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1、Science杂志提出的125个重要科学问题,2005年7月1日 美国科学周刊309卷 第5731期,25个问题,美国科学杂志编委会在将于7月1日出版的新一期杂志上提出125个“天问”，也就是目前挑战全球科学界的重要基础性问题。科学杂志编委会说，其中25个问题最为醒目，也有望不久得到解决。 这25个问题涉及的范围从宇宙构成、地球演化、生命兴起直到人类自身。物理领域的问题包括：宇宙的构成究竟如何？描述世界的物理理论能否统一？量子不确定性和非定域性背后，是否有更深刻的理论？地球内部的活动机理如何？而化学领域的问题是：“自我组合”物质的化学能发展到什么程度？ 有几个问题涉及当前全人类面临的挑战。比如
2、：能否研制出有效的的艾滋病疫苗？温室效应会将地球加热到什么程度？什么能源、到什么时候能取代石油？地球能容纳人口的上限是多少？还有问题涉及信息学和医学：传统计算机的极限在哪里？我们能否选择性地“关闭”某些免疫反应？ 在125个问题中，关于生命科学领域的问题最多。比如：人类意识的生理基础是什么？为什么人类的基因只有大约25万个，远少于早先的预期？基因变异和人类健康的联系有多紧密？人类的寿命能延长到多久？什么在控制器官再生？皮肤细胞如何能变成神经细胞？一个胚细胞如何变成整株植物？人类是否是宇宙中唯一的智慧生命？ 又比如：地球上的生命何时、何地开始兴起？什么在决定物种多样性？是什么基因变异使人类和其他
3、灵长动物区分开来？记忆是如何存储和恢复的？人类的合作行为是如何演化来的？如何将海量的生物信息数据综合成生命活动的图景？ 今年是科学杂志创刊125周年。这125年中，这份由大发明家爱迪生创办的杂志成为世界最著名的科学刊物之一。因此，由各领域专家组成的杂志编委会特地挑选了125个科学“大问题”作为纪念。 科学杂志总编唐纳德肯尼迪在一份声明中强调，这些“大问题”中有一些可能永远得不到答案，但它们指明了科学家们前进的方向，而解决这些问题的努力也将丰富人类的知识。,1-10,1. 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
4、？ 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？,11-20,11. 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？,21-30,21.
5、 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？ 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？,31-40,31. 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
6、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？,41-50,41. 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？,51-60,51. 驱动太阳磁周期的原因是什么？ 52. 行
7、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？,61-70,61. 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
8、. 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？,71-80,71. 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？
9、,81-90,81. 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？,91-100,91. 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.
10、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？,101-110,101. 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？,111-120,111. 至今共有多少人种，他们之间有何关联？ 11
11、2. 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？,121-125,121. 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
12、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？,人类的寿命有多长？,千百年来，在所有的科学问题中，有一个永恒的话题，如黑夜中的明珠一样熠熠发光：人到底能够活多久或者人类的寿命极限是多少？据说，世界上最长寿的人是中国人彭祖。他自尧帝起，历夏、商两朝，在商代时为守藏史，官拜贤大夫，而到了周代时则担任柱下史。相传彭祖一生娶妻四十九，生子五十四，共活了八百八十岁。然而据现代科学考究，古时彭祖所在的大彭氏国实行“小花甲计岁法”，即以60天一年，因此彭祖的实际寿命大约为146岁。而根据西方的记载，目前人类寿命最长的记录为法国人Jea
13、nne Calment，当她1997年去世时已经是122岁高龄了。由此可见，作为万物之灵的人类，其寿命在宇宙的时间长河中不过如一滴水珠，小得可怜。至于人类为何没有进化出长寿或者抗衰老的机制，一种普遍的看法是：在自然选择过程中，个体的长寿远不如迅速的产生后代对物种的整体生存更有利。关于人类寿命极限的推算方法，目前比较流行的几种主要理论如下：,本文来自我的新浪博客：http:/ 根据上面的几种理论可知，人的正常寿命的极限值在120-175岁。在真实的世界里，目前人类寿命最长的记录保持者为法国人Jeanne Calment，她总共活了122岁。2010年的世界人均寿命统计显示，目前人均寿命最高的日本人也仅有83岁。,考试形式,考试时间：第18周（6月26日），现在是第15周，上课到第17周，应该开始复习遗传学课程了。 闭卷考试。 平时成绩占20，考试成绩占80。 三个班统一考试题。 平时成绩主要取决于点名情况和回答问题的情况。 考试题目的类型：填空（20分）、判断对错（10分）、选择填空（30分）、名词解释（15分）、简答和计算题（25分）。,