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Natur: Offen

Übersicht Inhaltsverzeichnis Am Anfang:   Vorwort | Einleitung | 10 Sätze zum naturwissenschaftlichen Weltbild

Die Grundlagen:   Was ist die Natur? | Materie, Energie und Information | Atome, Moleküle, Elementarteilchen, Photonen | Die vier Kräfte | Raum und Zeit |

Die Geschichte der Natur   Die Geschichte der unbelebten Natur | Was ist das Leben? | Die Entwicklung des Lebens | Die Entwicklung des Menschen |

Der menschliche Geist und seine Leistungen   Wie erkennen wir die Welt? | Geist, Seele, Bewusstsein, freier Wille | Gut und Böse in der Natur, das Gewissen | Grundlagen einer Naturethik | Leistungen des Menschen, Transzendenz der Natur |

Die Naturwissenschaften   Was sind und wie arbeiten die Naturwissenschaften? | Was sind Naturgesetze? | Grenzen des naturwissenschaftlichen Weltbildes und Grenzen der Natur | Große Irrtümer der Naturwissenschaften | Offene Fragen der Naturwissenschaften | Naturwissenschaftliche Kritik an anderen Weltbildern | Kritik an den Naturwissenschaften und ihrem Weltbild |

Die Zukunft   Wie schaut die Zukunft aus? 

Anhang:   Allgemeine Literatur zum Thema | Literatur zu den einzelnen Kapiteln | Links zum Thema | Abstellraum


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
Einiger Nebel liegt immer noch über dem Tal der menschlichen Erkenntnis

The Big Questions [1]

Einleitung

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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

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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

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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:

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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

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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

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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.
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Chemie

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Wie kann man die Photosynthese am besten nutzen

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 Evolution

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 ?
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Was bewegt diesen Stein?

Meteorologie

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Geologie

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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
  • Gibt es einen Austausch zwischen dem   Erdkern aus Eisen-Nickel und dem Erdmantel ?
  • Welche Temperaturen herrschen im Erdkern ?
  • Wann bildete sich der Erdkern ?

Biologie

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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

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Anfang

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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

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Elektronenmikroskopische Abbildung von Influenzaviren.
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

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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 ?
 
Wie entstehen die Feenkreise ?

Sonstiges

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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.
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Gehirnforschung und Psychologie

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Wie funktioniert Geist ?

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 ?
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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:

Medizin

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Tumormetastasen an der Niere

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

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  • 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

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  • 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

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Poincare

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:

  1. der Beweis der   Vermutung von Birch und Swinnerton-Dyer,
  2. der Beweis der   Vermutung von Hodge,
  3. die Erforschung der   Navier-Stokes-Gleichungen,
  4. die Lösung des   P/NP-Problems,
  5. der Beweis der   Poincaré-Vermutung (2002 gelöst von   Grigori_Perelman),
  6. der Beweis der   Riemannschen Vermutung,
  7. 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:

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