全球125个最受关注的科学问题是哪些？有您感兴趣的吗？今天上海交大携手《科学》共同发布

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全球125个最受关注的科学问题是哪些？有您感兴趣的吗？今天上海交大携手《科学》共同发布

当前小学科学中值得关注的问题有哪些

揭秘科学书中有哪些有趣的事情？

生活中的科学都有哪些？

一、全球125个最受关注的科学问题是哪些？有您感兴趣的吗？今天上海交大携手《科学》共同发布

“我们可以生活在一个去化石燃料的世界中吗？”“意识存在于何处？”“为什么时间似乎只朝一个方向流动？”……今天（4月10日）下午，上海交通大学携手《科学》杂志共同发布了125个全世界最受关注的科学问题。

这125个问题集合了全球智慧。为纪念建校125周年，上海交大与《科学》/美国科学促进会联袂策划发行《125个科学问题——探索与发现》增刊。

上海交通大学校长林忠钦，常务副校长丁奎岭，副校长徐学敏、奚立峰、毛军发、王伟明，《科学》/美国科学促进会国际合作总监初晓英，世界顶尖科学家协会副主席、2013年诺贝尔化学奖得主Michael Levitt，秘书长王侯共同受邀上台，共同按下面向全球的125个科学问题发布装置。

林忠钦表示，重大科学问题的凝练是大学创新使命和能力的重要体现，学校联合《科学》面向全球征集与发布125个科学问题，希望能够为推动科技进步、服务人类社会发展作出贡献。

《科学》系列期刊出版人Bill Moran通过视频回顾了16年前《科学》杂志社为纪念创刊125周年出版同样发布了《125个科学问题——我们有哪些未知》特刊。这些问题中有些已经在过去的10多年中得到了解决，而有些仍然是延续至今的谜题，甚至在此次的问题征集中，仍然广受关注。

初晓英说，问题的边界就是我们思想的边界，只有提出正确的问题，才能更好地认清和解决全球性问题与挑战。上海交大提出这样极具创新的方式纪念校庆，体现了交大人的创新精神，以及对科学发展、人类未来的重要使命感。专刊上的问题结合国际前沿、全球共需、科学发展，聚焦人类福祉和前瞻重大科学问题，对未来科技的发展具有强烈的指导意义。

Michael Levitt表示，期待学者们和科研人员们对这125个科学问题开展热烈探讨，推动研究发展。

与此同时，《125个科学问题：探索与发现》的姊妹篇——上海交通大学学报《上海交通大学建校125周年科学问题专刊》也在会上同步发布。专刊收录多个领域的前沿基础研究述评，以激发新兴学科和交叉学科的学术探讨。去年发布了科学问题的全球征集令后，得到了全球科学家、青年学者、世界顶尖科学家协会等学术组织的积极响应，问题凝聚了《科学》/美国科学促进会编辑与学术圈，诺贝尔奖、沃尔夫奖、拉斯克奖、图灵奖、麦克阿瑟天才奖获得者等全球知名科学家和青年学者，以及上海交大师生的共同智慧。此次问题涉及数学、化学、医学健康、生命学科、天文学、物理学、信息科学、材料科学、神经科学、生态学、能源科学和人工智能多个领域，涵盖范围广，学科领域丰富。

新版125个科学问题中，个别问题是持续关注上版问题中至今尚未解决的重大科学难题，如“宇宙是由什么构成的”“我们可以阻止自己衰老吗”。也有具有挑战性的全球共性问题，如“我们可以阻止全球气候变化吗”“能量存储的未来是怎样的”“我们有可能在另一个星球上长期居住吗”；还有具有较强时代特征的前沿科技问题，如“为什么生命需要手性”“量子人工智能可以模仿人脑吗”“DNA可以广泛用作信息存储介质吗”“我们如何在火星上开发制造系统”……

附：

SJTU & Science 125个科学问题

Mathematical Sciences

数学

1. What makes prime numbers so special?

1.什么使素数如此特别？

2. Will the Navier–Stokes problem ever be solved?

2.纳维尔-斯托克斯问题会得到解决吗？

3. Is the Riemann hypothesis true?

3.黎曼猜想是真的吗？

Chemistry

化学

1. Are there more color pigments to discover?

1.还有更多色彩元素可发现吗？

2. Will the periodic table ever be complete?

2.元素周期表会完整吗？

3. How can we measure interface phenomena on the microscopic level?

3.如何在微观层面测量界面现象？

4. What is the future for energy storage？

4.能量存储的未来是怎样的？

5. Why does life require chirality?

5.为什么生命需要手性？

6. How can we better manage the world's plastic waste?

6.我们如何更好地管理世界上的塑料废物？

7. Will AI redefine the future of chemistry?

7.AI会重新定义化学的未来吗？

8. How can matter be programmed into living materials?

8.物质如何被编码而成为生命材料？

9. What drives reproduction in living systems?

9.是什么驱动生命系统的复制？

Medicine & Health

医学与健康

1. Can we predict the next pandemic?

1.我们可以预测下一次流行病吗？

2. Will we ever find a cure for the common cold?

2.我们会找到治疗感冒的方法吗？

3. Can we design and manufacture medicines customized for individual people?

3.我们可以设计和制造出为个人定制的药物吗？

4. Can a human tissue or organ be fully regenerated?

4.人体组织或器官可以完全再生吗？

5. How is immune homeostasis maintained and regulated?

5.如何维持和调节免疫稳态？

6. Is there a scientific basis to the Meridian System in traditional Chinese medicine?

6.中医的经络系统有科学依据吗？

7. How will the next generation of vaccines be made?

7.下一代疫苗将如何生产？

8. Can we ever overcome antibiotic resistance?

8.我们能否克服抗生素耐药性？

9. What is the etiology of autism?

9.自闭症的病因是什么？

10. What role does our microbiome play in health and disease?

10.我们的微生物组在健康和疾病中扮演什么角色？

11. Can xenotransplantation solve the shortage of donor organs?

11.异种移植能否解决供体器官的短缺问题？

Biology

生命科学

1. What could help conservation of the oceans?

1.什么可以帮助保护海洋？

2. Can we stop ourselves from aging?

2.我们可以阻止自己衰老吗？

3. Why can only some cells become other cells?

3.为什么只有一些细胞会变成其他细胞？

4. Why are some genomes so big and others very small?

4.为什么有些基因组非常大而另一些却很小？

5. Will it be possible to cure all cancers?

5.有可能治愈所有癌症吗？

6. What genes make us uniquely human?

6.哪些基因使我们人类与众不同？

7. How do migratory animals know where they're going?

7.迁徙动物如何知道它们要去哪里？

8. How many species are there on Earth?

8.地球上有多少物种？

9. How do organisms evolve?

9.有机体是如何进化的？

10. Why did dinosaurs grow to be so big?

10.为什么恐龙长得如此之大？

11. Did ancient humans interbreed with other human-like ancestors?

11.远古人类是否曾与其他类人祖先杂交？

12. Why do humans get so attached to dogs and cats?

12.人类为什么会对猫狗如此着迷？

13. Will the world's population keep growing indefinitely?

13.世界人口会无限增长吗？

14. Why do we stop growing?

14.我们为什么会停止生长？

15. Is de-extinction possible?

15.能否复活灭绝生物？

16. Can humans hibernate?

16.人类可以冬眠吗？

17. Where do human emotions originate?

17.人类的情感源于何处？

18. Will humans look physically different in the future?

18.未来人类的外貌会有所不同吗？

19. Why were there species explosions and mass extinction?

19.为什么会发生物种大爆发和大灭绝？

20. How might genome editing be used to cure disease?

20.基因组编辑将如何用于治疗疾病？

21. Can a cell be artificially synthesized?

21.可以人工合成细胞吗？

22. How are biomolecules organized in cells to function orderly and effectively?

22.细胞内的生物分子是如何组织从而有序有效发挥作用的？

Astronomy

天文学

1. How many dimensions are there in space?

1.空间中有多少个维度？

2. What is the shape of the universe?

2.宇宙的形状是怎样的？

3. Where did the big bang start?

3.大爆炸从何处开始？

4. Why don't the orbits of planets decay and cause them to crash into each other?

4.为什么行星的轨道不衰减并导致它们相互碰撞？

5. When will the universe die? Will it continue to expand?

5.宇宙何时消亡？它会继续膨胀吗？

6. Is it possible to live permanently on another planet?

6.我们有可能在另一个星球上长期居住吗？

7. Why do black holes exist?

7.为什么存在黑洞？

8. What is the universe made of?

8.宇宙是由什么构成的？

9. Are we alone in the universe?

9.我们是宇宙中唯一的生命体吗？

10. What is the origin of cosmic rays?

10.宇宙射线的起源是什么？

11. What is the origin of mass?

11.物质的起源是什么？

12. What is the smallest scale of space-time?

12.时空的最小尺度是是多少？

13. Is water necessary for all life in the universe, or just on Earth?

13.水是宇宙中所有生命所必需的么，还是仅对地球生命？

14. What is preventing humans from carrying out deep-space exploration?

14.是什么阻止了人类进行深空探测？

15. Is Einstein's general theory of relativity correct?

15.爱因斯坦的广义相对论是正确的吗？

16. How are pulsars formed?

16.脉冲星是如何形成的？

17. Is our Milky Way Galaxy special?

17.我们的银河系特别吗？

18. What is the volume, composition, and significance of the deep biosphere?

18.深层生物圈的规模、组成和意义是什么？

19. Will humans one day have to leave the planet (or die trying)?

19.人类有一天会不得不离开地球吗（还是会在尝试中死去）？

20. Where do the heavy elements in the universe come from?

20.宇宙中的重元素来自何处？

21. Is it possible to understand the structure of compact stars and matter?

21.有可能了解致密恒星和物质的结构吗？

22. What is the origin of the high-energy cosmic neutrinos?

22.高能宇宙中微子的起源是什么？

23. What is gravity?

23.什么是重力？

Physics

物理学

1. Is there a diffraction limit?

1.有衍射极限吗？

2. What is the microscopic mechanism for high-temperature superconductivity?

2.高温超导的微观机理是什么？

3. What are the limits of heat transfer in matter?

3.物质传热的极限是什么？

4. What are the fundamental principles of collective motion?

4.集体运动的基本原理是什么？

5. What are the smallest building blocks of matter?

5.什么是物质的最小组成部分？

6. Will we ever travel at the speed of light?

6.我们会以光速行驶吗？

7. What is quantum uncertainty and why is it important?

7.什么是量子不确定性，为什么它很重要？

8. Will there ever be a "theory of everything"?

8.会有“万有理论”吗？

9. Why does time seem to flow in only one direction?

9.为什么时间似乎只朝一个方向流动？

10. What is dark matter?

10.什么是暗物质？

11. Can we make a real, human-size invisibility cloak?

11.我们可以制作出真人大小的隐形斗篷吗？

12. Are there any particles that behave oppositely to the properties or states of photons?

12.是否存在与光子性质或状态相反的粒子？

13. Will the Bose-Einstein condensate be widely used in the future?

13.玻色-爱因斯坦冷凝体未来会被广泛使用吗？

14. Can humans make intense lasers with incoherence comparable to sunlight?

14.人类能制造出与太阳光相似的非相干强激光吗？

15. What is the maximum speed to which we can accelerate a particle?

15.我们最多可以将粒子加速到多快？

16. Is quantum many-body entanglement more fundamental than quantum fields?

16.量子多体纠缠比量子场更基本吗？

17. What is the optimum hardware for quantum computers?

17.量子计算机的最佳硬件是什么？

18. Can we accurately simulate the macro- and microworld?

18.我们可以精确模拟宏观和微观世界吗？

Information Science

信息科学

1. Is there an upper limit to computer processing speed?

1.计算机处理速度是否有上限？

2. Can AI replace a doctor?

2.AI可以代替医生吗？

3. Can topological quantum computing be realized?

3.拓扑量子计算可以实现吗？

4. Can DNA act as an information storage medium?

4.DNA可以用作信息存储介质吗？

Engineering & Material Science

工程与材料科学

1. What is the ultimate statistical invariances of turbulence?

1.湍流的最终统计不变性是什么？

2. How can we break the current limit of energy conversion efficiencies?

2.我们如何突破当前的能量转换效率极限？

3. How can we develop manufacturing systems on Mars?

3.我们如何在火星上开发制造系统？

4. Is a future of only self-driving cars realistic?

4.纯无人驾驶汽车的未来是否现实？

Neuroscience

神经科学

1. What are the coding principles embedded in neuronal spike trains?

1.神经元放电序列的编码准则是什么？

2. Where does consciousness lie?

2.意识存在于何处？

3. Can human memory be stored, manipulated, and transplanted digitally?

3.能否数字化地存储、操控和移植人类记忆？

4. Why do we need sleep?

4.为什么我们需要睡眠？

5. What is addiction and how does it work?

5.什么是成瘾？

6. Why do we fall in love?

6.为什么我们会坠入爱河？

7. How did speech evolve and what parts of the brain control it?

7.言语如何演变形成，大脑的哪些部分对其进行控制？

8. How smart are nonhuman animals?

8.除人类以外的其他动物有多聪明？

9. Why are most people right-handed?

9.为什么大多数人都是右撇子？

10. Can we cure neurodegenerative diseases?

10.我们可以治愈神经退行性疾病吗？

11. Is it possible to predict the future?

11.有可能预知未来吗？

12. Can we more effectively diagnose and treat complex mental disorders?

12.精神障碍能否有效诊断和治疗？

Ecology

生态学

1. Can we stop global climate change?

1.我们可以阻止全球气候变化吗？

2. Where do we put all the excess carbon dioxide?

2.我们能把过量的二氧化碳存到何处？

3. What creates the Earth's magnetic field (and why does it move)?

3.是什么创造了地球的磁场（为什么它会移动）？

4. Will we be able to predict catastrophic weather events (tsunami, hurricanes, earthquakes) more accurately?

4.我们是否能够更准确地预测灾害性事件（海啸、飓风、地震）？

5. What happens if all the ice on the planet melts?

5.如果地球上所有的冰融化会怎样？

6. Can we create an environmentally friendly replacement for plastics?

6.我们可以创造一种环保的塑料替代品吗？

7. Can we achieve a situation where essentially every material can be recycled and reused?

7.几乎所有材料都可以回收再利用是否可以实现？

8. Will we soon see the end of monocultures like wheat, maize, rice, and soy?

8.我们会很快看到小麦、玉米、大米和大豆等单一作物的终结吗？

Energy Science

能源科学

1. Could we live in a fossil-fuel-free world?

1.我们可以生活在一个去化石燃料的世界中吗？

2. What is the future of hydrogen energy?

2.氢能的未来是怎样的？

3. Will cold fusion ever be possible?

3.冷聚变有可能实现吗？

Artificial Intelligence

人工智能

1. Will injectable, disease-fighting nanobots ever be a reality?

1.可注射的抗病纳米机器人会成为现实吗？

2. Will it be possible to create sentient robots?

2.是否有可能创建有感知力的机器人？

3. Is there a limit to human intelligence?

3.人类智力是否有极限？

4. Will artificial intelligence replace humans?

4.人工智能会取代人类吗？

5. How does group intelligence emerge?

5.群体智能是如何出现的？

6. Can robots or AIs have human creativity?

6.机器人或 AI 可以具有人类创造力吗？

7. Can quantum artificial intelligence imitate the human brain?

7.量子人工智能可以模仿人脑吗？

8. Could we integrate with computers to form a human-machine hybrid species?

8.我们可以和计算机结合以形成人机混合物种吗？

作者：姜澎

一、当前小学科学中值得关注的问题有哪些

1、不同学科混合编排，学生学到的知识支离破碎、杂乱无序，不利于形成整体知识链。
2、有些知识点有严重问题，给学生形成的第一概念就模糊不清，甚至是错误的。以浙教版为例，如杠杆平衡条件是：动力*动力点到支点的距离=阻力*阻力点到支点的距离。又如物质变化中产生新物质光、火、声，是物理变化还是化学变化？将来学生上到高中，几乎原有的知识基础都被推翻重建。
3、没有合适的老师任教，懂物理的不懂地理、不懂生物，懂生物的又不懂地质、不懂天文，给老师配备造成严重困难。
4、算主课还是副课、考试怎样考，分值是多少，没有统一尺度，这都直接影响到教师教学的积极性和学生学习的兴趣。

二、揭秘科学书中有哪些有趣的事情？

“发明大王”爱迪生 电报、电话、电灯，这些东西在科技发达的今天看来是多么的普通和司空见惯，谁也不会因此而惊奇。可是你知道这些东西对于当时的人们是多么的至关重要和欣喜若狂吗？人类因此而记住了它们的发明者——爱迪生。 被人们称为“发明大王”的爱迪生，是美国著名的科学家和发明家。他的一生，仅是在专利局登记过的发明就有1328种。一个只读过三个月书人，怎么会有这么多发明创造呢？我想，如果你听说过“爱迪生孵小鸡”的故事，就一定会明白，他的成功源于强烈的好奇心。 1847年，爱迪生降生在美国俄亥俄州米兰市的一个商人家庭里。很小的时候，爱迪生就显露出了极强的好奇心，只要看到不明白的事情，他就抓住大人的衣角儿问个不停，非要问出个子丑寅卯来。 一天，他指着正在孵蛋的母鸡问妈妈：“母鸡把蛋坐在屁股底下干嘛呀？”妈妈说：“哦，那是在孵小鸡呢！”下午，爱迪生突然不见了，家里人急得四处寻找，终于在鸡窝里找到了他。原来，他正蹲在鸡窝里，屁股下放了好多鸡蛋孵小鸡呢！父母看了以后，哭笑不得，只好把他拉出来，又是给他洗脸，又是给他洗衣服。还有一次，他看见鸟儿在天空中自由飞翔，就想：既然鸟能飞，人为什么不能飞呢？于是，他找来一种药粉给小伙伴吃，为了让小伙伴飞上天空去。结果，小伙伴差点儿丧命，爱迪生也被父亲狠揍了一顿。 好不容易，爱迪生长到了8岁，父母把他送进了一所乡村小学读书，以为从此以后他能安安份份上学了。谁知，他仍然爱追根问底，经常把教师问得目瞪口呆，窘迫不堪。有一回上算术课，教师在黑板上写下了“2+2=4”，爱迪生马上站起来问：“老师，2加2为什么等于4呢？”这个问题把老师问住了，他认为爱迪生是个捣蛋鬼，专门和老师闹别扭，于是，在上了三个月的课以后，爱迪生就被老师赶回家了。 爱迪生的母亲是位伟大的母亲。她没有因为独生子被撵回来而责怪他，相反，他决定自己把孩子教育好。当她发现爱迪生好奇心重、对物理、化学特别感兴趣时，就给他买了有关物理、化学实验的书。爱迪生照着书本，独自做起实验来。可以说，这就是爱迪生搞科学发明的启蒙教育。 长大了的爱迪生，学会了无线电收发报技术。他在斯特拉得福铁路分局找到了一个夜班报务员工作。按规定，夜班报务员不管有事无事，到晚上九点后，每小时必须向车务主任发送一次讯号。爱迪生为了晚间休息好，白天能钻研发明创造，就设计了一个电报机自动按时拍发讯号。这就是电报机的雏形。 没过多久，他又对电报机进行了改进，经过多次试验，一架新式的发报机试制成功了。爱迪生望着自己发明的机器，欣慰地笑了。 应该说，爱迪生的每一项发明都是和他的好奇心紧紧相联的。在他发明了电报之后，又开始搞电话实验。他发现传话器里的膜板能够随着说话声音引起相应震动，就仔细观察，并且在笔记本上做了详细记录。由此，一个“会说话的机器”做成了。人们听到这个消息，都纷纷前来观看，并称他为“最伟大的发明家”。所以，好奇心是一个人取得成功、展示智慧的先决条件。 不仅著名的科学家需要好奇心，我们普通人要学习知识、有所成就也需要好奇心。1991年7月，《光明日报》科技部曾对全国青少年科技小发明比赛中获奖的118名中学生进行问卷调查，在“您的主要心理特征”一栏里，92%的同学写的是“好奇心强”。湖南零陵地区道县一中的少年何骥，在一天到鸡棚捡蛋的时候，禁不住好奇地想道：鸡蛋到底为什么一头大一头小呢？是大头先出母体还是小头先出母体呢？为了弄清这个问题，他每天一放学就立刻赶回家，蹲在鸡棚旁静静地观察，有时甚至连晚饭都忘了吃。两个多月以后，何骥终于发现：鸡蛋是大头先出母体。为此，他写了论文，得到许多生物学家的称赞。他的发现，居然是鸟类文献中还没有记载过的新发现。 成才需要好奇心，但是有了好奇心并不意味着就一定能够成才。要想有成就，还需要付出艰苦的努力。好奇心就好比一粒种子，没有种子就长不出参天大树，没有好奇心的人也不可能有所发明，有所创造。种子播种在黑土里以后，经过人们的浇灌、培育，会逐渐地破土而出，由小苗长成栋梁。有了好奇心，再加上汗水和心血，也一定能够使你成为有用之才。当代著名物理学家李政道博士说：“好奇心很重要，要搞科学离不开好奇。道理很简单，只有好奇才能提出问题，解决问题。可怕的是提不出问题，迈不出第一步。“正因为好奇心如此重要，所以，许多人都把好奇心称为成功者的第一美德。对于一个有志成才、渴望成功的少年来说，好奇心是最宝贵的。

三、生活中的科学都有哪些？

有很多，比如说。当你吃了一些辣的东西，感觉要被辣得不行了，你就往嘴里放一些盐。你在嘴里边含一段时间，然后吐掉漱一下口就不辣了。还有就是如果你牙齿黄的话，你可以把花生嚼碎后放在嘴里并刷牙三分钟，非常的有效。

《科学》（英语:Science）是美国科学促进会（英语:American Association for the Advancement of Science，简称:AAAS）出版的一份学术期刊，为全世界最权威的学术期刊之一。

《科学》是发表最好的原始研究论文、以及综述和分析当前研究和科学政策的同行评议的期刊之一。该杂志于1880年由爱迪生投资1万美元创办，于1894年成为美国最大的科学团体“美国科学促进会”的官方刊物。全年共51期，为周刊，全球发行量超过150万份。

期刊简介

《科学》杂志属于综合性科学杂志，英文名：Science Magazine 。它的科学新闻报道、综述、分析、书评等部分，都是权威的科普资料，该杂志也适合一般读者阅读。

该期刊的主要关注点是出版重要的原创性科学研究和科研综述，此外《科学》也出版科学相关的新闻、关于科技政策和科学家感兴趣的事务的观点。

不像大多数科学期刊专注于某一特定领域，《科学》和它的对手《自然》期刊涵盖了所有学科。根据期刊引证报告，《科学》在2014年的影响因子为31.477。