8個罕見的未解之謎，宇宙是由什麼組成的？

一個體細胞是如何變成整株植物的？

在某種意義上，植物似乎比動物有更大的靈活性。植物的體細胞不需要繁瑣的體細胞核移植技術，就能重新變成植物胚胎細胞。科學家很早就已經開始利用植物的這種性質。用一小塊植物組織，在實驗室里就能培養出可以供一片森林使用的幼苗。但是為什麼植物細胞有這樣的靈活性？科學家已經發現了一些線索，例如植物的生長素在這個過程中起到的作用。

生命是如何以及在哪裡起源的？

科學家已經發現了34億年前的微生物的化石，在更古老的岩石上也能找到生物光合作用的痕迹。那麼蛋白質和DNA——生命的兩大支柱——哪一個先出現在地球上？或者一起出現？科學家認為，更可能的情況是，RNA比前兩者更早出現。另一個問題是，生命在什麼樣的環境下起源？一種假說認為，生命最早起源於海底的熱水中。如今，科學家一方面在實驗室里探尋從簡單有機物到可以自我複製的有機物的發展過程，另一方面，研究彗星和火星，也將為這個問題帶來重要的啟示。

什麼決定了物種多樣性？

這是一個充滿生命的行星，但是並非每一個角落的生命都同樣繁榮。一些地區居住的物種的數量超過其他地區。熱帶比寒帶擁有更高的物種多樣性。為什麼會出現這種情況？僅僅是因為熱帶比寒帶更熱？科學家認為，生物和環境之間的相互作用對多樣性起著關鍵的作用。當然，還有其他一些改變多樣性的力量，例如捕食和被捕食的關係。但是，科學家首先面臨的問題是如何獲取關於全球物種多樣性的基礎數據——到底有多少種生物在那兒。

合作的行為如何進化？

你很容易在社會性動物身上看到利他的行為。例如蜜蜂把食物的信息傳遞給其他蜜蜂。人類和其他靈長類動物社會也充滿了合作的行為。進化論的創立者達爾文對合作現象提出過一些解釋，例如親屬之間的相互幫助，實際上會促進整個家族繁殖的可能性。如今，科學家正在尋找合作行為的遺傳基礎。而博弈論——一種關於競爭、合作和遊戲規則的數學理論，也能夠幫助科學家理解合作行為如何運作。達爾文觀察到了合作的現象並做出了解釋，今天的科學家希望能夠讓這個解釋更加深入，並且希望能夠回答它是如何產生的。

如何從大量的生物學數據中得到全景？

生命是如此的複雜，以至於幾乎每一位生物學家都只能在一個很小的領域進行探索。儘管在每一個領域都產生了大量的描述性的數據。但是科學家能夠從這些海量的數據中得出一個整體的概念，例如生物是如何運作的？系統生物學這門正在形成的學科為回答這些問題提供了一些希望。它試圖把生物學的各個分支聯繫起來，利用數學、工程和計算機科學的方法讓生物學更加量化。不過，現在還沒有人知道這些方法是否能夠最終讓科學家理解生物運作的整體圖景。

宇宙是由什麼組成的？

一個脫口而出的答案是：由那些亮晶晶的星星組成的。但在最近幾十年中，科學家越來越發現這個答案是不正確的。天文學家認為，組成恆星、行星、星系——當然還有我們——的物質，或者叫普通物質，只佔宇宙總質量的不到5％。他們估計，另外25％，可能是由尚未發現的粒子組成的暗物質。剩下的70％呢？天文學家認為那可能是暗能量——讓宇宙加速膨脹的力量。暗物質和暗能量的本質是什麼？科學家正在用加速器和望遠鏡尋找這些問題的答案，如果找到了，其意義肯定是宇宙級的。

我們在宇宙中是唯一的嗎？

45年前，天文學家弗克·德雷克首次啟動了探尋地外文明的奧茲瑪計劃——用巨大的天線（射電望遠鏡）接受外星文明發射的信號。45年過去了，天文學家的努力仍然在繼續著。然而，即使是迄今為止規模最大的「鳳凰」計劃，也還沒有找到任何來自外星文明的無線電信號。

地球內部如何運作？

40多年以前，一場地球科學的革命發生了。板塊構造學說更新了關於地球自身的知識。但是關於地球內部構造的問題，仍然沿襲著革命之前的知識。科學家在這40年中所做的，就是把這個雞蛋模型——分為地殼、地幔和地核進一步細化。藉助于越來越先進的地震波成像技術，科學家正在研究地球這個龐大機器的運作過程。但是要掀起另一場科學革命，可能還需要半個世紀。

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