宇宙是由什么组成的？一个脱口而出的答案是：由那些亮晶晶的星星组成的。但在最近几十年中，科学家越来越发现这个答案是不正确的。天文学家认为，组成恒星、行星、星系——当然还有我们——的物质，或者叫普通物质，只占宇宙总质量的不到5％。他们估计，另外25％，可能是由尚未发现的粒子组成的暗物质。剩下的70％呢？暗物质和暗能量的本质是什么？
地球内部如何运作？40多年以前，一场地球科学的革命发生了。板块构造学说更新了关于地球自身的知识。但是关于地球内部构造的问题，仍然沿袭着革命之前的知识。科学家在这40年中所做的，就是把这个鸡蛋模型——分为地壳、地幔和地核进一步细化。借助于越来越先进的地震波成像技术，科学家正在研究地球这个庞大机器的运作过程。但是要掀起另一场科学革命，可能还需要半个世纪。
我们在宇宙中是唯一的吗？45年前，天文学家弗克·德雷克首次启动了探寻地外文明的奥兹玛计划——用巨大的天线（射电望远镜）接受外星文明发射的信号。45年过去了，天文学家的努力仍然在继续着。然而，即使是迄今为止规模最大的凤凰计划，也还没有找到任何来自外星文明的无线电信号。
人类寿命可以延长多少？尽管百岁老人仍然少见，人类的平均寿命（尤其是在发达国家）在过去的几十年中一直在延长。但是这种趋势能保持多久？科学家通过对实验动物的研究，发现包括限制热量摄入在内的一些方法可以显着地延长它们的寿命。但是这些方法是否可以成功地应用到人类的身上，以及能延长多少寿命呢？
记忆是如何存取的？美好的记忆、悲伤的记忆，关于解方程技巧的记忆，英语单词的记忆，毫无疑问它们都储存在我们的大脑中。但是它们具体在什么部位？上个世纪50年代，科学家发现大脑中的；海马区；在存储信息的过程中扮演着至关重要的角色——如果切除掉海马区，那么以前的记忆就会一同消失。但是海马区的神经细胞如何把信息固定下来？科学家发现一些分子参与到了记忆的形成。
物理学定律可以被统一起来吗？苹果落向地面、一道闪电划过长空、核电站反应堆里的铀原子衰变同时放出能量，超级加速器击碎质子：这几种现象代表着自然界中四种基本力的作用，也就是引力、电磁力、弱力和强力。宇宙间所有的物理现象都可以用这四种基本力进行解释。但是科学家并不满足。有没有可能把这四种力统一成为一种？
在量子不确定性和非定域性之下，还有更深层次的原理吗？量子理论已经诞生了年有余，它产生了令人信服的应用成果，但是它也带来了反直觉：量子力学的不确定原理指出我们无法同时精确地获得一个物体的动量和位置。而非定域性让两个处于量子纠缠态的粒子的纠缠态同时崩溃，而不管它们相距多远。爱因斯坦就说过，尽管量子力学给他留下了非常深刻的印象，但是；一个内心的声音告诉我，它还不是真实的东西。
生命是如何以及在哪里起源的？科学家已经发现了34亿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。那么蛋白质和DNA——生命的两大支柱——哪一个先出现在地球上？或者一起出现？科学家认为，更可能的情况是，RNA比前两者更早出现。另一个问题是，生命在什么样的环境下起源？
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