在慶祝SCIENCE創刊125周年之際，該刊雜志社公布了125個最具挑戰性的科學問題。在今后1／4個世紀的時間里，人們將致力于研究解決這些問題。其中，前25個被認為是最重要的問題。 簡單歸納統計這125個問題，其中涉及生命科學的問題占46/%，關系宇宙和地球的問題占16/%，與物質科學相關的問題占14/%以上，認知科學問題占9/%。其余問題分別涉及數學與計算機科學、政治與經濟、能源、環境和人口等。 這125個問題如下： 圖1//125 1.宇宙由什么構成? 圖2//125 2.意識的生物學基礎是什么? 圖3//125 3.為什么人類基因會如此之少? 圖4//125 4.遺傳變異與人類健康的相關程度如何? 圖5//125 5.物理定律能否統一? 圖6//125 6.人類壽命到底可以延長多久? 圖7//125 7.是什么控制著器官再生? 圖8//125 8.皮膚細胞如何成為神經細胞? 圖9//125 9.單個體細胞怎樣成為整株植物? 圖10//125 10.地球內部如何運行? 圖11//125 11.地球人類在宇宙中是否獨一無二? 圖12//125 12.地球生命在何處產生、如何產生? 圖13//125 13.什么決定了物種的多樣性? 圖14//125 14.什么基因的改變造就了獨特的人類? 圖15//125 15.記憶如何存儲和恢復? 圖16//125 16.人類合作行為如何發展? 圖17//125 17.怎樣從海量生物數據中產生大的可視圖片? 圖18//125 18.化學自組織的發展程度如何? 圖19//125 19.什么是傳統計算的極限? 圖20//125 20.我們能否有選擇地切斷某些免疫反應? 圖21//125 21.量子不確定性和非局部性背后是否有更深刻的原理? 圖22//125 22.能否研制出有效的HIV疫苗? 圖23//125 23.溫室效應會使地球溫度達到多高? 圖24//125 24.什么時間用什么能源可以替代石油? 圖25//125 25.地球到底能負擔多少人口? 圖26//125 26.宇宙是否唯一? 圖27//125 27.是什么驅動宇宙膨脹? 圖28//125 28.第一顆恒星與星系何時產生、怎樣產生? 圖29//125 29.超高能宇宙射線來自何處? 圖30//125 30.是什么給類星體提供動力? 圖31//125 31.黑洞的本質是什么? 圖32//125 32.正物質為何多于反物質? 圖33//125 33.質子會衰減嗎? 圖34//125 34.重力的本質是什么? 圖35//125 35.時間為何不同于其他維度? 圖36//125 36.是否存在比夸克更小的基本粒子? 圖37//125 37.中微子是其自己的反粒子嗎? 圖38//125 38.是否有解釋所有相關電子系統的統一理論? 圖39//125 39.人類能夠制造最強的激光嗎? 圖40//125 40.能否制造完美的光學透鏡? 圖41//125 41.是否可能制造出室溫下的磁性半導體? 圖42//125 42.什么是高溫超導性之后的成對機制? 圖43//125 43.能否發展關于湍流動力學和顆粒材料運動學的綜合理論? 圖44//125 44.是否存在穩定的高原子量元素? 圖45//125 45.固體中是否有超流動性?如果有，如何解釋? 圖46//125 46.水的結構如何? 圖47//125 47.玻璃態物質的本質是什么? 圖48//125 48.是否存在合理化學合成的極限? 圖49//125 49.光電電池的最終效率如何? 圖50//125 50.核聚變將最終成為未來的能源嗎? 圖51//125 51.驅動太陽磁周期的原因是什么? 圖52//125 52.行星怎樣形成? 圖53//125 53.是什么引發了冰期? 圖54//125 54.使地球磁場逆轉的原因是什么? 圖55//125 55.是否存在有助于預報的地震先兆? 圖56//125 56.太陽系的其他星球上現在和過去是否存在生命? 圖57//125 57.自然界中手性原則的起源是什么? 圖58//125 58.能否預測蛋白質折疊? 圖59//125 59.人體中的蛋白質有多少存在方式? 圖60//125 60.蛋白質如何發現其作用對象? 圖61//125 61.細胞死亡有多少種形式? 圖62//125 62.是什么保持了細胞內的通行順暢? 圖63//125 63.為什么細胞的成分可以獨立于DNA而自行復制? 圖64//125 64.基因組中功能不同于RNA的角色是什么? 圖65//125 65.基因組中端粒和絲粒的作用是什么? 圖66//125 66.為什么一些基因組很大，另一些又相當緊湊? 圖67//125 67.基因組中的“垃圾”/(“junk”/)有何作用? 圖68//125 68.新技術能使DNA測序的成本降低多少? 圖69//125 69.器官和整個有機體如何了解停止生長的時間? 圖70//125 70.除了繼承突變，基因組如何改變? 圖71//125 71.在胚胎期，不對稱現象是如何確定的? 圖72//125 72.翼、鰭和面孔如何發育進化? 圖73//125 73.是什么引發了青春期? 圖74//125 74.干細胞是否位于所有腫瘤的中心? 圖75//125 75.腫瘤更容易通過免疫進行控制嗎? 圖76//125 76.腫瘤的控制比治愈是否更容易? 圖77//125 77.炎癥是所有慢性疾病的主要原因嗎? 圖78//125 78.瘋牛病會怎樣發展? 圖79//125 79.脊椎動物在多大程度上依賴先天免疫系統來抵抗傳染病? 圖80//125 80.對抗原而言，免疫記憶需要延長暴露嗎? 圖81//125 81.為什么孕婦的免疫系統不拒絕其胎兒? 圖82//125 82.什么與有機體的生物鐘同步? 圖83//125 83.遷徙生物怎樣發現其遷移路線? 圖84//125 84.為什么要睡眠? 圖85//125 85.人類為什么會做夢? 圖86//125 86.語言學習為什么存在臨界期? 圖87//125 87.信息素影響人類行為嗎? 圖88//125 88.一般麻醉劑如何發揮作用? 圖89//125 89.導致精神分裂癥的原因是什么? 圖90//125 90.引發孤獨癥的原因是什么? 圖91//125 91.阿茲海默癥患者的生命能夠延續多久? 圖92//125 92.致癮的生物學基礎是什么? 圖93//125 93.大腦如何建立道德觀念? 圖94//125 94.通過計算機進行學習的極限是什么? 圖95//125 95.有多少個性源于遺傳? 圖96//125 96.性別傾向的生物學根源是什么? 圖97//125 97.生命樹是生命之間系統關系最好的表達方式嗎? 圖98//125 98.地球上有多少物種? 圖99//125 99.什么是物種? 圖100//125 100.橫向轉移為什么會發生在眾多的物種中以及如何發生? 圖101//125 101.誰是世界的共同祖先? 圖102//125 102.植物的花朵如何進化? 圖103//125 103.植物怎樣制造細胞壁? 圖104//125 104.如何控制植物生長? 圖105//125 105.為什么所有的植物不能免疫一切疾病? 圖106//125 106.外界壓力環境下，植物的變異基礎是什么? 圖107//125 107.是什么引起物質消失? 圖108//125 108.能否避免物種消亡? 圖109//125 109.一些恐龍為什么如此龐大? 圖110//125 110.生態系統對全球變暖的反應如何? 圖111//125 111.至今共有多少人種，他們之間有何關聯? 圖112//125 112.是什么提升了現代人類的行為? 圖113//125 113.什么是人類文化的根源? 圖114//125 114.語言和音樂演化的根源是什么? 圖115//125 115.什么是人種，人種如何進化? 圖116//125 116.為什么一些國家向前發展，而有些國家的發展停滯? 圖117//125 117.政府高額赤字對國家利益和經濟增長速度有什么影響? 圖118//125 118.政治與經濟自由密切相關嗎? 圖119//125 119.為什么改變撒哈拉地區貧困狀態的努力幾乎全部失敗? 圖120//125 120.有沒有簡單的方法確定橢圓曲線是否存在無窮多解? 圖121//125 121.霍奇閉鏈是代數閉鏈的和嗎? 圖122//125 122.數學家將會最終給出Navier-Stokes方程的解嗎? 圖123//125 123.龐加萊實驗能否確定4維空間的球? 圖124//125 124.黎曼zeta函數的零解都有a+bi形式嗎? 圖125//125 125.對粒子物理標準模型研究是否會停止在量子Yahg-Mills理論上?
