科学知识的系统化

Marvin
6 min readJul 15, 2018

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记得小时候读过四册本的《中国少年儿童百科全书》,是第一次对知识的系统性构建,收获良多~

昨天读到「数学中国」的文章《全世界最前沿的125个科学问题》,觉得是蛮不错的契机,可以用来系统性的构建自己的科学认知,查了一下,是 Science 在 2005 年为自己的125周年庆而发布的一个专题「125th Anniversary Issue」,因为是10年前的专题,所以犹豫了一下,但是考虑到对科学知识的系统性构建的重要性,还是决心后面要慢慢撸一遍~

1. 宇宙由什么构成?
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?
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. 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. 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HIV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. 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. 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. 驱动太阳磁周期的原因是什么?
52. 行星怎样形成?
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. 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. 基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用?
68. 新技术能使DNA测序的成本降低多少?
69. 器官和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. 在胚胎期,不对称现象是如何确定的?
72. 翼、鳍和面孔如何发育进化?
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?
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. 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. 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. 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. 至今共有多少人种,他们之间有何关联?
112. 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. 政治与经济自由密切相关吗?
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. 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Yahg-Mills理论上?

其中前25个问题被认为是核心问题,最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题,中间的大部分问题来自己各个不同的学科,我觉得有些问题不难(或者不重要),而有些问题则毫无概念,估计完全的梳理清楚,需要好多年时间

然后这会是一场不亚于魔法世界的奇妙旅行,难道不是吗~

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Marvin
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