"Để nêu bật những vấn đề điển hình nhất, các câu hỏi vừa phải đủ hóc búa, đủ thách thức và đủ mời mọc mọi người cùng tham gia suy ngẫm", tổng biên tập Donald Kennedy phát biểu.
1. Vũ trụ được làm bằng gì?
Trong những thập kỷ gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng vật chất thông thường tạo nên các ngôi sao, hành tinh và thậm chí con người chỉ chiếm 5% trong tất cả mọi thứ của vũ trụ. Số còn lại là vật chất tối, năng lượng tối, những hiện tượng mà các nhà khoa học vẫn đang tìm hiểu.
2. Đâu là nền tảng sinh học của ý thức?
Ngày nay, các nhà khoa học lại đưa ra một luận điểm rằng ý thức nảy sinh từ các đặc tính và cấu trúc thần kinh trong não. Các cuộc thí nghiệm nhằm tìm ra những đặc điểm này mới chỉ bắt đầu.
3. Tuổi thọ con người có thể kéo dài bao lâu?
Các cuộc thí nghiệm về việc kéo dài tuổi thọ ở men, giun và chuột đã thuyết phục một số nhà khoa học rằng con người cũng sẽ đến lúc kỷ niệm ngày sinh nhật thứ hàng trăm. Các nhà khoa học khác lại nói rằng cuộc sống của con người sẽ bị giới hạn hơn. Cho dù đúng hay không, triển vọng của việc kéo dài tuổi thọ con người sẽ "có những tác động xã hội sâu sắc", nhà nghiên cứu Jennifer Couzin nhận định.
4. Nhân trái đất hoạt động thế nào?
Giả thuyết mang tính cách mạng rằng vỏ trái đất được chia thành nhiều mảnh nhỏ chen chúc nhau trên bề mặt hành tinh chúng ta vẫn còn quá đơn giản. "Còn thêm 6.300 km sắt đá ở dưới các mảng thạch quyển liên tục xáo trộn tạo nên sự hoạt động nhiệt bên trong", Richard A. Kerr viết.
Khi các nhà khoa học tìm hiểu bên trong trái đất bằng các công cụ phức tạp hơn, họ tìm thấy bộ máy quả đất còn phức tạp hơn nhiều ở bên dưới chiếc vỏ.
5. Chúng ta có cô độc trong vũ trụ?
Các tính toán khoa học nói rằng không: Có hàng trăm tỷ vì sao trong dải thiên hà của chúng ta - Milky Way, và còn hàng trăm tỷ thiên hà khác trong vũ trụ. Gần với ta nhất, các nhà khoa học đã phát hiện được 150 hành tinh quay quanh các ngôi sao.
Tóm lại, các nhà khoa học cho rằng vũ trụ đầy rẫy những nơi đủ điều kiện để cuộc sống thông minh phát triển. "Vấn đề là khi nào, và liệu có khi nào chúng ta có đủ kỹ thuật để vươn xa và chạm vào những nền văn minh đó", Richard A. Kerr nói.
6. Sự sống trên trái đất bắt nguồn từ đâu và như thế nào?
Các cuộc thí nghiệm gần đây cho thấy sự sống đầu tiên trên trái đất có thể bắt nguồn từ ARN - chứ không phải ADN và các protein cần thiết cho mọi sinh vật sống ngày nay.
Khi các nhà khoa học tập trung tìm hiểu mô hình này, thì một số khác lại chuyển sang tìm hiểu trái đất không sự sống đã sinh ra thế giới RNA như thế nào. Các nhà nghiên cứu khác lại tranh cãi tại đâu mà những sự sống và cái chết này gặp nhau. Ở sâu dưới các lỗ thông hơi dưới đại dương, vực thuỷ triều, biển băng? Hay các vi khuẩn từ sao Hoả đã được đưa tới trái đất 4 tỷ năm trước?
7. Có thể tìm ra văcxin HIV hiệu quả?
Các nhà nghiên cứu đã xác định virus HIV là nguyên nhân của hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS) 2 thập kỷ trước. Từ đó đến nay, công cuộc tìm kiếm văcxin hiệu quả cho căn bệnh truyền nhiễm chết người này đã nhận được nhiều ngân sách hơn bất cứ loại vắcxin nào trong lịch sử.
Và công cuộc tìm kiếm, khai thác những biện pháp cải tiến hơn, vẫn tiếp tục. Những người hoài nghi cho rằng sẽ không bao giờ tìm ra được văcxin. Cho dù có thành công, chúng cũng sẽ trở nên vô giá trị trước sự biến đổi khôn lường của virus.
8. Thế giới nhà kính sẽ nóng đến mức độ nào?
Các nhà khoa học biết rõ rằng thế giới đang nóng dần lên và con người là nguyên nhân của hầu hết sự biến đổi khí hậu này. Nhưng họ còn biết ít hơn về việc trái đất sẽ ấm lên bao nhiêu khi lượng khí thải nhà kính dự đoán sẽ tăng gấp đôi trong thế kỷ này.
Các mô hình nghiên cứu cho thấy trái đất sẽ tăng lên ít nhất 1,5 độ C và có thể lên tới 11 độ C. Cần phải có một biện pháp nghiên cứu hiện đại hơn nữa để dự đoán được nhiệt độ trong tương lai.
9. Cái gì có thể thay thế dầu? Khi nào?
Giá dầu và nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng gia tăng. Trữ lượng dầu vẫn tiếp tục thu nhỏ và các tảng băng thì đang tan chảy. Đã đến thời điểm chín muồi để con người chuyển từ dầu sang một nguồn năng lượng khác. Các nguồn năng lượng thay thế thì sẵn có nhưng cần phải được khai thác và xử lý sao cho hiệu quả để thay thế được dầu. Những tiến bộ trong ngành công nghiệp nano có thể là câu trả lời. Nhưng liệu chúng có ra đời kịp thời để tránh được sự khủng hoảng năng lượng?
10. Liệu Malthus có tiếp tục sai?
Năm 1798, nhà kinh tế học người Anh Thomas Malthus đã tuyên bố rằng sự tăng trưởng dân số thế giới sẽ luôn luôn được kìm hãm, do bị khống chế bởi chiến tranh, nghèo đói, bệnh tật và các tai hoạ khác. Hơn 2 thế kỷ sau, dân số toàn cầu đã tăng gấp 6, lên hơn 6 tỷ người, phá vỡ mọi phỏng đoán của Malthus. Các nhà nhân khẩu học dự đoán rằng dân số thế giới sẽ còn đạt 10 tỷ người vào năm 2100. Liệu xu hướng này có được ngăn chặn? Một trong những thách thức của nó là làm sao chuyển đổi xã hội sang một cơ chế tiêu dùng và phát triển bền vững hơn, Erik Stokstad nhận định.