21世紀十大待解科學(xué)謎團

南木

10、生命是如何起源的？

這個問題看起來似乎并不難，卻總是解決不了。對于生命基本構(gòu)成是如何在原始條件下產(chǎn)生，或者是如何從太空來到地球的，不斷有各種新發(fā)現(xiàn)冒出來。

9、暗物質(zhì)到底是什么？

80多年前天文學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，太空中的引力遠比可見物質(zhì)能產(chǎn)生的引力要多。探索產(chǎn)生額外引力的那種未知亞原子粒子是一項艱苦的工作。一些實驗中得到的線索總是在其他實驗中被推翻。

8、推動宇宙加速的暗能量本質(zhì)是什么？

假如你覺得暗物質(zhì)太難研究了，那么試試解釋暗能量吧。有一種物質(zhì)在推動著宇宙以日益加快的速度膨脹。但暗能量的本質(zhì)仍是個謎。

7、如何衡量證據(jù)？

這個問題太神秘了，以至于許多科學(xué)家都沒有意識到它的存在。舉個例子：你做了一個實驗，得到具有重要統(tǒng)計學(xué)意義的數(shù)據(jù)結(jié)果，然后重復(fù)實驗，結(jié)果一樣，那你就會認為這樣得到的證據(jù)比做一次實驗要強。但假如第二次實驗得出的數(shù)據(jù)意義稍弱一些，那么兩次實驗的合并P值（就是當原假設(shè)為真時所得到的樣本觀察結(jié)果或更極端結(jié)果出現(xiàn)的概率）反而更弱了，盡管實驗證據(jù)原本應(yīng)被認為是更強的。

6、基因、癌癥和運氣

你最近可能聽到了這樣的說法，即大多數(shù)癌癥患者都是因為運氣不佳，美國《科學(xué)》周刊發(fā)表的一份研究報告就是這樣說的。該研究引發(fā)了抗議之聲，有人認為這種說法會給公眾“傳遞錯誤的信息”。專家們對隨機突變（壞運氣）、遺傳（父母的原因）、生活方式（你自己的原因）和環(huán)境（別人的原因）等因素到底孰輕孰重也意見不一。把這些問題理出頭緒，同時解決有關(guān)癌癥的其他謎團應(yīng)是21世紀科學(xué)界最重要的任務(wù)之一。

5、空間還有多出來的維度嗎？

不管有多少維度，它們都是必要的。這個問題或許應(yīng)該這樣問：空間到底有多少維度？許多物理學(xué)家認為，物理學(xué)要想正確地解釋宇宙，普通的三維肯定是不夠的。理解這個問題的關(guān)鍵是“卡-丘”空間——這是個能以無數(shù)不同的方式蜷縮的高維空間，要想探查到其中有多少額外的維度存在是非常困難的。要想知道這其中無數(shù)可能性中哪種是與我們所生存的宇宙相對應(yīng)，那就難上加難了。

4、時間的本質(zhì)

這么多謎團，解決它們的時間又很緊迫，除非我們了解了時間的本質(zhì)，也許就能找到些利用時間的捷徑。時間持續(xù)和逝去的本質(zhì)是什么——是虛幻的還是以某種難以琢磨的方式“真實”存在？時間的方向是什么——總是向前走嗎？為什么？時間旅行可能嗎？信息能向過去傳遞嗎？也許最大的謎團就是，這些有關(guān)時間的問題是相互聯(lián)系的還是各自獨立的？

3、量子引力

量子物理學(xué)和廣義相對論似乎都準確地描述了宇宙及其組成，但這兩者看起來卻互不相容。要把它們合并成統(tǒng)一的理論就像在美國國會達成妥協(xié)那么難。不過還是有線索的。1930年，愛因斯坦試圖駁倒量子力學(xué)（主要是海森堡不確定性原理），他提出，在秤上掛一個盒子，在盒子上綁一個時鐘，這樣就既能測量光子的質(zhì)量，又能測量逃逸出盒子的確切時間（根據(jù)海森堡原理，兩者是不能同時測量的）。不過丹麥科學(xué)家尼爾斯·玻爾指出，時鐘上的時間是不確定的，因為隨著盒子在引力場中向上移動，愛因斯坦的相對論就會需要時間的變化，那樣所帶來的不確定性就與海森堡時間測定中的一樣。

2、外星生命真的存在？

似乎很有可能，因為外星球的數(shù)量太多了，但要找到外星生命肯定需要接收到確切的信息。搜尋外星文明研究所等機構(gòu)就在尋找這類信息，但迄今還未成功。有兩種可能的解釋：第一，根本沒有這樣的信息;第二，有信息，但沒人知道怎么探測或破譯。

1、量子糾纏的意義

所有關(guān)于量子的謎團都沒有令人滿意的解答，不過假如量子糾纏問題得到解決，其他問題都會迎刃而解。糾纏發(fā)生在有著共同歷史卻又相互分離的部分組成的系統(tǒng)中;測量其中一個部分會揭示出測量其“遠親”時的結(jié)果。糾纏是一種自然現(xiàn)象，也在實驗中得到了很好的證實。它表明，時間和空間不會像束縛人類活動那樣束縛量子現(xiàn)象。有關(guān)量子糾纏的最新需要解開的問題包括黑洞。黑洞看起來可以出現(xiàn)糾纏，這顯然跟它們通過蟲洞相連接差不多。相關(guān)研究顯示，空間、時間和引力都是一個巨大的量子糾纏網(wǎng)絡(luò)的組成部分。