Самые сложные задачи

(Для тех, кто интересуется природой и уверен в себе)

В разных областях науки есть много интересных нерешённых задач. Многие из них очень специальные, а о многих я даже не слышал. Сложная задача - это важная и интересная загадка природы , которая пока не имеет объяснения. Сложные логические задачи, такие как Великая теорема Ферма , не являются "загадками природы" и не включены в этот список. Список составлен в соответствии с моими ограниченными знаниями и моими предпочтениями.

Наиболее важные практические задачи

Решение многих научных проблем полезно для человека.

Самые общие вопросы

Вряд ли их решение принесёт прямую пользу, но оно даст понимание устройства мира .

Как материя порождает идеальные объекты?

Нейробиология может объяснить, как распространяются сигналы, и как действует биохимический механизм памяти. Но почему в результате работы нервной системы возникает субъективное восприятие, и мы осознаём себя? Проблема состоит в том, что на основе материальной нервной системы возникает идеальное сознание.

Механизм существования

Физика сводит свойства сложных объектов к свойствам небольшого количества взаимодействующих элементарных частиц. Природа этих частиц и самих взаимодействий тоже будет изучена и будет объяснена ещё более общими законами. Чем кончается этот процесс изучения природы вглубь? Что за неделимый перво-объект лежит в основе существования?

Фундаментальные проблемы отдельных наук

Единая теория поля (Теория всего)

С тех пор, как в XIX веке учёные обнаружили, что электричество и магнетизм - это две стороны одного природного явления, продолжаются поиски подхода, объясняющего с единых позиций гравитацию, электромагнитные и ядерные взаимодействия. Пока удалось создать и экспериментально проверить теорию, объединяющую электромагнитные и слабые взаимодействия. Есть несколько теорий объединяющих электромагнитные и сильные взаимодействия, однако нельзя признать, что они окончательно подтверждены экспериментально.

Квантовая гравитация

В общей теории относительности не используются законы квантовой механики. Уже скоро век, как вопрос о существовании гравитационных волн и квантовой частицы гравитона - переносчика гравитации остаётся открытым. Трудности регистрации гравитационных волн настолько велики, что квантовая теория гравитации, возможно, будет построена чисто теоретически.

Какое вещество было предком ДНК?

Проблема происхождения жизни получила бы завершённость и могла бы перейти в разряд экспериментально проверяемых научных теорий, если бы удалось небиологическим путём синтезировать вещество, способное к самокопированию. В результате эволюционного изменения такого вещества могла появиться молекула ДНК.

Начало большого взрыва

В соответствии с теоретическими моделями состояние материи в первые доли секунды существования вселенной выходило за все границы, которые можно проверить экспериментально. Поэтому приходится сомневаться в справедливости такой глубокой экстраполяции теорий. И вопрос о том, что является причиной Большого взрыва, и какова была эволюция вселенной в самом начале, остаётся открытым. Также остаётся нерешённой проблема состояния материи в черной дыре .

Скрытая масса

Для того чтобы наблюдаемая динамика галактик и всей вселенной соответствовала теоретическим построениям, требуется, чтобы средняя плотность вещества во вселенной была больше, чем получается из инвентарного подсчёта масс известных объектов.

Есть ли сознание у животных?

По поведению высших приматов можно заключить, что они осознают себя. Можно ли объективно установить или опровергнуть факт осознавания себя животными, которые сильно отличаются от человека? Если бы этот тест удалось разработать, то можно было бы экспериментально доказать, что принцип работы сознания одинаков. Оно есть у всех животных, и различается только степенью развития.

Пересадка мозга

Информационный опыт мозга заключается в его взаимодействии с конкретными органами организма. В случае имплантации чужого мозга он будет неспособен управлять незнакомыми органами. Требуется некоторое время для информационной адаптации мозга к новому телу. Способен ли организм пережить эту адаптацию? Возможно ли полноценное сознание у такого организма? Если бы опыты по пересадке мозга у простейших животных оказались удачными, то задача создания протеза мозга стала бы практической задачей медицины.

Поиск внеземной жизни и внеземных цивилизаций

Эксперименты показали, что бактерии и более сложные существа могут выжить в космосе много лет. Видимо, они могут зародиться на других планетах и могут переноситься между планетами. Но пока не обнаружено простейшей жизни даже на Марсе - самой благоприятной для жизни планете после Земли.

Из-за огромного количества звёзд в видимой вселенной, можно надеяться, что где-то тоже развилась разумная жизнь. По каким признакам можно её обнаружить? Если мы найдём технологические признаки разума на далёких звёздах, то больше не будем одиноки во вселенной.

Объяснение морфогенеза по структуре ДНК

Сейчас биологи уже могут расшифровать структуру ДНК, и, может быть, скоро смогут воспроизводить нужную структуру. Но как по заданным свойствам живого существа определить требуемую структуру ДНК? Это практически не известно.

Искусственный разум

Несмотря на заметный прогресс в науке об "искусственном интеллекте" и многочисленные заявления исследователей о разработанном или уже созданном искусственном сознании, задача будет считаться решённой только когда уровень этого сознания сравняется с человеческим. Только осознание факта, что мы уже не способны конкурировать в интеллектуальной области с машинным интеллектом заставит нас признать его существование.

Открытые вопросы в физике

Как объединить Квантовую механику и Общую теорию относительности, чтобы создать квантовую теорию гравитации? Справедлива ли Эйнштейновская (классическая) теория гравитации в микроскопическом пределе, или возможны/необходимы исправления, которые незаметны в пределах существующих наблюдений? Действительно ли гравитация - это кривизна? (c) John Baez

 

 

Проблемы физики и астрофизики на пороге 21 века (В.Л.Гинзбург)

10 Physics Questions for Millennium (Dr. David Gross, University of California)

The Greatest Unsolved Problems in Science in Physics and Biology

Детерминизм и свобода воли Проблема взаимодействия сознания с телом

Возникновение сознания Возник объект или нет - это субъективный вопрос

The Hard Problem (David Chalmers)

Тест осознавания себя Строится как проверка наличия свободы воли

Опасно разумен Хорошо думающая бездушная машина

Inflation The inflationary scenario invokes a vacuum energy density

Первые организмы По сложности, это были копья, а не пулеметы

Конференция SETI-XXI Молчание вселенной и другие нерешённые проблемы

Происхождение пространства Возникновение самодостаточных объектов - обычное явление природы

Фундаментальные константы 26 констант не много, но лучше, чтобы их не было совсем

Ищем Хиггс Если бозон Хиггса существует в природе, то его должны открыть на LHC в CERN

Происхождение мышления Кто имеет ощущения, способен изобрести и использовать символы

Что хранится в ДНК Все клетки имеют одинаковые ДНК. Поэтому ДНК не может содержать генов, отвечающих строго за один видимый признак.

Открытые вопросы в физике Сплошная среда, Нелинейная динамика, Космология, Астрофизика, Элементарные частицы, Квантовая физика