生理学问题72、中心法则的空白――从新生肽到蛋白质73、“JUNK”DNA有什么功能74、统一医学75、意识和思维动力学76、人类疾病与基因77、生命起源中的对称性破缺78、精神与免疫79、改善老年性认知功能障碍的心理药物学策略80、解析全套细胞蛋白质结构与功能，展现生命活动全景81、心思的神经生物学机理82、细胞三维生长和组织培养83、重返海洋84、客观世界的自组织85、全信息理论与高等智能86、关于“意识”问题87、植物光合作用吸、传、转能的分子机理及其调控88、系统科学的困惑89、复杂经济系统的演化分析90、路径积分91、朗兰兹纲领92、球堆积问题93、相变的数学理论94、P－NP问题95、超级计算理论96、庞加菜猜想及低维拓扑97、黎曼猜想98、中华民族及现代人类的起源99、人类基因组研究中的社会学、伦理学和法律问题100、物质和精神的关系问题。
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21世纪科技10大难题粒子物理学的两个谜在当代的粒子物理学中有两个谜：一是对称破缺，二是看不见的夸克。
目前我们了解的理论，如量子色动力学、爱因斯坦的普遍相对论，都是来源于对称的。
可是在我们的宇宙里，还有不少东西不守恒，这就很奇怪。
我们的很多理论是根据对称产生的，可是为什么我们的世界又是不对称的？这表明现有的全部知识是很不全面的，一定另外还有一个力。
这个力是推翻对称的。
这个力是什么，我们不了解，它的存在是关于粒子物理学的第一个谜。
现在我们认为，很可能真空在里面起作用，真空有很复杂的性质。
如果我们了解了对称性的来源，很可能就可以了解质量的来源，包括暗物质。
第二个谜即是看不见的夸克。
我们知道，所有的物质都由两类基本粒子组成，一类是夸克，一类是轻子。
我们现在已经发现有6种夸克和6种轻子。
我们有充分的实验证据表明，夸克是存在的，我们知道其质量不大，但就是看不见。
所以，为什么一切强作用的物质都是由夸克构成，而夸克却看不见，这是一个很奇怪的事。
生物学难题：生命是怎样开始的？1922年，苏联生化学家亚历山大·奥巴林提出一个著名的假说：生命来自闪电。
太阳和地球自身的放射性能量作用于大气层中的无机分子，使之变成有机分子；它们在地球湖泊、海洋提供的“原始汤”中“定居”，发展成为原始的生命。
1950年，美国芝加哥大学第一次用实验来验证奥巴林假说。
他们模拟“原始汤”，在水中加进甲烷、氨等分子，加热并通以电火花。
一个星期之后，甲烷中有5％的碳变成了氨基酸分子，而氨基酸正是构成生物蛋白质的基本单位。
此后，科学家进行了许多类似的实验，不仅从无机物中得到了各种氨基酸，而且得到了核苷酸、磷脂等构成生命的重要有机分子。
这样，生命起源第一步——化学无机分子怎样变成有机分子基本上搞清楚了。
然而更困难的是第二步——有机分子怎样组成具有生物繁殖能力的细胞？美国迈阿密大学生化学家福克斯对此进行了研究。
他相信，细胞起源于一种由类蛋白组成的微球体。
他将这种微球体称之为前细胞。
他已在实验室里得到了这种微球体。
这种由氨基酸分子选择性结合而成的类蛋白微球体，具有类似细胞的功能；能新陈代谢，能自我复制，甚至对光的刺激具有类似神经信息的反应。
最近，福克斯还发现，如果微球体中含较多的赖氨酸时，能催化氨基酸链和核苷酸链的形成。
另外一些科学家则相信，生命是从具有遗传密码的核糖核酸自我复制开始的。
他们在实验室里模拟这种原始过程。
最近，英国克拉斯哥大学的化学家彻因、史密斯等人提出了生命起源于黏土的理论。
他们认为，核糖核酸起源于黏土晶格。
在实验中，由硅、氧、铝等元素形成的黏土晶格，能吸引周围游离的晶体，按一定规则排列分层，还能吸收和贮存环境中的能量，并释放出来。
这种黏土结构像一种模板，不断复制出相同结构的黏土层。
也许正是从这种黏土中，进化产生了原始的脱氧核糖核酸。
看来，我们必须重新考虑生命的概念，因为任何教科书关于生命的定义都是：有高度组织，结构稳定，有适应环境能力，能自我复制。
而黏土晶格模板也具有这些特征，黏土是不是具有生命呢？没有人能够回答。
从无生命进化到有生命的漫长过程中，还有一大段未知领域。
天文学难题：宇宙高龄几何？现代宇宙学理论告诉我们，宇宙起源于“大爆炸”，宇宙中所有的星系均彼此远离，宇宙处于普遍的膨胀之中。
因此，如果能够知道宇宙的膨胀速度，便可直接推算出宇宙的年龄。
宇宙膨胀速度的大小由一个关键数值决定，这就是“哈勃常数”。
其值越小，宇宙膨胀得越慢，宇宙达到目前的规模所花的时间也就越长，即宇宙的年龄越大；反之，宇宙膨胀得越快，宇宙就越年轻。
因此，若以地球为中心，一直伸展至看得见的宇宙边缘，其距离就可透露宇宙的年龄。
天文学家尚未能一致肯定看得见的宇宙究竟有多大，其中一个主要原因在于大爆炸发生的确实时间是个谜。
人类学难题：人类的祖先是谁？一些加州生化学家研究线粒体内的DNA。
线粒体是细胞能源的制造工厂，每个人体细胞都藏有它。
这种线粒体里的DNA，不易混合，并会由一代累积遗传给下一代。
研究线粒体的DNA，是追寻人类起源的一个可靠方法。
从考察不同人种妇女的线粒体DNA，发现累积DNA最多的妇女是来自非洲，由此说一小部分非洲人口，衍生成今天各种肤色的人种。
这一论调似乎已为人类祖先谁属的问题找到了答案。
不过，华盛顿大学遗传学家坦普尔曼认为，上述理论值得商榷，他认为生化学家的分析技术未臻完善。
因此，人类的祖先是谁，仍然是个谜。
医学困境：人类可以彻底消灭疾病吗？科学研究表明，今天地球上的1千多万种生物，是同一个单细胞生物的后裔。
这些生物（包括人类）之所以能产生如此巨大的变化，全因为它们不断被“线粒体”所“感染”，“线粒体”原本是侵袭远古单细胞生物的“细胞”，使细胞能借氧气制造能源而使生物不断演变，以便更能适应环境和气候，对它们抵抗疾病也有帮助，生物中的基因异常，有时对它们适应新环境也有莫大帮助。
然而，在我们身体日趋健康的同时，却由于地球环境的日益破坏，反而使人类自身付出了更高的健康代价，许多我们的祖先闻所未闻的疾病现在又开始肆虐人类了。
人类能否彻底消灭疾病？这是医学面临的难题。
气象学难题：人类能否控制天气？20世纪五六十年代，当电子计算机和火箭技术共同开始应用于气象研究时，控制天气的前景似乎十分光明。
当时，美国、苏联等许多发达国家都制定了改造天气的计划。
许多科学家相信，用碘化银晶体凝聚水汽，不久就可以在大面积地区耕云播雨。
然而，不久，人们发现，实验室里小规模实验是一回事，自然界真实的风云变幻又是另一回事。
目前气象学家们认为，由于建立了超级计算机系统、卫星遥感系统和多普勒雷达系统，进行准确的10天以内较大范围的天气预报是可能的，对台风、旋风、雷暴等自然灾害进行预测也是可能的。
可是，由于模拟模型的误差随着时间延长呈指数式增长，10天以上更长时间的预报还存在相当大的困难。
那么，人类能不能改造天气呢？美国麻省理工学院的爱德华·劳伦兹教授是第一张大气系统模拟图的制作者。
他认为，从理论上讲改造天气似乎能做得到，但实际上几乎没有可行性。
他举例说：“大自然极微小的变化就可以使局部地区的气温升降0．5℃，而人类要使得一小块地区的气温升降0．5℃，就得动用相当于好几个氢弹的能量，这显然是不现实的。
”从这一意义上说，人类随心所欲地控制天气，仍是一个相当遥远的梦。
脑科学难题：智能从何而来？根据骨骼化石、原始的石器工具、原始人类的遗址，科学家提出了许多人类智能起源的解释，但这些解释都带有很大的猜测成分。
智能是怎样诞生、进化的？达尔文认为，在原始部落的冲突中，智能高的部落容易取胜，消灭对手，因而他们高智能的基因也容易保留遗传下来。
今天的社会生物学家研究了现存的原始部落，他们发现，部落的社会生活密度和复杂性，是促进智能进化的强大动力。
过去我们在研究智能进化时，往往注意大脑体积的增加，或者大脑与身体比例的增加。
加州大学医学院的神经生物学家杰里逊指出：大脑结构的改变对智能的进化更为重要。
可是化石资料无法反映这一点。
这是研究智能进化的一大困难。
有一些科学家指出：原始人类智能的突飞猛进是一个“幸运的机遇”，由于直立行走，使得骨盆变宽，胎儿可以变大、胎儿与成体大脑之比在灵长动物中是恒定的，所以人类的大脑可以比其他灵长类动物大得多。
加拿大多伦多大学进化生物学家查利斯近年来提出了一种引人注目的新假说——基因文化协同进化论。
他认为：人类智能的诞生进化是由于生物进化和文化进步相互作用的结果，基因的改变迫使人类适应新的文化，而新的文化又加速了基因的进化。
关于智能的起源目前仍然是难解的谜，然而鲁斯顿相信：20世纪结束时，人类将进入伟大的大脑时代。
知识经济时代的到来，正需要一个“伟大的大脑时代”相适应。
能源科学难题：“梦想的能源”能否变为现实？把海洋中的无穷尽的氢氦作为燃料的核聚变，早就有人说它是把人类从能源桎梏中解放出来的“梦想的能源”。
日本、美国、苏联、欧洲共同体都进行过这方面的开发，并且确实在稳步地接近目标，但现在还没有最后突破。
对核聚变的研究现在面临三个难题：（l）超高温问题。
它需要1亿摄氏度到2亿摄氏度的超高温。
怎么才能研制出能耐与太阳表面温度相同的超高温材料呢？目前正用精陶瓷等新材料进行研究，但即使在研究室能耐超高温，要使之实用化也很困难。
（2）磁力封闭问题。
要想使加热到1亿摄氏度到2亿摄氏度的等离子体不致飞散，必须用磁场封闭，否则核聚变不会开始。
这就需要使用超导磁石的强大磁场。
如此强大磁场必须找出不磁化的材料，而这样的新材料能否找到呢？这是需要解决的问题。
（3）材料因中子的作用而劣化问题。
以氢氦为燃料的核聚变，有大量高速中子被释放。
这种中子线一接触材料，材料的原子成分就会完全改变。
那么，能否找到一种不会劣化的优质材料呢？全世界之所以都在大力研究核聚变，正是因为它作为新能源具有无穷魅力及种种波及效果。
例如，对核聚变的研究会推动超导实用化，会波及中子工程技术、高真空技术、超导磁石技术、极低温技术等种种领域。
其中任何一项技术都有变革产业基础的可能性，而与未来的技术开发有联系。
据估计，核聚变也许要到21世纪中期才能实现。
人工智能难题：电脑能否取代人脑？科学家就制造有意识的机器这一问题，有不同的见解。
有的电脑科学家认为，意识是由内心发生，不能由外界引进。
因此，要用人手制作一种具有意识的机器，似乎是天方夜谭。
当我们伸动手臂，这不仅是一个动作，这动作有其内在意思，这跟机器伸动机械臂意义不同。
科学家一直努力研制具有人类思考能力的电脑。
虽然，目前人类已能大量制造各种类型电脑，但相信人工智能电脑面世之前，科学家还要面对一大堆棘手的问题。
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