【原创】回答美国《科学》杂志提出的125个重大科学前沿问题（1）

文/简浩

据2018年01月12日07:44新浪科技讯，北京时间1月12日消息，据国外媒体报道，美国《科学》杂志社于2005年，在庆祝创刊125周年之际，提出了以后25年内必需着重研究解决的125个最具挑战性的科学难题：

1宇宙是由什么构成？答：

宇宙的本质，就是一个“巨大原子”。宇宙结构与原子结构，两个非常相似： 一、原子核的内部是质子、中子、夸克等构成，这些占用空间不到1%，而宇宙内的所有星系天体物质，占用空间也是不到1%。二、原子核内的胶子，也叫强子，既是能量，也是物质，本质是空间，占用空间大于99%，而宇宙太空，就像原子核内的胶子，既是能量，也是物质，本质就是我们不认识的暗物质，占用空间也是大于99%。三、原子核外围被密集能层的电子云环绕，而宇宙外围同样被强大、密集、高能的电子云所环绕，人们常问宇宙外面是什么？很简单，其实就是电子云。

然而，宇宙结构与原子结构，同样都没有也不可能有严格的划分界线。

为什么说宇宙的本质，就是一个“巨大原子”？因为，宏观是由微观构成，宇宙由规模量子构成，所以，我说宇宙的本质就像是一个巨大原子。

2人类意识的生物学基础是什么？答：

人类意识是社会科学，属于精神范畴。意识是人对客观世界的不同反应、不同认识、不同见解、不同判断，人类意识的生物学基础是来自每次“认知神经元”的一次新的排列组合。人的意识是对客观世界的“高级反应”，而其它动物、植物也有意识，只不过是对客观世界的“低级反应”。

人类具有“智慧意识”。人的智慧意识对客观世界为什么会有不同反应、不同认识、不同看法、不同判断？这是由于人的世界观、价值观、人生观（简称“三观”）所决定，而“三观”又受信仰、环境、教育、经历、阶层、经济等客观因素的潜移默化所影响。人虽然是具有“智慧意识”的高级生物，但是，也在不停地“进化竞争，适应环境”。

马克思主义的世界观就是辨证唯物主义，辨证唯物主义的认识论就是宇宙是物质的，人是精神的，物质变精神，精神变物质；辨证唯物主义的方法论就是对立统一、一分为二。

动物圈和植物圈也有“生存意识”。动物和植物都对客观世界的环境、生存、防卫、迁途、寻食、繁育等生存活动，有着“生存意识”的“低级反应”，并且，具有普遍性、多样性、群体性、个性化。否则，就不能适应环境，不能生存与繁育，就要被客观世界淘汰，走向灭绝，所以，动物圈和植物圈都争先恐后的“进化竞争，适应环境”。

我认为：人的意识来自“认知神经元”的一次新的排列组合，于是，在大脑中，开发与形成了“意识结晶、智慧结晶”，这就是人为什么能思维、会思考、有智慧。每一次的灵感与创新，都是新、旧叠加的认知神经元排列组合的刷新、升华。所以，人要经常不断的探索和社会实践，才能不断增加与积累新的对客观世界的感悟与认知，才能不断产生创新意识与创新成果。人对客观世界产生的新感悟、新认知，来自不断的学习、探索、交流、实践、劳动、积累、判断，来自一次次艰辛的脑力劳动和体力劳动的记忆与总结。

3为什么人类基因会如此少？答：

人类产生在地球生物圈进化成熟的后期，由优势“基因模块”化大分子细胞聚合成为大的生命体。基因模块化的人类生命体，集各生物优势于大成，所以，基因少而精。

大千世界，有数不清的物种，生命万物，形态各异。尽管人类与其他生物的血红蛋白形式和基因编码不同，但是基因序列却惊人的类似，从生物遗传的角度来说，所有生物都是源自同一个“祖先分子”的后代，就是二价铁氨基。不可思议的是植物“基因图谱”与人类“基因编码”之间也有共同的“基因模块”，这就是生物圈的所有生命是“物种同源”。

5物理定律能否统一？答：

能够统一。目前，量子论与相对论还不能相互统一、互为解析，原因是“理论层次浅，列式有偏差”。但是，量子论与相对论是“互为统一、不可分割”的物理学整体。宇宙中的所有事物，都是“微观集合为宏观、宏观来自于微观。”中国古人说的好，称作“知微见著”，就能悟出来统一的物理定律。

10地球内部如何运行？答：

科学界一直确认地球内核是个固体球，地核由固态的内核和液态的外核两部分组成，主要成分是铁。我认为，地球内核不是固体球，而是液态等离子体。然而，认为地球磁场如何来源的也是众说纷纭，有争论，没定论。

地球内核不是固体物质，而是流体液态铁，外核是软流圈。地球的内核差不多有月球大小，地核半径约为3480千米，外核被高黏度的岩浆、地幔和固态的地壳所包围。地球内核的温度大约是5000℃至6000℃，地球内核的压强大约为255吉帕至335吉帕（1吉帕为1万个标准大气压）。地球内核液态铁在这么高温、高压下，不但不能是固体，而且还被熔化成等离子液态，围绕铁原子核的电子被挤压出来，在地球内核外部聚集起“电子皮”，“电子皮”则形成了强大的电流。地球自转的同时，带动地球内核也在缓慢的反向自转，内核自转的速度大约每秒150米，自转的等离子内核切割“电子皮”，于是形成了强大的地球磁场，地核磁场的强度可能要达到25高斯，强大的地磁有力的保护了地球生态，驱赶了强大的太阳风辐射和带电粒子。

地球的磁性内核在软流圈中是活动的，运动轨迹就象八卦阴阳图一样循环轮回。地球公转运动受太阳引力的进动影响，进动积累一个时期，磁性内核就会翻转为另一边，因此，地球南北两极就换位。

达到一定质量的岩石行星，其内核的运动规律是：距太阳（重力源）越近的水星，公转进动越大，而地核进动越小，于是，地核换位时间越长。反之，距太阳（重力源）越远的地球，公转进动越小，而地核进动越大，于是，地核换位时间越短。

　    11地球人类在宇宙中是否独一无二？答：

不会是独一无二。宇宙中的星系这么多，应该有像我们这样的智慧生命，甚至还有比我们更智慧的生命。为什么地球人现在孤独，没有发现外星生命？我认为可能有4种原因：一是宇宙太空太遥远，宇宙中的生命信息和智慧信息都被太空暗物质衰减了，探测不到。二是我们探测的科技水平还不够高。三是由于宇宙的能量还不够强大，能够聚变成为生态天体的数量还不够多。四是由于宇宙与星系兼顾“双重轮回”进行“物质洗牌”，或许过去的智慧生命已成历史，进入“天体洗牌”后的新智慧生命水平还不够高。

12地球生命在何处产生、如何产生？答：

地球上大多数的生命物种，起源在地球上的南回归线与北回归线之间的海洋与湿地，因为那里气候温暖湿润，理化环境适宜生物成长，食物充足。

大千世界，有数不清的物种，生命万物，形态各异。尽管人类与其他生物的血红蛋白形式和基因编码不同，但是基因序列却惊人的类似，从生物遗传的角度来说，所有生物都是源自同一个祖先分子的后代，不可思议的是植物基因图谱与人类基因编码之间也有共同的基因模块，这就是所有的生命物种同源。

地球生命来自海洋，得益于地球形成后旺盛动荡的四个生态环境条件，是地球形成生命的关键内因。一是化学环境，海水中丰富的二价铁，在合适的海水环境温度下，成为关键的生命物质基础，成为关键的从无机到有机的化学过渡。二是物理环境，风雨雷电，火花放电。地球形成初期，地球的电场、磁场的强度都比现在强很多，雷电交加的日子比现在多，空间的电场强度更高。三是空间环境，纯洁的氮、碳、氢和重水含率极低，对初始的二价铁氨基伤害更小。四是能量动力，来自高速浪潮的冲击。

四个生态环境条件，促使二价铁与氮、碳和氢自发的合成了二价铁氨基，这是形成生命的关键过渡。二价铁氨基是生命从无机到有机的过渡物质，只有二价铁氨基能够代谢延续生存，才能保障进化跨跃到氨基酸基础生命分子，二价铁氨基是生命的“摇篮”、“二传手”。

二价铁、其他生命物质和磷酸盐的化学反应，与巨浪冲击产生的动能、热能将氨基合成了氨基酸分子，这是地球生命起源的漫长前奏，生命从无机到有机的“怀胎”过渡演化时间大于生命大爆发时间。

二价铁氨基为四个生命进化阶段奠定了从无到有的生命跨越：一是从化学进化阶段的氨基进化到氨基酸，氨基酸是生命的基本结构单位，是生命关键的进化过渡；二是从无机分子进化到有机分子，由小分子进化到生命大分子；三是从生命分子进化到原核细胞的过渡阶段；四是从原核细胞进化到真核细胞。

所有生命的基因DNA分子、生命特征都与二价铁氨基有关，与二价铁原子易于能量传导、氧化催化的化学性质有关，与二价铁原子固有自旋左旋、电磁特性的物理本征有关。二价铁氨基是地球所有生物生命的“祖先分子”。

二价铁物质具有易于氧化反应的化学性能，二价铁氨基的维持能量来自借助二价铁在氧化过程中分解水的氢与氧，二价铁氨基分子每丢失１个电子，二价铁在氧化中就会再从水分子中吸收１个电子补充，经过４轮电子吸收，两个水分子转化为１个氧分子、４个电子和４个氢离子，之后重新开始新一轮循环，再补充二价铁原子继续进行氧化分解反应循环，周而复始，从而使二价铁氨基得到失去与补充的能量代谢循环机制，完成了美妙无比的能量代谢循环与无机到有机的延续过渡，创造了二价铁氨基向氨基酸转化过渡的关键机制，由此，二价铁氨基在能量代谢循环过渡中，分化产生了动物与植物两种生命的氨基酸，形成两种生命进化机制。因此，二价铁对催化参与氨基酸化合物的质变起决定作用，促使氨基酸成为带有自旋左旋物理本征的左旋手性分子，成为生命代谢机制的本能。这就是地球生命如何起源。

只要你能抓住生物共同祖先分子的“基因编辑”“牛鼻子”，就是生物革命，甚至你就能统领万物，引领未来，改变未来，塑造未来！

26宇宙是否唯一？答：

是唯一的宇宙。从欧洲航天局“普朗克”太空望远镜公布的世界首张宇宙全景图可以看出，所有星系都在同一条水平线上，说明只有一个引力系统，一个宇宙，一个天，没有平行宇宙、多重宇宙。

既使没有理解宇宙，也不要神化宇宙。宇宙来自简单而自然，演化确实深奥而神秘。

27是什么驱动宇宙膨胀？答：

是宇宙太空高速自转运动产生的螺旋辐射动能的推动力，驱动宇宙膨胀，实际是星系膨胀，而不是宇宙膨胀。

宇宙中任何的物理过程，都没有这么大的能量创造出宇宙太空。宇宙太空既是能量，也是物质，本质属性是能量范畴。虽是看不见、摸不着的太空，却是人们不认识、不理解的“暗物质”。

宇宙中的空间与天体，都是物质，都有自转运动，宇宙空间也不例外，同样存在高速自转运动，有自转运动，因此就一定有宇宙中心。宇宙中心的暗物质在宇宙自转运动中就会生热，就会不断积累热能，久而久之，形成宇宙大爆炸，本质就是“超能核聚变”。上一轮的宇宙大爆炸后又经历若干年，宇宙中心还会重复上一次的热能积累，久而久之，继续引发一轮又一轮的宇宙大爆炸。聚变出新一轮的质子、中子、电子、离子等轻物质，又会形成一轮又一轮的年轻星系，在宇宙空间自转运动的螺旋辐射动能推动下，仍然继续向外圆螺旋扩张。

待到一轮又一轮的宇宙大爆炸后，又形成了新一轮的类星体，在宇宙高速自转的巨大螺旋辐射动能推动下，就是人们还不认识、不理解的“暗能量”。形成了巨大的螺旋扩张力，推动前一轮的类星体向外圆不断的螺旋扩张膨胀运动，实际是所有的类星体和星系都在边公转、边螺旋、边扩张、边膨胀，这就是人们还不认识、不理解的“星系膨胀”原因。这时，前一轮扩张到外圆轨道的类星体公转运动开始减速，类星体内的空间开始伸展、密度变小、能量变小、亮度变小、占空变大，后来逐渐演变为正常星系。银河系的前生也是类星体演变而来。

29超高能宇宙射线来自何处？答：

超高能宇宙射线来自宇宙四个方面：主要是来自“极端天体”的碰撞爆炸。比如，一是双黑洞碰撞爆炸，二是双中子星（包括脉冲星）碰撞爆炸，三是超新星的核心爆炸，四是类星体爆炸（较少）。

因为极端天体的磁力超强，引力超大，能量超大，质量超大，体积超小，所以，爆炸闪烁的超高能射线最强。

【E-mail：3073692386@qq.com】2019/3/27