1、生命的起源之谜
目前解释生命起源最有名的假说是“原始汤”假说：45亿年前，在地球的海洋中就产生了存在有机分子的“原始汤”，这些有机分子是闪电等能源对原始大气中的甲烷、氨和氢等的化学作用而形成的。然而，这个假说遭到了各种各样的质疑。
不少人坚持认为生命的“种子”来自太空，那么太空中的这个“种子”又来自哪里呢?
2、宇宙大小之谜
对不少古人来说，地球是一个无边无际的所在，当然也有不少人猜想“天”的尽头是什么。随着科学的发展，我们都知道地球有边有界。
现在对宇宙边界的认识和古人对地球边界的认识有些类似，都是囿于当下有限的测量手段。目前，有人认为宇宙有边界，有人认为宇宙没边界，前者的人数多于后者。
宇宙的边界之外是什么?有人认为是虚空，有人认为是另外的宇宙：浩渺太空中有不少泡泡状宇宙，我们所在的宇宙只不过是其中一个泡泡而已。
3、宇宙动力之谜
不少天文学家认为，宇宙不是一个静止的大“泡泡”，而是在不断膨胀。那么，支撑宇宙膨胀的动力之源来自哪里?宇宙有一天会不会像肥皂泡那样胀破?
有科学家家提出，推动宇宙膨胀的动力来自暗能量。然而，如何探索这些暗能量，还是一点头绪也找不到。
4、天体引力之谜
宇宙内部所有的天体都在一刻也不停歇运转，就像是一个永动机一样。牛顿和爱因斯坦都认为，提供天体运动的动力来自相互之间的引力。那么，引力的本质是什么?
爱因斯坦说，引力的本质是时空弯曲，就像一个大铁球放在纸上，纸面会被压弯，那么附近的小铁球就会沿着弯曲面接近大铁球。
幸运的是，宇宙各天体之间的引力达到了一种难以想象的精巧的动态平衡，结果所有天体都能各行其道，而不会相互“撞车”引发太空“交通堵塞”。
5、黑洞之谜
暗物质，暗能量，黑洞，都是科学家给予难以解释的天文现象制造的词汇。在太空中，有些区域天文学家完全探测不到，天文学家就认为那里存在一个黑洞。
黑洞不仅不发射任何电磁波，而且还会吸收电磁波以及其他物质，这就是采用主动和被动的方法都探测不到黑洞的原因。
天文学家认为，“探测不到”也算是一种探测，哪里探测不到，哪里就有黑洞：有多大区域探测不大，黑洞的影响面就有多大。
关于宇宙、关于地球、关于我们自身，有太多的谜题等待我们去挖掘。但哪些是最重要的未解之谜，我们距离找到答案还有多远？今年7月1日，在纪念美国《科学》杂志创刊125周年之际，科学家们总结出了125个迄今我们还不能很好回答的问题，重中之重有25个
1、宇宙是由什么组成的？
一个脱口而出的答案是：由那些亮晶晶的星星组成的。但在最近几十年中，科学家越来越发现这个答案是不正确的。天文学家认为，组成恒星、行星、星系——当然还有我们——的物质，或者叫普通物质，只占宇宙总质量的不到5％。他们估计，另外25％，可能是由尚未发现的粒子组成的暗物质。剩下的70％呢？天文学家认为那可能是暗能量——让宇宙加速膨胀的力量。暗物质和暗能量的本质是什么？科学家正在用加速器和望远镜寻找这些问题的答案，如果找到了，其意义肯定是宇宙级的。
2、我们在宇宙中是唯一的吗？
45年前，天文学家弗克·德雷克首次启动了探寻地外文明的奥兹玛计划——用巨大的天线（射电望远镜）接受外星文明发射的信号。45年过去了，天文学家的努力仍然在继续着。然而，即使是迄今为止规模最大的“凤凰”计划，也还没有找到任何来自外星文明的无线电信号。
3、地球内部如何运作？
40多年以前，一场地球科学的革命发生了。板块构造学说更新了关于地球自身的知识。但是关于地球内部构造的问题，仍然沿袭着革命之前的知识。科学家在这40年中所做的，就是把这个鸡蛋模型——分为地壳、地幔和地核进一步细化。借助于越来越先进的地震波成像技术，科学家正在研究地球这个庞大机器的运作过程。但是要掀起另一场科学革命，可能还需要半个世纪。
4、地球温室将变得多热？
尽管大气的二氧化碳浓度肯定会在这个世纪继续增加，尽管这种增加肯定会带来全球变暖，但是变暖的程度仍然不太确定。科学家一般认为，这个世纪二氧化碳浓度的加倍会带来1.5℃～4.5℃的升温。但是这不够精确。科学家正在发展新的数学模型，试图让数字更令人信服。
5、物理学定律可以被统一起来吗？
苹果落向地面、一道闪电划过长空、核电站反应堆里的铀原子衰变同时放出能量，超级加速器击碎质子：这几种现象代表着自然界中四种基本力的作用，也就是引力、电磁力、弱力和强力。宇宙间所有的物理现象都可以用这四种基本力进行解释。但是科学家并不满足。有没有可能把这四种力统一成为一种？上个世纪60年代，物理学家发现弱力和电磁力是可以统一起来的，它们是一种事物的不同侧面，统称电弱力。但是其余两种力是否可以和它统一起来？
6、在量子不确定性和非定域性之下，还有更深层次的原理吗？
量子理论已经诞生了100年有余，它产生了令人信服的应用成果，但是它也带来了反直觉：量子力学的不确定原理指出我们无法同时精确地获得一个物体的动量和位置。而非定域性让两个处于量子纠缠态的粒子的纠缠态同时崩溃，而不管它们相距多远。爱因斯坦就说过，尽管量子力学给他留下了非常深刻的印象，但是“一个内心的声音告诉我，它还不是真实的东西。”
7、我们能把化学自我装配推进多远？
在某种意义上，化学家是最喜欢发明的一群人，因为他们总是不断制造出新型的分子。尽管今天的化学家已经能制造出很复杂的化学结构，他们能让这项工作变得既简单又复杂吗？也就是说，让“原料”原子自己“装配”成复杂的结构，就像生命所表现出来的那种自我装配的特性。已经有一些化学自我装配的实例，例如制造类似细胞膜的双层膜结构。但是更高级的自我装配，例如自下而上地制造集成电路，仍然是一个梦想。