20世紀(jì)是人類歷史上科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為輝煌的一個世紀(jì)，國際科學(xué)界不僅攻下了許多歷史上未能解決的難題，還創(chuàng)造了諸如相對論、量子力學(xué)、電子計算機、人造衛(wèi)星、激光器、光纖通信、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、核電站、基因治療、動物克隆等等成千上萬的高新科技成果。但科技的發(fā)展是無止境，盡管20世紀(jì)科技成就巨大，但也不可能解決科技史上的一切難題。不僅如此,20世紀(jì)科技在其自身發(fā)展中又產(chǎn)生出許多新的疑難問題?？茖W(xué)正是在不斷地解決難題又不斷產(chǎn)生難題中前進的。我們將這眾多難題，稱為跨世紀(jì)的科學(xué)難題。
古代科技的難題
水晶人頭
在英國倫敦博物館里，陳列著一個面目猙獰、齜牙咧嘴的水晶人頭。每到晚上，就反射著耀眼的光芒，常嚇得工作人員魂不附體。這顆水晶人頭是在墨西哥某地發(fā)現(xiàn)的，同時還發(fā)現(xiàn)了很多精致的小型銅制工具。由此可以推測，制造者是用銅制工具雕刻的。從歷史和宗教的角度分析，水晶人頭估計是14或15世紀(jì)墨西哥印第安阿茲臺克人制作的，可能是他們祭司牧杖上的裝飾品。但許多專家卻懷疑:因為直到20世紀(jì)40年代，拉丁美洲的這些印第安人還在密林中過著茹毛飲血的原始生活。誰能相信，這些印第安人在14或15世紀(jì)會冶煉銅，制造銅工具和掌握這樣高超的雕刻技藝。
無尾織物
在秘魯利馬市一所由日本人創(chuàng)建的阿瑪諾博物館里，墻壁上掛著一幅世界上獨一無二的印加人的棉織物。這幅棉織物長3米、寬l米，初看起來平凡無奇，但仔細(xì)觀察就會發(fā)現(xiàn):它只有開始織起的一頭，卻沒有收尾的一頭。如果把這邊當(dāng)做開織的一頭，那么相對的另一邊就應(yīng)該是收尾的一頭但另--邊也沒有收尾的樣子，仍是開織的一頭。如果這幅棉織物是從兩頭織過，那么就應(yīng)該在中間的某個地方遺留著連接的痕跡，然而卻又找不出這種痕跡。美國的紡織品專家對這幅棉織物進行過徹底調(diào)查，結(jié)論是:這樣的紡織品根本不可能織造，亦不可能存在。然而，這塊不可思議的棉織物確確實實地掛在阿瑪諾博物館的墻壁上。
千年彩電
考古學(xué)家夏勞·勒加博士在埃及尼羅河畔一座新發(fā)掘的古墓中竟然發(fā)現(xiàn)了一臺完好無損的彩色電視機。這一發(fā)現(xiàn)轟動科學(xué)界。這臺電視機有四個三角形的熒光屏，四周還鑲鍍著黃金飾邊，內(nèi)部機件由目前世界上最先進的金屬鈦制成，質(zhì)地堅固、造型美觀。出土?xí)r，其太陽能電池仍可正常運轉(zhuǎn)，但已不能顯示圖像。專家們特意把它與墓內(nèi)其它工藝品一起經(jīng)過科學(xué)鑒定，證明這臺彩電已有4200年以上的歷史，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的世界上最早的彩電。但令人不解的是，4200年前古代埃及還是奴隸制社會。
核反應(yīng)堆
在加蓬共和國著名鈾礦區(qū)奧克洛，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個不可思議的史前遺跡 古老的核反應(yīng)堆。據(jù)考證，該礦生成年代大約在20億年前，核反應(yīng)堆在成礦后不久開始運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)時間長達(dá)50萬年之久。而在20億年前的史前時代，地球上才剛剛萌芽出最原始的生命，人類的出現(xiàn)只不過是距今二三百萬年前的事。
曼陀羅發(fā)電機
美國愛達(dá)荷州布里斯的發(fā)明家布爾·波拉溫說:古代亞洲的寺院及神殿，不僅是供祭神佛的建筑物，而且在那些建筑物中，曾經(jīng)安裝過一種非常巨大的發(fā)電機為人們供電。他解釋:形如蓮花的曼陀羅，相當(dāng)于現(xiàn)代的電路配線圖。而組合于圓圈內(nèi)的抽象字形曼陀羅，則與現(xiàn)代變壓器的剖面圖是一模一樣的。而曼陀羅與源于中國古代的卜卦，是一個體系的八卦圖。他說:八卦圖形表示的內(nèi)容是古代發(fā)電機磁芯的位置。能源從該磁芯順次傳播到鄰近的繞組，因而發(fā)生電脈沖。它與現(xiàn)代發(fā)電機是不同的，它不轉(zhuǎn)動時也能產(chǎn)生大量電磁能源，且能長期不斷地起作用。據(jù)說，波拉溫還成功地復(fù)原了古代亞洲的發(fā)電機。但美國佐治亞洲工科大學(xué)電器教授遜·瓦拉斯等科學(xué)家認(rèn)為:從歷史上看，制造發(fā)電機所必須的各種技術(shù)，是最近兩個世紀(jì)才發(fā)明的。古代如果存在這種發(fā)電機的話，既令人吃驚也是一個難解的科技之謎。
現(xiàn)代科學(xué)的難壓
宇宙的范圍有多大
從理論上講，天文學(xué)家已經(jīng)有了一個精確測定宇宙距離的尺度，叫做哈勃常數(shù)，是以美國天文學(xué)家埃德溫·哈勃的名字命名的。哈勃在上世紀(jì)20年代發(fā)現(xiàn)，宇宙正在以不變的速度膨脹。但是,用哈勃常數(shù)作為測量尺度有一個問題，即無人知道它有多長，且哈勃常數(shù)只能在太陽系以外的太空里測定.在那里，膨脹速度非常大，任何局部影響都變得微不足道。不幸的是那里距離我們地球太遠(yuǎn)，往往有數(shù)億光年。如果天文學(xué)家能夠找到一支 標(biāo)準(zhǔn)蠟燭，即某個類星體，其亮度穩(wěn)定，非常明亮，橫跨半個宇宙都可以看到，那么這個問題便可迎刃而解。但是迄今為止，大家公認(rèn)可通用于整個宇宙的標(biāo)準(zhǔn)蠟燭尚未找到?？傊瑫r至今日，宇宙的范圍有多大這個問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能解決。
數(shù)學(xué)統(tǒng)一性問題
現(xiàn)代數(shù)學(xué)90％以上是屬于20世紀(jì)新開拓出來的，如泛函分析、算子代數(shù)、遍歷理論，隨機過程論、纖維叢、動力系統(tǒng)理論等等。這許許多多新領(lǐng)域的開拓與擴張，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)的誕生，這為數(shù)學(xué)大統(tǒng)一指明了前景，數(shù)學(xué)統(tǒng)一問題，有可能征新世紀(jì)獲得較完美地解決。
物理問題
高溫超導(dǎo)機制至今仍不清楚，用來解釋低溫金屬超導(dǎo)體的bcs理論不能完美解釋它。此外，在介觀物理研究、非線性系統(tǒng)行為等問題也有待21世紀(jì)去解決。
化學(xué)問題
化學(xué)正處于高速發(fā)展的最活躍時期。作為化學(xué)研究的中心課題，分子反應(yīng)動力學(xué)將是21世紀(jì)最重要的問題之一。而光合作用將是21世紀(jì)化學(xué)學(xué)科的最前沿問題之一。分子工程作為化學(xué)同其他學(xué)科相交叉的一門新興學(xué)科，怎樣找出共性的化學(xué)組合、合成新規(guī)律，創(chuàng)造出理想結(jié)構(gòu)的物質(zhì)(在原子、分子水平上)，這是化學(xué)未來的重大任務(wù)。
地球承載人口能有多大
據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，1993年全球人口約56億。如果按1990年世界生育率汁算，到2025年時，金球?qū)⒂?/span>110億人口，為現(xiàn)在的兩倍。再過25年多一點時間，人口又將增加一倍。到2076年，人口將再次增加一倍，達(dá)到460億。到2150年時，全球人口將達(dá)6942億多，為目前人口的125倍多。每平方英里土地上將有12100人。地球供養(yǎng)不了那么多人。因此各國各地區(qū)無一例外，必須長期限制人口的增長，使人口平均增長率為零。但地球生產(chǎn)糧食的能力能養(yǎng)活多少人口?以及通過什么途徑使人口增長率能接近于零，科學(xué)家們必須更多地了解人口、環(huán)境、經(jīng)濟
和文化的相互作用。
生命科學(xué)的難題
現(xiàn)在，人們對人體形態(tài)形成的認(rèn)識達(dá)到這樣的程度:受精卵中含有一種蛋白質(zhì)，它能打開遺傳基因，而這些基因又能打開其他的制造蛋白質(zhì)的基因，這些蛋白質(zhì)承擔(dān)了把簡單的受精卵發(fā)育成復(fù)雜生命的工作。但仍然存在著一些未解之謎，如人們還不十分清楚基因和蛋白質(zhì)究竟是怎樣制造神經(jīng)細(xì)胞上的枝形軸突的，或者制造組成眼睛晶狀體的致密的纖維叢狀物，或者制造靠關(guān)節(jié)接合的脊柱的?事實上，人們對這些效應(yīng)基因還一無所知。人們對這個問題的研究才剛剛開始。即便當(dāng)人類基因組計劃完成之時，解讀人類10萬個基因密碼將是21世紀(jì)生命科學(xué)中最大的難題。
人類能否無疾病
雖然20世紀(jì)的醫(yī)學(xué)有很大發(fā)展，但是我們?nèi)圆涣私庖l(fā)癌的所有基因，也不了解其中的作用過程。這包括腫瘤基因和腫瘤抑制基因。我們不知道病毒結(jié)構(gòu)形成的過程，也不了解這些結(jié)構(gòu)在感染過程中的作用。我們希望對病毒感染過程有足夠的了解，以有助于開發(fā)抗病毒藥物，用于防治艾滋病等。20世紀(jì)50年代時瘧疾病寄生蟲演化出了抗藥菌珠，自此，無論我們使用什么新藥，一些瘧疾總能設(shè)法逃避藥效，所以當(dāng)我們想到消滅疾病時，我們必須考慮到演化過程，它實際上使得人體的保衛(wèi)者和入侵者之間的沖突變得無休無止。由此看來，消滅疾病真的會永遠(yuǎn)成為人類的一個巨大夢想嗎?
信息
如果運用信息，我們不知道互聯(lián)網(wǎng)電子通信爆炸的結(jié)果將如何。計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有可能創(chuàng)造出一種新的社會，然而，我們不知道，存貯的大量信息能否得到理解和使用。僅是進入網(wǎng)絡(luò)并不能保證做到。那么，如何從信息源獲取知識并用以強化我們理解和使用這些知識的能力呢?
