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20个科学上待解的未解之谜

科学上待解的未解之谜

黑洞底下是什么?(详见第17问)

1. 宇宙由什么组成?

我们周围已知的事物都由分子组成,但这只是全宇宙中所有物质的5%,人类对剩下95%的物质的组成仍然缺乏了解。暗物质1933年首次出现在人类的视野中,它犹如无形胶水,把各个星系连接起来。1998年,人类发现了暗能量,在它的作用下,宇宙正以前所未有的速度扩张。天文学家距离揭开它们的真面目已经不远了。

2. 生命如何起源?

大约40亿年前,出现了第一批能够自我复制的分子,生命也由此起源,并且通过进化最终产生了人类。但是那些基本的化学物质怎么就自动组合到一起形成了生命呢?我们的DNA又是哪来的?第一个细胞是什么样的?

3. 有外星人吗?

可能有。天文学家发现,其他星球上可能有过水,这对形成生命至关重要。1997年,人类的无线电天文望远镜还曾收到一个信号,可能和外星人有关。我们也在其他星球的表面上进行考察,寻找水和氧气的痕迹。银河系中最多有600亿个星球可能适合人类居住,未来几十年说不定会有发现。

4. 人类和其他动物的区别在哪里?

DNA的区别并不大。人类99%的DNA和黑猩猩一样,就是和香蕉比较,相似度也有50%。从大脑的尺寸来说,人类虽然领先,但绝对不是最大的。人类创造语言,使用工具,还会照镜子,后来发现动物们也能做到这些。当然,我们的文化和基因相互影响可能让我们与众不同。

5. 什么是意识?

目前还不清楚。如果我们能够确定人脑中不同部分各自的分工,并搞明白神经元电路的原理,我们也许能解开意识之谜。另一个哲学问题更难回答:我们为什么要有意识?有人说,有了意识,我们就能整合、处理、筛选信息,辨别真假,设想未来。

6. 我们为什么做梦?

一生中我们有1/3的时间在睡觉。不过,我们为什么要睡觉和做梦?科学家仍然在寻求答案。弗洛伊德说,梦反映未能实现的梦想;也有人说,做梦只是大脑随机的活动。相关研究表明,做梦和记忆、学习以及情绪都有关联。

7. 为什么会有物质?

你本人就是由物质组成的,物质的对立面就是反物质。它们相遇的时候就会消失。有理论说,物质起源于大爆炸,那么在此之前,物质和反物质应该是在一起的。幸亏世界在物质的选择上存在“偏见”,否则我们就不存在了。

8. 有多个宇宙吗?

我们的宇宙其实并不适合生命存在,其设置如果略有不同,生命就会变得不可能。物理学家们现在对其他宇宙存在的可能性越来越有兴趣,宇宙学和量子物理学已经在这一方面提出了一些证据。

9.我们将碳存放何处?

地球的燃料曾经长埋地下。过去几百年中,我们一直燃烧这些燃料,向空气中排放二氧化碳,把地下的碳还给大气层。因此,我们还要面对温室效应的威胁。我们该怎么办呢?有人出主意说,把碳埋在老旧的油气田里,或者藏在海底。不过,这些方法的是否可靠、长久,就不得而知了。

10. 怎么从太阳那里获得更多能量?

我们已经在使用太阳能了,当然还可以利用太阳的能量,把水分解成氢和氧,它们也能提供清洁能源。另外,科学家正在尝试建造核聚变机,模拟太阳内部的反应,提供更多能量。

11. 质数怎么了?

有关质数的黎曼猜想至今依然有待解答。不过,多亏了质数的帮助,你才能安心在网上购物。这些只能被自己和1整除家伙是电子商务的核心,能够保护你的敏感信息。

12. 如何打败细菌?
抗生素是现代医学的奇迹,却也面临危机,因为细菌的抗药性不断增强。欧洲每年有2.5万人因抗药性细菌而死。而过量使用抗生素让局面变得更加糟糕。美国80%的抗生素喂给了农场里的动物,以提高产量。DNA排序技术和细菌移植技术也许能给我们带来希望。

13. 电脑会越来越快吗?

和1969年登月所用的电脑系统相比,我们现在的平板电脑和智能手机已经非常先进了。不过,我们怎么才能让口袋里的电脑设备变得更加强大呢?硬件的容量总会有个上限,真的到了那个时候,我们要怎么办?科学家已经把目光转向新型材料(石墨烯)和新型系统(量子计算)。

14. 我们能战胜癌症吗?

简单地说:不能。癌症历史久远,恐龙时代就有了,而且种类繁多。并且癌症一直在进化,我们每个人都有患病的风险。癌症虽然复杂,我们通过基因技术已经大大增加了对它的了解。每年有370万人患上癌症,其中有一半都是可以预防的。戒烟,适量饮食,勤加锻炼,避免长时间暴晒都有助于预防。

15. 何时我才能拥有机器人管家?

现代机器人可以端茶倒水,搬运行李。不过,只有掌握人工智能技术,我们才能创造真正“智能”的机器人。日本打算在2025年前制造机器人照顾长者,这的确值得思考。

16. 海底有什么?

人类只探索了整个海洋的5%。到达海底极度困难,我们最多也就派出无人机器进行探测。人类目前的发现可谓九牛一毛。

17. 黑洞底下是什么?

我们没有工具解答这个问题。爱因斯坦的相对论说,黑洞最后会缩成一个奇点;而量子物理学也有自己的一套理论。二者争论不休。作为弦理论的一种延伸,M理论说不定会带来希望。

18. 人类能长生不死吗?

有人不觉得衰老是自然现象,而把它当做一种疾病,想要加以预防和治疗。有些动物的确比人类长寿,而我们对于寿命的认知也显著增加:DNA的损伤、新陈代谢和基因都在其中占有一席之地。不过,现在的问题不是我们如何长寿,而是如何健健康康地长寿。防治糖尿病和癌症等老年疾病将是重中之重。

19. 怎样解决人口问题?

20世纪60年代以来,地球人口已经翻了一番,超过70亿,并可能在2050年超过90亿。燃料和食品都是问题。我们将来会移民火星吗?听起来很科幻,却很值得思考。

20. 时间旅行可能吗? 
根据爱因斯坦的相对论,对国际空间站上的宇航员们来说,时间的确走的慢了些。有科学家甚至设想利用航天飞船穿越时间,回到过去。

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