Natur: Offen
Offene Fragen der Naturwissenschaften
Das Spiel der Wissenschaft hat grundsätzlich kein Ende: wer eines Tages beschließt, die wissenschaftlichen Sätze nicht weiter zu überprüfen, sondern sie etwa als endgültig verifiziert zu betrachten, der tritt aus dem Spiel aus. Sir Karl R. Popper 1995, S. 124
„Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen“ Albert Einstein
Wenn jemand zu uns kommt und uns erzählt, auf dem Mond wachsen Erdbeeren, beginnen wir sofort, ihn davon zu überzeugen, dass dies doch nicht möglich sei, anstatt uns zu fragen, warum ihm solch Absonderliches einfiele, unsere Aufmerksamkeit zu erlangen. Sigmund Freud
Jeder dumme Junge kann einen Käfer zertreten.
Aber alle Professoren der Welt können keinen herstellen. Arthur Schopenhauer
The Big Questions [1]
Einleitung
[Bearbeiten]Es hat vielleicht den Anschein, daß das naturwissenschaftliche Weltbild ein in sich stimmiges und abgeschlossenes System von Naturgesetzen ist. Das ist nicht der Fall. Es gibt noch viele offene Fragen in diesem Weltbild und auch grundlegende Dinge sind keineswegs endgültig geklärt. Offenheit wird also notgedrungen zu einer Tugend dieses Weltbildes, denn es kann sich immer wieder einmal etwas ändern und die offensichtlichen Widersprüche sind ein Ansporn zur Weiterentwicklung. Übrigens wurde dem damaligen Studenten Max Planck im Jahr 1900 abgeraten Physik zu studieren, weil es angeblich keine offenen Fragen mehr in der Physik gab.
Physik und Astronomie
[Bearbeiten]Die Physik war sehr erfolgreich in ihren Teilgebieten. Die meisten physikalischen Phänomene kann man auf einige wenige Naturgesetze zurückführen.
Offen ist noch Folgendes:
Einstein und Planck
[Bearbeiten]Einsteins Relativitätstheorie und die Quantentheorie stehen sich bislang ziemlich unversöhnlich gegenüber.
- Mit der Relativitätstheorie kann man Raum, Zeit und große kosmologische Strukturen berechnen.
- Mit der Quantentheorie kann man das Verhalten von Atomen und Elementarteilchen erfassen.
Im Urknall versagen bisher beide Theorien. Man träumt von der großen Vereinheitlichung, die alles unter einen Hut bringen soll.
Naturkonstanten:
[Bearbeiten]Warum Licht rund 300000 Kilometer pro Sekunde schnell ist und ein Wasserstoffatom gerade 1,67 mal 10-27 Kilogramm wiegt, kann die Physik bislang nicht erklären. Viele solcher Naturkonstanten sind empirisch gewonnen und ergeben sich nicht aus theoretischen Erwägungen. Inwiefern es sich hierbei überhaupt um Konstanten handelt, ist ebenfalls ungeklärt. So gibt es etwa Theorien, die die Gravitationskonstante als veränderlich ansehen.
Entstehung der Galaxien
[Bearbeiten]Wie entstanden die Galaxien in der Anfangszeit des Weltalles ?
- Verdichteten sich erst Sterne zu gigantischen Haufen und bildeten sich dann in deren Zentren supermassive schwarze Löcher?
- Oder entstanden erst die schwarzen Löcher und die Galaxien bildeten sich um sie herum?
Liste
[Bearbeiten]Die hier zusammengestellten Fragen und Problemstellungen stellen wichtige ungelöste Probleme der Physik dar. Einige der Probleme sind theoretischer Natur, dergestalt, dass aktuelle Theorien nicht zu Erklärungen herangezogen werden können. Andere ungelöste Fragestellungen sind experimenteller Art, wobei man noch keine Versuchsanordnung gefunden hat, um bestimmte theoretische Vorhersagen zu testen oder Phänomene besser zu untersuchen. Nach dem David Gross den Nobelpreis für Physik bekommen hatte, zählte er eine Liste ungelöster Fragen der Physik auf.
- Gravitation
- Was ist die Gravitation wirklich? Kann man sie von der trägen Masse trennen? Kann man sie manipulieren?
- Gravitationswellen
- Gibt es Gravitationswellen? Wie kann man sie am besten messen? Bei welchen astronomischen Ereignissen treten sie auf? siehe GEO600 Projekt
- Quantengravitation
- Wie kann die Quantentheorie mit der Allgemeinen Relativitätstheorie vereint werden, um so eine Theorie der Welt zu erhalten (Weltformel)? Ist unser gegenwärtiges Verständnis der Gravitationskraft korrekt in mikroskopischen Bereichen? Welche verifizierbaren Vorhersagen macht irgendeine Theorie der Quantengravitation?
- Jets bei Akkretionsscheiben
- Warum emittieren Akkretionsscheiben, die bestimmte astronomische Objekte (wie Kerne aktiver Galaxien) umgeben, Jets entlang ihrer polaren Achsen?
- Beschleunigtes Universum
- Warum erfolgt die Expansion des Universums beschleunigt? Ist unser Verständnis der Rotverschiebung vollständig? Ist die dunkle Materie an der Expansion beteiligt?
- Amorphe Festkörper
- Was ist die Natur des Übergangs zwischen dem flüssigen oder dem festen in den glasartigen Zustand? Welche physikalischen Prozesse bestimmen die allgemeinen Eigenschaften von Gläsern?
- Zeitpfeil
- Warum hatte das Universum in der Vergangenheit eine so kleine Entropie, so dass zwischen der Vergangenheit und der Zukunft unterschieden werden kann und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik gültig ist?
- Kosmische Inflation
- Ist die Theorie der kosmischen Inflation korrekt? Wenn ja, welches sind die Randbedingungen jener Epoche? Wieso hat sie begonnen und sofort darauf wieder geendet? Welche Begründung gibt es für die vorgeschlagenen Zahlenwerte?
- Dunkle Materie
- Woraus besteht sie? Wie wird oder wurde sie erzeugt? Wieso gibt es sie nicht hier auf der Erde?
- Elektroschwache Wechselwirkung
- Nimmt man an, dass die Theorie hinter der Vereinheitlichung von Elektromagnetismus und Schwacher Wechselwirkung auf dem Higgs-Mechanismus beruht, was ist dann die Realität hinter der Theorie?
- Rotation der Galaxien
- Warum rotieren Galaxien mit einer Geschwindigkeit, die nicht zur Masse ihrer sichtbaren Bestandteile passt? Liegt es an der Ungültigkeit der Gravitationsformel für Distanzen über mehr als einigen Lichtjahren?
- Gravitation im Weltall
- Was hält die großen Galaxiencluster zusammen, wenn die Schwerkraft zwischen den beteiligten Sternen eigentlich viel zu gering ist, um dies zu bewirken?
- Hochtemperatur-Supraleitung
- Warum zeigen manche Werkstoffe und Materialien Supraleitung bei Temperaturen weit oberhalb von 20 K?
- Pioneer-Anomalie
- Welche Ursache hat die anscheinende sonnenwärts gerichtete Beschleunigung der Pioneer-Sonde?
- Quantenchromodynamik
- Die Gleichungen der Quantenchromodynamik bleiben ungelöst im Energiebereich der Atomkerne. Wie kann die Quantenchromodynamik Kerne und Kernteilchen beschreiben?
- Spintronics
- Ist es möglich, ein praktisches elektronisches Gerät zu bauen, das auf dem Spin des Elektrons basiert und nicht (nur) auf dessen Ladung?
- Standard-Modell
- Was ist die Grundlage des Standard-Modells der Teilchenphysik? Warum haben die Teilchenmasse und Kopplungskonstanten die Werte, die gemessen worden sind? Existiert das Higgs-Boson wirklich? Warum gibt es drei Teilchengenerationen im Standard-Modell?
- Supersymmetrie
- Ist die Supersymmetrie eine Symmetrie innerhalb der Natur? Wenn ja, wie wird sie gebrochen und warum? Können die von der Supersymmetrie vorhergesagten neuen Teilchen gefunden werden?
- Turbulenz
- Ist es möglich, ein theoretisches Modell für das Verhalten einer turbulenten Flüssigkeit zu schaffen, insbesondere für deren interne Struktur?
- Kristalle
- Ist es möglich einen Kristall herzustellen, der aus lauter Löchern (Defektelektronen) besteht? Nach einer Computermodell-Rechnung wäre es möglich. Es wird vermutet, dass die sich dann in den Löchern aufhaltenden Elektronen die Struktur stabilisieren.
- Hierarchie-Problem
- Warum sind die Energieskalen der Symmetriebrechungen einer hypothetischen vereinheitlichten Symmetrie und der elektroschwache Symmetrie um so viele Größenordnungen verschieden?
- Neutrinos
- Haben alle Neutrinos Massen und wie groß sind diese? Gibt es rechts-chirale Neutrinos? Wie groß sind deren Massen? Haben Neutrinos Majorana-Massen?
- CPT-Verletzung
- Gibt es eine CPT-Verletzung der starken Wechselwirkung bei extrem niedrigen Energien? Wenn nicht, warum nicht?
- CKM-Matrix
- Ist die CKM-Matrix unitär? Wenn nicht, wie lässt sich das erklären?
- Landau-Pol
- Wie verhält sich die Quantenelektrodynamik bei sehr hohen Energien? Dieses Problem würde durch eine große vereinheitlichte Theorie gelöst; gibt es so eine Theorie?
- Kosmische Strahlung
- Wieso gibt es in der kosmischen Strahlung weit mehr Teilchen mit Energien über 1019 eV, als erwartet? Wodurch werden diese Teilchen beschleunigt?
- Schwarzes Loch
- Gibt es schwarze Löcher? Senden sie Hawking-Strahlung aus? Sind die Quantenzahlen der ausgestrahlten Teilchen mit denen der einfallenden Teilchen korelliert? Falls sie keine Hawking-Strahlung aussenden, wie verhält es sich mit der Entropie bei schwarzen Löchern? Gibt es weiße Löcher?
- Antimaterie
- Warum gibt es soviel Materie und so wenig Antimaterie? Was veranlaßte diesen Symmetriebruch? Warum ist nach dem Urknall soviel Materie übriggeblieben? Die Frage ist also letztlich: Warum sind wir überhaupt da? Das ist völlig mysteriös -Siegfried Bethke, Münchner Physikprofessor (arbeitet am ATLAS-Detektor des Large Hadron Collider des CERN in Genf mit)
- Quarks
- Gibt es Quarks? Warum treten Quarks nie isoliert auf? Wenn Protonen und Neutronen aus drei Quarks bestehen, warum sind sie dann so viel schwerer als die Summe der sie bildenden Quarks?
- Wie groß sind Elementarteilchen ?
- Die exakte Größenmessung bei Elementarteilchen wie zb Protonen, Neutronen oder Elektronen ist sehr schwierig. Größenangaben sind bisher unsicher und fehlerbehaftet.
Weblinks
[Bearbeiten]- Wissenschaft.de Kristall aus Löchern (zuerst publiziert in Physical Review)
- http://www.geocities.com/ednitou/ Offene Fragen der Physik und Mathematik
- http://www.sciencemag.org/sciext/125th/
- The Top 25 Questions
- http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/309/5731/78b
- 100 weitere Probleme
- http://en.wikipedia.org/wiki/Unsolved_problems_in_physics
- http://feynman.physics.lsa.umich.edu/strings2000/millennium.html
- Ungelöste Probleme der Physik zusammengestellt von
- Michael Duff (University of Michigan)
- David Gross (Institute for Theoretical Physics, Santa Barbara)
- Edward Witten (Caltech & Institute for Advanced Studies)
- Ungelöste Probleme der Physik zusammengestellt von
Chemie
[Bearbeiten]Ungelöste Probleme der Chemie sind meistens nach folgender Art formuliert: Wie kann man diese oder jene Verbindung herstellen. Diese Sorte von Problemen werden meist schnell gelöst. Daneben gibt es ein paar bleibende Fragen mit weitreichenden Folgerungen:
- Chemische Evolution
- Was sind die chemischen Ursprünge des Lebens ? Wie konnten aus nichtlebenden chemischen Verbindungen sich selbst vermehrende, komplexe Lebensformen entstehen ?
- Chemische Speicherung von Energie
- Wie kann elektromagnetische Energie effizient in chemische Energie umgewandelt werden ? Wie kann man möglichst effizient Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten ?
- Chemie von Ökosystemen
- Wie beeinflußt der Fluß von Energie und Elektronen in verschiedenen Oxidationsstufen sowie der Fluß von chemischen Elementen die Struktur lokaler und globaler Ökosysteme ?
- Carbokation
- Warum ist das Norbornyl Kation so stabil? Ist es symmetrisch? Das Problem wurde für das unsubstituted norbornyl cation weitgehend gelöst, aber nicht für das substituted cation.
- Reaktionen an Wasseroberflächen
- Warum werden einige organische Reaktionen an der Grenze zum Wasser beschleunigt ?
- Überschnelle Enzyme
- Warum arbeiten einige Enzyme schneller als man es von der Diffusions Kinetik her erwarten würde ? Siehe: Enzymkinetik.
- Feynmanium
- Was sind die chemischen Konsequenzen eines Elementes 137, dessen Elektronen theoretisch schneller als Licht fliegen müßten. Siehe http://en.wikipedia.org/wiki/Untriseptium
- Chemie Datenbank
- Ist es praktisch machbar eine Datenbank aller chemischen Umwandlungen aufzustellen um so Syntheseweg zu jeder beliebigen Verbindungen finden zu können.
- Proteinfaltung
- Kann man aus der Peptidsequenz und den Umgebungsbedingungen die sekundäre, tertiäre und quarternäre Struktur des Proteins voraussagen ?
- Umkehrung der Proteinfaltung
- Kann man für eine gewünschte Proteinstruktur die dafür notwendige Peptidsequenz theoretisch vorhersagen ?
- Was ist der Ursprung der homochirality in Aminosäuren und Zuckern ?
- Chiralität
- Wer hat einen größeren Effekt auf die Chiralität stereospezifischer und stereoselektiver Reaktionen: Die sterische Repulsion durch Elektronen oder die Polarisation der Elektronen ?
- Grenze der Bindungsrotation
- Woher kommte die Begrenzung der Bindungsrotation in Äthan? Ist es eine sterische Behinderung oder eine Hyperkonjugation ?
Links
[Bearbeiten]- http://en.wikipedia.org/wiki/Unsolved_problems_in_chemistry
- Ungelöste Problem der Chemie
- 10 problems for Chemistry in the 21th Century - French Chemical Society
- First 25 of 125 big questions that face scientific inquiry over the next quarter-century Science Magazine (2005)
- Next 100 of 125 big questions that face scientific inquiry over the next quarter-century Science Magazine (2005)
- Unsolved Problems in Nanotechnology: Chemical Processing by Self-Assembly - Matthew Tirrell - Departments of Chemical Engineering and Materials, Materials Research Laboratory, California NanoSystems Institute, University of California, Santa Barbara
Meteorologie
[Bearbeiten]- Wie entstehen die Dunklen Blitze, die aus Gewitterwolken in Richtung Weltall strahlen ?
Geologie
[Bearbeiten]Zitat Jules Vernes Reise zum Mittelpunkt der Erde
Weder du noch irgendein Mensch weiß einigermaßen zuverlässig, was im Inneren des Erdballs vorgeht.
- Was ist die Ursache der Magnetfeldveränderung im Gestein der Erde vor 800 Millionen Jahren ? War es eine Kontinentaldrift oder eine echt Polkippung ?
- Was ist das Geheimnis der wandernden Steine im Tal des Todes
- Siehe Death-Valley-Nationalpark
- Das Rätsel scheint jetzt gelöst zu sein:
- siehe hier
- Siehe Death-Valley-Nationalpark
- Gibt es einen Austausch zwischen dem Erdkern aus Eisen-Nickel und dem Erdmantel ?
- Welche Temperaturen herrschen im Erdkern ?
- Wann bildete sich der Erdkern ?
Biologie
[Bearbeiten]Folgende grundlegende Fragen der Biologie sind noch offen.
- Wie ist das Leben genau entstanden ?
- Kann man die Lebensentstehung künstlich nachvollziehen ?
- Was ist und wie entsteht Bewußtsein ?
Dagegen ist die zuletzt wieder heiß diskutierte Frage der Evolutionstheorie unter Biologen ziemlich unbestritten.
Liste offener Fragen in der Biologie
[Bearbeiten]Anfang
[Bearbeiten]- Leben
- Wie hat es genau angefangen? Gibt es Leben auf Planeten anderer Sonnen ? Wie streng sind die Bedingungen für die Lebensentstehung ? Begann das Leben auf der Erde oder kam es von außen als Mitbringsel eines Meteors ? Gibt es Unsterblichkeit ?
- Baum des Lebens
- Stammen alle Tiere bzw alle Lebewesen von einer einzigen Urform ab ?
- DNA Vorläufer
- Ist PNA ein Vorläufer der DNA? Was ist PNA ?
Viren
[Bearbeiten]- Viren
- Wie sind Viren entstanden ? Sind sie eine degenerierte Form von Leben oder ein Vorform des Lebens ?
- Viren
- Wie kann man Ebolaviren zwischen den Ausbrüchen erkennen ?
- Grippe
- Wie kann man eine Grippepandemie vom Typ der Spanischen Grippe in Zukunft verhindern ?
- Viren im Meer
- Meerwasser ist voll von Viren (PMID 16163346)? Was ist deren Funktion?
Genetik
[Bearbeiten]- DNS / Genom
- Welche verschiedenen Funktionen hat die DNS ? Gibt es noch einfachere Gene als die Strukturgene ? Wie schaut die genaue Struktur und Funktion der Proteine aus, die eine Zelle oder ein Organ zu einem bestimmten Zeitpunkt und unter bestimmten Umständen produziert? Was ist die genaue Funktion der Regulatorgene ? Was ist die genaue Funktion von Junk DNS ? Ist es ein molekularer Abfallhaufen ?
Sonstiges
[Bearbeiten]- Bioelektromagnetismus
- Wie können Tiere sich auf große Entfernungen zurechtfinden und orientieren? Wie hat sich die Fähigkeit, Brutplätze und Heimatorte wieder zu finden, entwickelt? Wie können einige Tiere Erdbeben vorausahnen? Wie wirken biologische elektrische Felder?
- Immunsystem
- Wie kommt es zur Antikörper-Diversifizierung? Welche Verbindungen gibt es zwischen dem Immunsystem und dem Gehirn?
- Vikings Methan
- Der Viking Lander hat auf dem Mars Spuren von Kohlenstoff-14-enthaltendem Methan nachgewiesen, was als Hinweis für Leben auf dem Mars gewertet werden kann. Woher stammt dieses Methan?
- Darmflora
- Ist die Darmflora ein eigenes Organ? Hintergrund: 500 Arten sind bisher im Labor kultiviert; man weiß aber auf Grund von 16S-RNA-Analysen (PMID 15831718), dass es 13.000 Arten gibt, die bisher noch nicht kultiviert wurden. Werden wir es schaffen, diese fehlenden Arten und andere auf diesem Planeten existierenden Arten je zu kultivieren?
- Die Motten und das Licht
- Es ist bis heute nicht klar, warum und wie Insekten vom Licht angezogen werden. Wie kann man dies beispielsweise zur Abwehr von Malaria nutzen ?
- Feenkreise
- Wie entstehen die Feenkreise in den Savannen Südafrikas und Namibias ?
- Ernährung der Aalgrundeln
- Die Aalgrundeln werden von ihren Kindern ernährt. Man weiß allerdings nicht wie das genau funktioniert.
Links Biologie
[Bearbeiten]- http://www.science-frontiers.com/ Science Frontiers
- http://physicsweb.org/article/world/14/8/8 Electronische Eigenschaften der DNS Physics World. August 2001.
- http://wikibooks.org/wiki/Unsolved_problems_in_biology Ungelöste Probleme der Biologie.
Gehirnforschung und Psychologie
[Bearbeiten]Im folgenden sind einige der noch offen Fragen der Gehirnforschung aufgelistet :
- Informationscodierung im Gehirn
- Wie wird Information im Gehirn codiert ?
- Innen und Außen
- Welcher Zusammenhang besteht zwischen individuellen Erleben und der realen Außenwelt ?
- Wahrnehmung
- Wie überträgt das Gehirn sensorische Informationen in eine zusammenhängende individuelle Wahrnehmung ? Nach welchen Regeln wird unsere Wahrnehmung organisiert ? Wie werden die verschiedenen Sinne zu einer zusammenhängenden Wahrnehmung integriert ? Aus welchen neuronalen Bahnen und Systemen setzt sich unser Wahrnehmungserleben äußerer und innerer Ereignisse zusammen ? Gibt es eine spezielle Wahrnehmung für menschliche Gesichter ?
- Gedächtnis
- Wie werden Erinnerungen im Gehirn gespeichert und wieder abgerufen? Wie kann man das Lernen verbessern und erleichtern? Wie plastisch ist das reife Gehirn ? Was ist der Unterschied zwischen expliziten und impliziten Gedächtnisinhalten ?
- fruehkindliche Gedaechtnislücke
- Warum haben wir an die ersten 2 bis 3 Jahre unseres kindlichen Lebens keine Erinnerung ?
- Sprache
- Wie ist Sprache neurologisch codiert ? Was ist die neurologische Basis der sprachlichen Semantik ?
- Basisaktivität
- Was hat die erhebliche basale Aktivität des Gehirns zu bedeuten ?
- Gefühle
- Was ist das neurologische Korrelat von Emotionen im Gehirn ?
- Tränen
- Warum weinen manche Menschen, wenn sie traurig sind?
- Intelligenz
- Was ist Intelligenz ?
- Intelligenz Erbanteil
- Was sind die vererbbaren Anteile der Intelligenz?
- Zeit
- Wie wird Zeit im Gehirn verwaltet ? Wie ist das Gehirn getaktet ?
- Schlaf
- Warum muß unser Gehirn schlafen ? Welche Verbindungen des Schafes zur Narkose gibt es ? Welche Systeme im Gehirn sind im Schlaf aktiv und welche abgeschaltet ?
- Traum
- Warum träumt unser Gehirn ?
- Zusammenarbeit
- Wie arbeiten die zerebralen Subsysteme zusammen ?
- Bewußtsein
- Was ist das neurologische Substrat des Bewußtseins, des subjektiven Erlebens, der Wachheit, des Aufwachens und der Aufmerksamkeit ? Welche Funktion erfüllt das Bewußtsein ?
- Selbstbewußtsein
- Was ist das neurologische Substrat des Selbstbewußtsein ? Welche Funktion erfüllt das Selbstbewußtsein ?
- Entscheidungsfindung
- Wie und wo bewertet das Gehirn Belohnung und Aufwand in Hinblick auf Verhaltensänderungen ? Wie können frühere Erfahrungen neue Wahrnehmungen und Handlungen verändern ?
- Umwelt und Vererbung
- Was sind die vererbten Anteile der Gehirnfunktion ? Welche Anteile sind vorwiegend umweltbedingt ?
- Freier Wille
- Gibt es einen freien Willen ? Wenn ja , was ist das neurologische Substrat des freien Willens ?
- Gewalt
- Gibt es eine biologische Notwendigkeit für Gewalt und Krieg? Wie kann die Menschheit Gewalt und Krieg eindämmen?
- Neuroethik
- Welche Ergebnisse der Neuroethik lassen sich auf grundlegende biologische Prozesse zurueckfuehren?
- Krankheiten
- Was ist das neurologische Substrat von psychischen Krankheiten wie der Schizophrenie, der Manie und der Depression. Was ist das neurologische Substrat der Drogenabhängigkeit ? Wie kann man diese beeinflussen ?
- Schlaganfall
- Kann man verlorengegangene sensorische oder motorische Funktionen wieder erlangen ?
- Entwicklung
- Wie und warum entwickelte sich das Gehirn so wie es ist ? Was sind die molekularen Mechanismen der individuellen Gehirnentwicklung ?
- Gammaoszillation
- Welche Bedeutung hat die Gammaoszillation von 40 Hertz ? Hat die synchrone Aktivität verschieden lokalisierter Nervenverbände eine Bedeutung für die bewußte wahrnehmung ?
Links zur Gehirnforschung
[Bearbeiten]An der Universität von Texas an der Houston Medical School und UT Austin gibt es einen Kurs über ungelöste Probleme der Gehirnforschung. Einige Buchkapitel sind online unter der angegeben Internetadresse:
- http://nba.uth.tmc.edu/homepage/eagleman/10Q/
- http://en.wikipedia.org/wiki/Unsolved_problems_in_neuroscience
Medizin
[Bearbeiten]Einige ungelöste oder nur teilweise gelöste Probleme der Medizin sind im folgenden aufgelistet:
- Herzinsuffizienz
- Wie kann man ein künstliches Herz dauerhaft mit Energie versorgen, ohne ein Kabel durch die Haut zu verlegen ? Wann gibt es eine implantierbare Impellapumpe beispielsweise über die linke Arteria subclavia ?
- Schizophrenie
- Was ist die Ursache der Schizophrenie ? Handelt es sich dabei nur um eine einzige Krankheit oder stecken mehrere verschiedene Krankheiten dahinter ?
- Krebs
- Was ist die wirkliche Ursache einiger Krebserkrankungen ? Ist es möglich eine prinzipiell gleiche Behandlungsmethode für alle Krebserkrankungen zu entwickeln ? Warum kommen einige Krebserkrankungen wieder, nachdem sie anfangs erfolgreich behandelt wurden ? Warum treten einige Krebserkrankungen sporadisch auf und andere haben eine gewiße Vererblichkeit ? Wird es eine echte einfache Früherkennung von Krebs geben ?
- AIDS
- Können wir einen Impfstoff oder eine Behandlung für alle Arten von Aids entwickeln ? Wo kam das AIDS Virus her ? Wie schaffen es einige Menschen trotz HIV-Viren im Blut nie krank zu werden ?
- Malaria
- Wird es einen effektiven gut verträglichen Impfstoff gegen Malaria geben ?
- Hepatitis
- Wir können sie behandeln aber wie können wir sie ausrotten ?
- Erbkrankheiten
- Kann die Gentherapie alle Erbkrankheiten behandeln ?
- Die banale Erkältung
- Können wir einen Impfstoff oder eine erfolgreiche Therapie für alle Erreger der banalen Erkältung entwickeln ?
- Arteriosklerose
- Wird es eine effektive Therapie der Arteriosklerose geben , die zu einer Regression der Krankheit führt ?
- Schlaganfall
- Wird es eine effektive Therapie des Schlaganfalles geben ?
- Übergewicht/Hunger
- Kann man den Hunger effektiv manipulieren ? Wie kann man Übergewicht langfristig bekämpfen und Normalgewicht stabilisieren ?
- Arthrose
- Wird es eine effektive konservative Therapie der Arthrose geben ?
- Simulation
- Wie kann man ein Model eines durchschnittlichen menschlichen Körpers und Gehirns herstellen, so daß man aussagekräftige realtime Simulationen damit machen kann , die brauchbare Ergebnisse bei einer Vielzahl verschiedener Ausgangssituationen liefern können.
- Nervensignale zurückverfolgen
- In der praktischen Medizin wäre es von ungeheurem Wert wenn man Nervensignale insbesondere von Schmerzfasern zurück zu ihrem Ursprung verfolgen könnte. So könnte man viel schneller herausfinden, was einem Patienten wirklich Schmerzen bereitet.
- Alzheimer
- Wie schaut die Struktur von APP aus ? Welche Funktion hat APP ? APP ist das Amyloid-Precursor-Protein.
- Huntington
- Wie kann eine Behandlung für die Huntingtonsche Erkrankung aussehen ? Siehe Chorea Huntington
- Organzucht
- Wird man in Zukunft ganze Organe wie Nieren und Leber züchten können ?
- Die Ganzkörpertransplantation
- Ist es möglich, eine Ganzkörper- oder Gehirntransplantation durchzuführen ?
- Klonen von Menschen.
- Ist es möglich Menschen zu klonen ? Ist es sinnvoll Menschen zu klonen ?
- Thrombose
- Ist es sinnvoll bei der tiefen Thrombose Bettruhe einzuhalten ?
- Allergie und Autoimmunerkrankungen
- Wieso nimmt die Zahl der Allergien zu ? Was kann man dagegen tun ? Nimmt auch die Zahl der Autoimmunerkrankungen zu ? Wie kann man Autoimmunerkrankungen nebenwirkungsarm behandeln ?
- Aphthen
- Wodurch werden Aphthen im Mund ausgelöst und wie behandelt man sie am besten ? Bisher gibt es keine vernünftige Erklärung dafür.
- Tinnitus
- Der Tinnitus ist eine relativ häufige Krankheit ab dem 30 bis 40 Lebensjahr. Die Ursachen der meisten Tinnituserkrankungen bleibt unklar. Auch die Behandlung ist ziemlich unbefriedigend.
Informationstheorie
[Bearbeiten]- Gibt es Information ohne Informationsträger?
- Gibt es Informationsteilchen (Infonen)?
- Wie kann man Zufallsinformation von geordneter Information unterscheiden ?
- Beispiel: Zufallsequenz 01101100110111100010 und geordnete Sequenz 10101010101010101010
- Welche Formen der Kodierung von Information mit Zeichen kennen wir?
- Gibt es für die Bedeutsamkeit von Information ein einheitliches Maß?
- Wie hängen die Information und die mathematische Entropie miteinander zusammen ?
- Was ist Geist aus informationstheoretischer Sicht ?
Weitergehende Fragen wie
[Bearbeiten]- Wie ist es möglich, dass bedeutsame Information ohne menschliches Zutun entsteht?
- Wie entsteht und wie arbeitet ein informationsverarbeitendes System, z.B. eine lebende Zelle von alleine?
- Wie entsteht und wie arbeitet ein informationsverarbeitendes System mit Bewusstsein wie z.B. unser Gehirn?
- Wie hoch war die Entropie und die Information beim Urknall?
Mathematik
[Bearbeiten]Im Jahre 2000 stellte das Clay Mathematics Institute in Cambridge (Massachusetts), die sieben (aus seiner Sicht) wichtigsten ungelösten Probleme der Mathematik vor und lobte für eine veröffentlichte Lösung jeweils einen Preis von 1 Million Dollar aus.
Diese Probleme sind:
- der Beweis der Vermutung von Birch und Swinnerton-Dyer,
- der Beweis der Vermutung von Hodge,
- die Erforschung der Navier-Stokes-Gleichungen,
- die Lösung des P/NP-Problems,
- der Beweis der Poincaré-Vermutung (2002 gelöst von Grigori_Perelman),
- der Beweis der Riemannschen Vermutung,
- die Erforschung der Gleichungen von Yang-Mills.
Diese Millennium-Liste steht in der Tradition der 100 Jahre zuvor am 8. August 1900 vom deutschen Mathematiker David Hilbert auf dem Internationalen Mathematiker-Kongress in Paris aufgestellten Liste von 23 bis dahin ungelösten Problemen der Mathematik, die die Entwicklung der Mathematik im 20. Jahrhundert wesentlich befruchtet und vorangebracht hat. Die Riemannsche Vermutung ist als einziges Problem auf beiden Listen zu finden.
Die Poincaré-Vermutung wurde 2002 von Grigori Perelman bewiesen. Allerdings hat er seine Arbeit bisher nicht in einer begutachteten Fachzeitschrift veröffentlicht, wodurch die Voraussetzungen für das Preisgeld nicht erfüllt sind.
Weitere ungelöste Probleme sind:
- Zahlentheorie
- Primzahlen
- Gibt es unendlich viele Primzahlzwillinge?
- Gibt es unendlich viele Mersenne-Primzahlen?
- Gibt es unendlich viele Fermatsche Primzahlen?
- Gibt es unendlich viele Sophie-Germain-Primzahlen?
- Stimmt die Goldbachsche Vermutung ?
- Gibt es nur endlich viele Wieferich-Primzahlen?
- Gibt es einen schnellen Algorithmus zur Primfaktorzerlegung?
- Collatz-Problem (Preisgeld: 1000 englische Pfund)
- Gibt es unendlich viele befreundete Zahlen?
- Existieren ungerade perfekte Zahlen?
- Primzahlen