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美国科学新闻网站1月28日报道说,科学在过去的几百年里发展迅速。然而,到目前为止,仍有许多未解之谜,本世纪我们还有86年的时间来解决它们。
10.生命是如何起源的?
这个问题看似不难,但却永远无法解决。至于生命的基本组成是如何在原始条件下形成的,或者说它是如何从泰空来到地球的,各种新的发现不断出现。
9.什么是暗物质?
80多年前,天文学家发现泰空的引力远远大于可见物质产生的引力。探索产生超重力的未知亚原子粒子是一项艰巨的工作。在一些实验中获得的线索在另一些实验中总是被推翻。
8.加速宇宙的暗能量的本质是什么?
如果你认为暗物质太难研究,试着解释暗能量。有一种物质正在推动宇宙以越来越快的速度膨胀。但是暗能量的本质仍然是个谜。
7.如何衡量证据?
这个问题如此神秘,以至于许多科学家都不知道它的存在。例如,如果你做了一个实验,得到了统计上有意义的数据结果,然后重复这个实验,结果是一样的,那么你会认为用这种方法获得的证据比用实验获得的证据更强。然而,如果第二个实验的数据稍弱,两个实验的综合P值将较弱,尽管实验证据应该被认为更强。
6.基因、癌症和运气
最近,正如《美国科学周刊》发表的一份研究报告所说,你可能听说过这样的说法:大多数癌症患者运气不好。这项研究引起了抗议,有些人认为这种说法会“向公众发出错误的信息”。对于哪些因素是重要的,专家们有不同的看法,比如随机突变(运气不好)、遗传(父母的原因)、生活方式(你自己的原因)和环境(别人的原因)。21世纪科学界最重要的任务之一应该是解决这些问题和其他与癌症有关的谜团。
5.between空还有其他空间吗?
我不知道为什么有人问。就我而言,没有额外的维度。不管有多少个维度,它们都是必要的。也许这个问题应该这样问:空有多少个维度?许多物理学家认为,如果物理学想正确解释宇宙,普通的三维肯定是不够的。理解这个问题的关键是“卡丘”空,这是一个可以以无数种不同方式蜷缩的高维空。很难找出其中存在多少额外的维度。更难知道的是,这无数种可能性中的哪一种与我们生活的宇宙相对应。
4.时间的本质
有这么多的谜团,解决它们的时间非常紧迫。除非我们理解时间的本质,否则我们可能会找到一些使用时间的捷径。时间的持续和流逝的本质是什么——它是虚幻的还是以某种难以捉摸的方式“真实”的?时间的方向是什么——永远向前?为什么?时间旅行可能吗?信息能传递到过去吗?也许最大的谜团是这些关于时间的问题是相互关联的还是独立的。
3.量子引力
量子物理学和广义相对论似乎都准确地描述了宇宙及其组成,但它们似乎彼此不相容。将它们结合成一个统一的理论就像在美国国会达成妥协一样困难。但是仍然有线索。1930年,爱因斯坦试图反驳量子力学(主要是海森堡的测不准原理)。他建议在秤上挂一个盒子,并在盒子上绑一个时钟,这样光子质量和从盒子中逃逸的准确时间都可以测量(根据海森堡原理,它们不能同时测量)。然而,丹麦科学家尼尔斯·玻尔指出,时钟上的时间是不确定的,因为爱因斯坦的相对论需要时间来改变,因为盒子在引力场中向上移动,这带来了与海森堡的时间测量相同的不确定性。
2.其他地方有智慧生命吗?
这似乎很有可能,因为有太多的外星星球。但是要发现外星生命,我们必须获得准确的信息。搜寻外星文明研究所和其他机构正在寻找这样的信息,但迄今为止他们没有成功。有两种可能的解释:首先,根本没有这样的信息。第二,有信息,但没有人知道如何检测或破译它。
1.量子纠缠的意义
关于量子的所有谜团都还没有得到圆满的解决,但是如果量子纠缠问题得到解决,其他问题也就迎刃而解了。纠缠发生在由具有共同历史但彼此分离的部分组成的系统中;测量一个部分将揭示测量其“远亲”的结果。纠缠是一种自然现象,已经在实验中得到很好的证明。这表明时间和空不会束缚像人类活动这样的量子现象。量子纠缠的最新问题需要解决,包括黑洞。黑洞似乎是纠缠在一起的,这显然与它们通过虫洞的联系相似。相关研究表明,空、时间和重力都是一个巨大的量子纠缠网络的组成部分。