英媒解读最难回答20大科学问题：银河存知己？

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从宇宙的奥秘到人为什么会做梦，人类至今依然有许多难题没有得到解答。而近日英国《卫报》进行了一些有益的尝试——他们试图解答位列前排的那几十大科学问题。这些谜题既可以说是科学巨轮前进方向上的灯塔，却也未尝不是所有“航海者”——科学家们的终极“噩梦”。

　　这就是当今人们最该知道却最难于回答的20个科学问题。

　　问题一：宇宙由何组成？

　　尽管天文学作为一门科学，已经有了几百年的历史，但是天文学家们至今依然无法解决一个尴尬问题——那就是回答宇宙的95%是由什么组成的。

　　我们周围由原子构成的、可见的世界，其物质总量仅仅占到宇宙的5%。经过以往80年的研究，人们终于确定是两种隐形的存在——暗物质和暗能量组成了那些剩余。暗物质首先于1933年被发现，它就像一种无形的胶水，将星系、星云粘合为一体。暗能量则直到1998年才为人所知，它是宇宙加速膨胀的推手。天文学家确信，他们已经越来越接近揭开这些神秘存在的真实身份的那一天。

　　问题二：生命打哪儿来？

　　40亿年前，地球混沌一片的原始环境中，生命最初级的形态开始涌动。若干最基本的化学元素相互聚集，并开始了生化反应，最终产生了第一批可以自我复制的分子。而人类正是这些分子演进后的造物。

　　不过这里有一个问题，彼时那些基本化学元素是如何自发排列出生命的形式？人类如何以及从何获取了DNA？世界上第一个细胞是什么样子？这个问题即便在化学家斯坦利·米勒“原生汤”理论提出一百多年后，依然众说纷纭。有人坚持认为生命来自火山边上的热水池，有人则更相信是陨石带来了生命。

　　问题三：银河存知己？

　　问题的答案或许为“否”。

　　一直以来，天文学家在宇宙中搜索地球可能存在的同类。尤其那些水以液态存在、可能产生生命的星球，如木卫二、火星甚至遥远的系外行星。功能强大的射电望远镜始终监控着宇宙中的信息。1977年，它们还接收了一个可能为外星人发出的信号。与此同时，天文学家们也在不停地扫描目标星体可能具有的大气层，以期寻找到氧气和水。随着技术的不断发展，接下来的数十年，或许将成为天文学家的狩猎季，仅在银河系内就有着近600亿个潜在的目标。

　　问题四：我们缘何如此特殊？

　　如果仅仅从DNA上看，人类并不见得具有超越其它动物的特点。例如，人类基因组与黑猩猩有高达99%的相似，甚至跟香蕉也看起来差不多。而此前许多被认为是将人类与动物区分出来的特征，比如语言、使用工具、辨认镜中的自己等等，一些动物都可以做到。

　　之所以我们没有与动物混为一谈，首先在于我们有着发达的大脑——人类大脑中的神经元数量是大猩猩的三倍。其次或许就是我们的文化，以及它与基因之间的相互作用。当然，也有学者认为对火的利用及其衍生的熟食习惯帮助了大脑的发育。此外，群居合作、交流、交换技术也促使我们脱颖而出，成为这个星球的主人。

　　问题五：意识是个什么东西？

　　这个问题现在没有确切的答案。我们只知道，意识并不属于大脑的一部分，它实际上是由大脑不同的区域共同作用而产生。研究意识的问题，一条可行的思路是，循着摸清到底大脑的哪些区域参与了作用机制，以及神经系统的工作原理来展开。另外借助人工智能构建出一个高度仿真的模拟大脑，也可能有所裨益。

　　不过，这些并不能从哲学层面回答意识存在的意义。一个合理的解释是，意识存在的目的，是帮助人类更好地适应生存。对于感官获得的外界信息，大脑并非简单地做出反应，而是通过整合、筛选、加工外来的信息，为人们甄别当下的现实，想象绚烂的未来提供支持。

　　问题六：人为何会做梦？

　　人生苦短，其中还要拿出三分之一的时间来睡眠。不过即便花了这么多时间来睡觉，人们对睡眠的许多事情依然一无所知。科学家们就在试图解释为什么会睡觉和做梦。弗洛伊德理论的信徒们认为，梦表达了尚未实现的愿望，而这些通常跟性有关。也有人相信梦只不过是休息中的大脑某些混沌的思维。

　　如今，动物实验以及脑成像技术的发展，已经令我们认识到梦对于人类记忆、学习和情感都会产生影响。比如，实验显示老鼠会在梦中重现自己清醒时的经历。目的应该是帮助自己在经常会被放入的迷宫中找到出口。

　　问题七：物质是怎么回事？

　　关于这个问题的解释，或许会令人有些头疼。首先，构成人体的东西叫物质，它有一个和自己只存在电荷上的差异、名为反物质的“亲生兄弟”。不过两者最好是老死不相往来，因为相遇只会导致湮灭和消失。

　　为什么会有这种兄弟倪墙的情况，合理的解释是，大爆炸造就了数量相当的正、反物质。因而一旦物质遇到它所对应的反物质，两者就会同归于尽，只留下能量。

　　不过，就我们所在的宇宙而言，物质似乎更受造物主的偏爱，否则也就不会有人类的存在。至于为什么会这样，物理学家们正利用大型强子对撞机实验提供的数据来追寻答案，并将超对称性和中微子作为两个最具可能的突破点。

　　问题八：一个，还是一群宇宙？

　　宇宙的存在，本身就是一个奇迹。所有必须的条件在同一时间恰好具备，哪怕有一点微小的设定更改，或许就不会有我们这样的生命存在。而从另一方面来讲，其他不同的设定条件下，是否会产生其他的结果。为了解决这个“微调”的问题，物理学家们的研究正日渐转向“其他的宇宙”。

　　按照设想，如果有无数个宇宙存在于多元宇宙之中，那么这意味着每一种条件的组合，都会产生一个结果——就像人类所生存的这个宇宙一样。这听起来可能有些疯狂，但宇宙学、量子物理学提供的证据正佐证这个方向。

　　问题九：碳排放，放在哪？

　　碳排放现在是个热门词汇，那么为了地球的环境着想，碳最好排放到哪里去呢？

　　在过去的数百年里，人类把地下的化石燃料作为工业的血液加以利用，而所排出的二氧化碳，则塞满了整个大气层。如今，气候变暖的压力之下，我们想要物归原主，把碳送回它们一开始来的地方，比如埋进废弃的油气田，或者深藏海底。不过，我们并不能保证这些方法会万无一失。在处理旧麻烦的同时，我们还必须保护森林、沼泽等自然界真正长久储放碳的地域，并积极开发利用低碳、无碳的清洁能源与新能源。

　　问题十：太阳能否给予我们更多？

　　碳排放的压力，正迫使人们在控制石化原料消耗的同时，寻找一种新的能源供给。太阳，这颗距离我们最近的恒星，就提供了多种方案。首先我们已经在利用太阳能产生电力。此外，利用日光能量对水进行分解，得到氧气、氢气也不失为一条好的途径。氢气能够成为未来燃料电池汽车的动力来源。此外，科学家们也一直没有放弃对“无尽能源”核聚变的研究，希望这些方法可以解决人类对能源的不竭渴求。