科学7最大的未解之谜。

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在过去的两个世纪,科学已经回答了很多有关的性质和问题的法律,它是主体。我们能够探索星系以及组成物质的原子。我们已经建立了一个机器,可以计数和解决问题超出了个人的决定。我们决定百年历史的数学问题,并建立了一个理论提供了新的数学问题。这篇文章是不是这些成就。这篇文章是关于科学的问题,仍然迫使科学家们深思一下摸不着头脑,希望有一天这些问题将导致尤里卡“嘶!»。


湍流

湍流 - 这个词并不陌生。你知道它是描述在飞行过程中突然颤抖了字。然而,动荡流体力学 - 一个完全不同的事情。当空气中的两个主体移动以不同的速度飞行颠簸,技术上称为“晴空湍流”的发生。物理学家,但是,很难解释这种现象动荡的流体。数学家有关于它的噩梦。

动荡的液体包围着我们无处不在。流出抽头的流,完全混沌粒子衰变成液体,比当我们打开龙头,我们得到一个单一的数据流等。这是动荡的经典例子,它是用来解释大中小学生的现象之一。湍流是在自然界中常见的,它可以在多种地球物理和洋流中找到。这也是工程师重要的,因为他们往往​​是在出生在涡轮叶片,襟翼等元素流。湍流的特征在于所述的随机波动的变量,如速度和压力。

而在动荡的主题已经多次实验,并收到了大量的经验数据,我们仍远远没有说服力的理论是什么原因导致液体中的湍流,因为它是控制,它的组织混乱。 Navier-Stokes方程 - - 非常难以分析解决问题是由以下事实说明,流体的运动方程变得复杂。科学家们使出高性能计算技术,以及实验和理论简化在研究这一现象的过程,但动荡的一个完整的理论,不,不。因此,流体的湍流仍然在物理今天最重要的尚未解决的问题之一。诺贝尔经济学奖获得者理查德·费曼把它称为“经典物理学中最重要的未解决的问题。”当一个量子物理学家海森堡有人问,如果他出现在上帝面前,并有机会问他什么,那会是什么,一个物理学家说,“我会问他两个问题。为什么相对论?以及为什么动荡?我想第一个问题,他一定会回答»。

资源Digit.in有机会去跟Roddamom纳拉辛哈教授,这就是他说:

“到目前为止,我们还无法预测,而不是诉诸流上的实验数据最简单的湍流。例如,它是目前无法预测该管中的压力损失与湍流,而是通过智能使用在实验中获得的数据,就可清楚。的主要问题是,我们感兴趣的湍流的问题几乎都是在最高程度的非线性,并且数学,其中已设法应付这样一个极其非线性问题,似乎不存在。在众多物理学家长期以来一直普遍认为当话题出现在他们的新问题,不知何故,仿佛被施了魔法,需要解决的数学突然出现已经发明。动荡的问题表明了例外。法律管辖问题是众所周知的,用于在压力下简单的液体通常不封闭在Navier-Stokes方程。但是该解决方案是未知的。当前数学无效解决湍流的问题。正如理查德·费曼,震荡仍是经典物理学»最大的未解决的问题。

湍流研究的重要性,催生了新一代的计算技术。这个决定,至少近似,湍流理论将使科学做出更好的天气预报,设计高能效汽车和飞机,以及更好地理解各种自然现象。

生命起源

我们一直迷恋的可能存在的其他星球上的生命的研究,但有一个问题是科学家们担心在如何生活在地球上出现?虽然这个问题的答案不会带来太大的实际使用中,路径的回答可以导致微生物学天体物理领域的一些有趣的发现。

科学家们认为,关键是理解生命的起源可能是在生命的两大特征的阐释 - 繁殖和遗传传输 - 出现在的分子过程中,均获得复制能力的形式。这导致了所谓的“原始汤”理论的形成,根据该青年地球神秘现身混合物,一种汤分子,这是充满了阳光和闪电的能量。长期以来,这些分子应该被合并到包括生活更复杂的有机结构。这一理论在著名的米勒实验,乌里,当两个科学家创建的氨基酸流经的甲烷,氨,水和氢的简单元素的混合物电荷一些支持。然而,DNA和RNA的发现软化的最初的热情,因为它似乎是不可能的,这样一种优雅的结构,如DNA,可以从原始的汤的化学品的开发。

有一种趋势,这表明世界是年轻人,而RNA世界不是DNA的世界。 RNA,因为事实证明,有加速反应,保持不变,并储存遗传物质与繁殖能力的能力。但将原来的复制RNA的生活,而不是DNA,科学家们发现,可以形成核苷酸分子的证据 - RNA分子的基石。该核苷酸极难产生,即使在实验室条件下的事实。原始汤似乎无法这些分子的产物。这一结论导致了思想的另一个学校,认为目前在原始生命的有机分子,有一个外星起源,并交付给地球外太空陨石上,这导致胚种论的理论的发展。另一种可能的解释是“铁硫世界”的理论,声称成立于深水地球上的生命,后来才知道发生在热水在近热液喷口发现高压的化学反应。

值得注意的是,200即使经过多年的工业化,我们仍然不知道如何在地球上没有生命。然而,在这个问题的兴趣始终是一个很好的温度水平。

蛋白质折叠

旅行的记忆宫殿会导致我们学校化学或物理的经验教训,我们都爱这么多(当然,几乎所有的),在这里我们解释说,蛋白质 - 是非常重要的分子和生活的基石。这会影响结构,并反过来氨基酸序列组成的蛋白质分子,确定该蛋白质的比活性。其中蛋白质放置并开出独特天然空间结构的方式是一个古老的奥秘在科学。科学杂志曾经被称为蛋白质折叠的科学的尚未解决的主要问题之一。问题是,在本质上,由三部分组成:1)如何在蛋白质演变成其最终天然结构? 2)我们可以带计算算法来预测其氨基酸序列的蛋白质结构? 3)考虑到大量可能的构象,蛋白质被放置如此迅速?在过去的几十年中在所有三个方面已经做了相当大的进展,但是,科学家们仍然没有完全破译的领导机制和隐藏原则蛋白质折叠。

折叠过程涉及大量的力和相互作用,使蛋白达到尽可能低的能量,赋予其稳定性的状态。因为高的复杂性和大量的所涉及力场的,它是很难理解的蛋白质的折叠的小过程的确切物理。试图解决与物理学和强大的计算机组合结构预测的问题。虽然小和相对简单的蛋白质已经取得了一些成功,科学家仍在试图准确预测它们的氨基酸序列复杂的多域蛋白质的折叠形式。

要了解这个过程,想象你是在成千上万的道路,导致在同一方向的十字路口,你需要选择,这将导致你在最短的时间你的目的地的路径。完全一样,唯一的更大的问题在于在蛋白质折叠中可能的特定状态的动力机构。业已发现,打在蛋白质的折叠的快速性的一个主要作用“苍蝇”通过构象局部,避免了不利的结构,但物理路径并且该随机热运动是开放的问题 - 以及其溶液可导致更快速的蛋白质结构预测算法<。 BR />
蛋白质折叠的问题仍然是一个热点话题在现代性的生​​物化学和生物物理研究。物理和蛋白质折叠开发的计算算法,导致了新合成高分子材料的发展。除了促进科学计算的增长,该问题导致了更深入的了解疾病,如II型糖尿病,阿尔茨海默氏症,帕金森病和亨廷顿氏 - 在这些疾病的蛋白质的不正确折叠起着重要的作用。更好地了解蛋白质折叠的物理学不仅可以导致在材料科学和生物,而且在医学革命的突破。

重力
的量子理论 科学

我们都知道落在牛顿头上,导致重力发现苹果。如果说,此前的世界已不再是相同的 - 什么都不说。然后来到爱因斯坦与他的广义相对论。他又看了看重力和时空结构的曲率,构成了宇宙。想象一下,一个重球躺在床上,和一个小球,这是附近。在片材的球沉重的压力,弯曲它,和一个小球滚动朝第一球。爱因斯坦的引力理论,巧妙地工作,甚至解释了光的曲率。然而,当涉及到的工作是因为量子力学定律亚原子粒子,广义相对论给出了一个相当奇怪的结果。引力理论,它可以团结量子力学和相对论的发展,20世纪的两个最成功的理论,是中国最大的科研任务。

这个问题已经催生了物理和数学的新的和有趣的领域。最受关注的是由所谓的弦理论所吸引。弦理论取代的微小振动弦的颗粒,其可以采取多种形式的概念。每个串能够以一定的方式,这使得它有一定的质量和自旋振动。弦理论是非常复杂的,数学安排在时空十个方面 - 六比我们以前认为。这个理论成功地解释了很多奇怪的婚姻引力和量子力学的,并在同一时间进行的一切»稳定论“的候选人。

另一种理论,制定量子引力,称为圈量子引力。 PKG相对较少雄心勃勃,试图成为首先,万有引力自我理论是不准备打击的大统一。 SL是空时由微小环形成的织物,因此而得名。与弦理论,SL增加了额外的维度。

尽管这两种理论都有其利弊,量子引力理论,仍然是一个悬而未决的问题,因为没有一个理论已经证明实验。上述任何理论的实验验证和确认是实验物理学的一个巨大的问题。

量子引力理论是难以察觉的效果需要在我们的日常生活势头,然而,被发现和证实,这将是一个强有力的迹象表明,我们非常先进的科学,可以在黑洞,时间旅行和虫洞物理学的方向移动。<溴/>
黎曼假设

在与著名理论家数量的采访陶哲轩叫质数号码,颇为引人注目的特点理论的原子元素。仅存在两个素数分频器1和数字本身,因此它们是在世界上最简单的元件号码。素数也极不稳定,不适合的模式。大量(两个素数的乘积)被用来加密百万安全的网上交易。这样一些简单的分解将采取永恒。但是,如果我们以某种方式掌握随机一见钟情,素数的性质,更好地了解他们的工作,我们更接近一些伟大的事情,并从字面上砍死互联网。黎曼猜想的解决方案可能导致我们十步更进一步地理解素数将在银行,商业和安全结构的严重后果。

正如已经提到的,素数是众所周知的具有挑战性的问题。在1859年,黎曼发现素数的数量不超过x, - 函数素数的分布,记为圆周率(x)的 - 表达的所谓“非平凡零点”zeta函数的分布方面。所有非平凡零点的Zeta:解决黎曼与泽塔相关的分布函数和整数行其功能是0与一组特定的这些像素的相关设定的点,“平凡零点”,这被认为是趴在关键环节相关功能有实部等于½。这种假设被证实超过十亿零并可以揭示秘密包封素数的分布。

每个数学家都知道,黎曼假设是悬而未决的最大的谜团之一。其解决方案将不仅影响到科学和社会,同时也保证了一百万美元的作者的解决方案奖。这是千年的七大谜团之一。试图证明黎曼假设是一个伟大的很多,但他们都没有成功。

应对机制节肢动物

节肢动物 - 一类微生物,它在本质上是相当普遍,在各种气候条件和在所有高度我们七大洲。但是,这绝不是普通的微生物:他们有生存的超凡能力。举个什么第一生物体可以存活的空间,一个危险的真空。一些节肢动物进入轨道的火箭“福田-M3”,暴露于各种太空辐射,并返回几乎毫发无损。

这些生物体不仅能够在空间中生存,但也可以承受的温度刚刚高于绝对零度和沸腾的水。他们还悄悄地忍受在太平洋马里亚纳海沟,11公里长的裂纹的压力。

研究减少一些令人难以置信的能力,隐生节肢动物,anhydrobiosis(干燥) - 其中代谢活动减慢极大的条件。干燥允许基本上失去了水,几乎停止新陈代谢。通过访问水,缓步动物恢复原来的状态,并继续生活,仿佛什么都没有发生。这种能力有助于它在沙漠和干旱的生存,但这种“点水熊”管理着的生存空间,或者在极端温度下?

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