全世界有哪些未解之谜？细节点
关于宇宙，关于地球，关于我们自己，有太多的谜题等着我们去挖掘。但是最重要的未解之谜是什么，我们离找到答案还有多远？今年7月1日，在纪念美国《科学》杂志创刊125周年之际，科学家们总结了125个我们至今无法很好回答的问题，其中25个最为重要。
1.宇宙是由什么组成的？
脱口而出的回答是:它是由那些闪闪发光的星星组成的。但近几十年来，科学家越来越发现这个答案是不正确的。天文学家认为，构成恒星、行星、星系，当然还有我们，或者说普通物质的物质，只占宇宙总质量的不到5%。他们估计，另外25%可能是由未被发现的粒子组成的暗物质。剩下的70%呢？天文学家认为可能是暗能量——加速宇宙膨胀的力量。暗物质和暗能量的本质是什么？科学家们正在使用加速器和望远镜来寻找这些问题的答案。如果他们找到了，他们的意义一定是巨大的。
2.我们是宇宙中独一无二的吗？
45年前，天文学家福克·德雷克(Falk Drake)首次启动了探索地外文明的Ozma计划——使用巨大的天线(射电望远镜)接收地外文明发出的信号。四十五年后，天文学家的努力仍在继续。然而，即使是迄今为止最大的“凤凰”项目也没有发现任何来自外星文明的无线电信号。
3.地球内部是如何运作的？
40多年前，地球科学发生了一场革命。板块构造理论更新了关于地球本身的知识。然而，关于地球内部结构的问题仍然遵循着革命前的知识。科学家在这40年里所做的，就是进一步细化这个鸡蛋模型——分为地壳、地幔和地核。借助越来越先进的地震成像技术，科学家们正在研究这台巨大机器的运行过程。但是，可能还需要半个世纪才能开始另一场科学革命。
4.全球温室会变得多热？
虽然本世纪大气中二氧化碳的浓度肯定会继续增加，虽然这种增加肯定会带来全球变暖，但变暖的程度还不确定。科学家普遍认为，本世纪二氧化碳浓度翻倍将带来1.5℃ ~ 4.5℃的气温升高。但这还不够准确。科学家们正在开发新的数学模型，试图让这些数字更有说服力。
5.物理定律能统一吗？
苹果落地、闪电划过天空、核电站反应堆中的铀原子同时衰变释放能量、超级加速器击碎质子:这些现象代表了自然界中四种基本力的作用，即引力、电磁力、弱力和强力。宇宙中所有的物理现象都可以用这四种基本力来解释。但是科学家们并不满意。有没有可能把这四种力量统一成一种？20世纪60年代，物理学家发现弱力和电磁力可以统一，它们是一个事物的不同侧面，统称为电弱力。但是另外两种力量能与之统一吗？
6.量子不确定性和非定域性下是否有更深层次的原理？
量子理论诞生100多年，产生了令人信服的应用成果，但也带来了反直觉:量子力学的测不准原理指出，我们无法同时精确地获得一个物体的动量和位置。但是，非局域性使得两个量子纠缠粒子的纠缠态同时坍缩，无论它们相距多远。爱因斯坦曾说，虽然量子力学给他留下了深刻的印象，但“一个内心的声音告诉我，那不是真实的。”
7.我们能把化学自组装推进多远？
从某种意义上说，化学家是最喜欢发明的一群人，因为他们总是在制造新的分子。虽然现在的化学家已经可以做出非常复杂的化学结构，但是他们能让这项工作既简单又复杂吗？换句话说，让“原料”原子自己“组装”成复杂的结构，就像生命所表现出来的自组装特征一样。已经有一些化学自组装的例子，比如制作类似细胞膜的双层膜结构。但是更高级的自组装，比如自下而上制造集成电路，还是梦想。
8.传统计算的极限是什么？
有些事情看似简单，解决起来却很复杂，比如一个业务员要走遍几个互联互通的城市，那么怎么才能得到最短的总距离呢？城市数量的增加会让最强大的电子计算机感到害怕。20世纪40年代，信息论之父香农提出了信息(以比特的形式)应该被存储和传输的物理定律。没有一台传统的计算机能超越这一规则。那么，在工程上，我们最终能造出多强大的计算机呢？而非传统计算机可能不会受到这些限制，比如近几年出现的量子计算机。
9.意识的生物学基础是什么？
17世纪的法国哲学家有一句名言:“我思故我在”。可见，意识一直是哲学讨论的话题。现代科学认为，意识产生于大脑上亿个神经元的合作。但这还是太笼统了。具体来说，神经元是如何产生意识的？近年来，科学家们找到了一些方法和工具来客观地研究这个最主观、最个人化的东西，并在脑损伤患者的帮助下，科学家们得以一窥意识的奥秘。除了找出意识是如何工作的，科学家们还想知道一个更深层次问题的答案:它为什么存在，它是如何起源的？
10，什么控制器官再生？
一些生物拥有非凡的修复技能:被割伤的蚯蚓可以再生一半的身体，而蝾螈可以重建受损的肢体...相比之下，人类似乎再生能力有点差。没有人能重新长出手指，骨头的用途也总是一样。稍微令人欣慰的是肝脏。部分切除的肝脏可以恢复到原来的状态。科学家发现，能够再生器官的动物在胚胎发育过程中会在必要时重启遗传程序，从而长出新的器官。那么人类是否可以在人工控制下，用类似的方法自己更换零件呢？
11.皮肤细胞如何变成神经细胞？
上世纪中叶，生物学家将青蛙的体细胞核放入青蛙的去核卵细胞中，结果克隆出了蝌蚪。近年来，对人类胚胎干细胞的研究如火如荼——将人类体细胞核植入卵细胞，科学家们期待着制造出各种人类体细胞，如神经细胞、成骨细胞、心肌细胞等。虽然科学家们已经取得了一些成功，但他们对这种体细胞核移植技术能够成功的原因仍然知之甚少。的确，去核卵在这个过程中起着至关重要的作用——但是具体的机制是什么呢？
12.一个体细胞是怎么变成整株植物的？
从某种意义上说，植物似乎比动物更灵活。植物体细胞不需要复杂的体细胞核移植技术就可以再次成为植物胚胎细胞。科学家们利用植物的这一特性已经有很长时间了。有了一小片植物组织，就可以在实验室里培育出可用于一片森林的幼苗。但是为什么植物细胞会有这样的柔韧性呢？科学家已经找到了一些线索，比如植物中的生长素在这个过程中的作用。
13.生命是如何起源的，起源于何处？
科学家发现了34亿年前的微生物化石，在更古老的岩石上也能发现生物光合作用的痕迹。那么蛋白质和DNA——生命的两大支柱——哪个先出现在地球上呢？还是在一起？科学家认为，RNA出现的时间比前两者更早的可能性更大。另一个问题是，生命是在什么情况下起源的？一种假设认为生命起源于海底的热水。如今，一方面科学家在实验室中探索从简单有机物到自我复制有机物的发展过程，另一方面研究彗星和火星也会给这一问题带来重要启示。
14.是什么决定了物种多样性？
这是一个充满生命的星球，但并不是生命的每个角落都同样繁荣。生活在某些地区的物种比其他地区多。热带比寒带有更高的物种多样性。为什么会这样？仅仅因为热带比寒带热？科学家认为，生物和环境之间的相互作用在多样性中起着关键作用。当然，还有其他改变多样性的力量，比如捕食与被捕食的关系。然而，科学家面临的第一个问题是如何获得关于全球物种多样性的基本数据——有多少物种。
15.合作行为是如何进化的？
你很容易在群居动物身上看到利他行为。例如，蜜蜂向其他蜜蜂传递食物信息。人类和其他灵长类社会也充满了合作行为。进化论的创始人达尔文对合作现象提出了一些解释，比如亲戚之间的互助，实际上会促进整个家族繁衍的可能性。如今，科学家们正在寻找合作行为的遗传基础。博弈论是一种关于竞争、合作和游戏规则的数学理论，它也可以帮助科学家理解合作行为是如何工作的。达尔文观察到了合作现象，并对其进行了解释。今天的科学家希望将这个解释做得更深入，并回答它是如何产生的。
16，如何从大量生物数据中获取全景？
生命如此复杂，几乎每个生物学家都只能在很小的领域里探索。尽管在每个领域都生成了大量的描述性数据。但是科学家可以从这些海量数据中得到一个整体概念，比如生物体是如何工作的？新兴的系统生物学学科为回答这些问题提供了一些希望。它试图通过数学、工程和计算机科学的手段，将生物学的所有分支联系起来，使生物学更加定量化。然而，没有人知道这些方法是否能最终让科学家了解生物运行的全貌。
17，为什么人类基因这么少？
2003年，当人类基因组计划接近完成时，生物学家为这一成就欢呼，并惊讶地发现人类基因的数量比最初估计的要少。是的，只有25000人左右，而原本认为应该有65438+万。相比之下，一种非常简单的生物，线虫，也有20000个基因。拟南芥植物的基因比人类略多，而水稻的基因是人类的两倍。科学家认为，基因组的工作方式应该比以前想象的更加灵活和复杂，他们正在探索这些用更少的基因做更多事情的分子机制。
18.基因差异和个体健康有多大关系？
科学家们早就发现，有些人对某些药物的反应与其他病人不同。比如某种用于麻醉的肌肉松弛剂，会让某些人无法呼吸。最后，科学家发现，造成这种现象的原因是他们有一定的基因。这也带来了一个问题:研究不同人之间的基因差异能否促进医学上更先进的治疗方法的发展，即根据个体DNA的“剂量型药物”的发展？科学家已经发现了许多与药物相互作用的基因。但真正实现“量化流派医学”还为时过早。
19，人的寿命能延长多久？
虽然百岁老人仍然很少，但在过去的几十年里，人类(尤其是发达国家)的平均寿命已经延长了。但是这种趋势能持续多久呢？科学家通过对实验动物的研究发现，包括限制热量摄入在内的一些方法可以显著延长它们的寿命。但是这些方法能成功应用到人类身上吗，能延长生命多久？有科学家认为，人类活到100岁至少可以成为惯例。然而，即便如此，长寿也会带来其他麻烦，比如社会保险。
20.哪些基因差异让我们成为独一无二的人类？
随着基因测序技术的提高，越来越多物种的完整基因组序列进入了科学家的数据库，包括我们自己和几种灵长类亲戚，比如黑猩猩。我们很容易区分人类和黑猩猩，但在分子层面就没那么容易了。我们和黑猩猩的DNA差异大约是1.2%。这是一个很小的数字，但从绝对值来看，这种差异意味着3000多万个碱基对的差异。从黑猩猩中分离出来后，让我们如此独特的3000多万个差异是什么？科学家们正在寻找使我们区别于其他灵长类物种的基因差异，当然，还有文化、语言和技术等基因之外的因素。
内存是如何访问的？
美好的记忆，悲伤的记忆，解方程的记忆，英语单词的记忆，毫无疑问都储存在我们的大脑里。但是他们到底在哪里？
20世纪50年代，科学家发现大脑中的“海马体”在存储信息方面起着至关重要的作用——如果海马体被移除，之前的记忆就会一起消失。但是海马体中的神经元是如何固定信息的呢？科学家发现一些分子与记忆的形成有关。此外，神经细胞内突触的形成也与记忆有关。然而，科学家目前对记忆的工作机制还不够了解——而这种机制对于了解我们自己非常重要。
22.我们能选择性地关闭一些免疫反应吗？
如今，器官移植已经成为一种不那么罕见的手术，但医生和患者面临的一个大问题仍然在一定程度上存在:免疫排斥。患者的免疫系统可能会攻击移植的器官为“非中国人”，从而使手术功亏一篑。为了防止这种情况发生，医生应该仔细选择供体器官，有些患者需要终身服用免疫抑制药物——这显然不是一个好主意。科学家们已经找到了几种可能的方法，可以使免疫系统正常工作，而不会排斥移植的器官，但要实现临床应用还需要很长时间。
23.有没有有效的艾滋病疫苗？
每年，仅美国国立卫生研究院就投资5亿美元用于艾滋病疫苗的研发。但到目前为止，还没有疫苗显示出实用性。怀疑论者认为艾滋病疫苗永远不会成功，因为人类免疫缺陷病毒是多变的。支持者认为，疫苗可以对猿猴免疫缺陷病毒产生作用，因此艾滋病疫苗也可能成功。
24.什么能取代廉价石油？什么时候？
没有人否认石油最终会耗尽。此外，石油产量可能很快开始下降。即使不考虑这些因素，全球变暖的危险也促使人类尽快找到替代石油的能源——太阳能？风能？核能？每个看起来都很有潜力，但是都不够成熟。
25.马尔萨斯还是错的吗？
1798年，马尔萨斯出版了他的名著《人口论》，他在书中指出，人口的增长永远赶不上食物供应的增长(原文如此)，只有灾难才能阻止增长。200年后，地球总人口增加到60亿(是马尔萨斯的6倍)，但马尔萨斯预言的大灾难并没有发生。科学技术在很大程度上阻止了这场灾难。但是人类还面临一个问题，如何保证未来不会发生大灾难？