بشر با وجود سال‌های طولانی که صرف دانش آموختن کرده است، در برابر بسیاری از پرسش‌های موجود در جهان، هم‌چنان ناتوان است؛ پرسش‌هایی که توانایی‌های علمی انسان را در زمینه‌های فیزیک، ریاضی و نجوم زیر سوال می‌برد. پروژه کشف برترین رازهای علم چند سال پیش توسط نشریه “لایو ساینس” آغاز شد و طی آن از چندین دانشمند در زمینه‌های مختلف در این‌باره پرسش‌هایی پرسیده شد. در نهایت از میان ۱۴ پدیده مطرح شده، ۱۰ پدیده به عنوان برترین پرسش‌های بی‌پاسخی که انسان هم‌چنان در جست‌وجوی آن به‌سر می‌برد، توسط این نشریه ارایه شد.
عامل تکامل چیست: بارها تکرار شده است که عامل شکل‌گیری تکامل انتخاب طبیعی است. این دلیل به عنوان ماشین اصلی که تولید ارگانیسم‌ها و موجودات پیچیده را به عهده دارد و هم‌چنین به عنوان یکی از برترین تیوری‌های علمی شناخته می‌شود. اما آیا تکامل بر اساس انتخاب طبیعی تنها توضیح برای شکل‌گیری ارگانیسم‌های پیچیده است؟ به گفته ماسیمو پیگلیوجی از بخش اکولوژی و تکامل دانشگاه استونی بروک در نیویارک، این پرسش یکی از برترین رازهای کنونی علم به شمار می‌رود. آیا تکامل تنها تحت تاثیر انتخاب طبیعی قرار دارد یا خصوصیات دیگری نیز در شکل‌گیری آن دخیل هستند؟
در درون یک زلزله چه رخ می‌دهد: قرارگیری چنین پرسشی در فهرست رازهای علمی جهان، کمی دور از ذهن به نظر می‌آید. اما واقعیت این است که انسان تا کنون اطلاعات دقیقی از آن‌چه در اعماق سیاره زادگاهش در حال وقوع است، ندارد. متخصصان می‌توانند با دقتی بالا مکان آغاز و نوع گسلی که در آغاز زلزله شرکت داشته است را تعیین کنند. حتا امکان پیش‌بینی مدت پس‌لرزه‌ها نیز وجود دارد. اما تا کنون به صورت قطعی آن‌چه در هنگام زلزله در حال وقوع است، مشخص نشده. طبیعت و نیروهای طبیعی که گسل‌ها را حفظ کرده و سپس آن‌ها را رها می‌کنند، هم‌چنان ناشناخته باقی مانده اند.
تام هیتون زمین‌شناس دانشگاه کلتک باور دارد مشکل لغزش اصطکاکی در زلزله‌ها، یکی از اصلی‌ترین مشکلات موجود در علوم زمینی است و اکنون به یکی از بزرگ‌ترین رازها در اصول فیزیکیِ زلزله تبدیل شده است.
من کیستم: طبیعت خودآگاهی از گذشته‌های دور روان‌شناسان و دانشمندان شناختی را پریشان و سردرگم کرده بود. جوزف دیلاکس عصب‌شناس دانشگاه نیویارک معتقد است در حالی که انسان بر این باور است که عاملی مستقل به حساب می‌آید، این‌گونه نیست. تمامی اعمال انسان تحت تاثیر فرایندی ناخودآگاه و محیطی قرار دارد. درک چه‌گونگی تصمیم‌گیری هوشیارانه، داشتن ذهنی مستقل و شخصی، روح و… از عواملی هستند که پاسخ آن‌ها بیش از چندین دهه از انسان فاصله دارند. این‌گونه به نظر می‌رسد که بشر زمان زیادی را برای پاسخ دادن به حیاتی‌ترین پرسش زنده‌گی خود نیاز خواهد داشت.
زنده‌گی چه‌گونه بر روی زمین شکل گرفته است: نخستین شواهد نشان می‌دهد که حیات اولیه میکروب‌ها در زمین به بیش از سه بیلیون سال پیش بازمی‌گردد و هیچ‌کس از چه‌گونگی آغاز آن آگاه نیست. ایده‌های مختلفی مانند واکنش‌های کیمیایی زنجیره‌یی در بستر دریاها، وجود دارند. دیانا نورتآپ از بیولوژیست‌های دانشگاه نیومکزیکو معتقد است تیوری‌های زیادی درباره منشا حیات ارایه شده است که اثبات و یا رد آن‌ها بسیار سخت و پیچیده خواهد بود.
مغز انسان چه‌گونه عمل می‌کند: برخی بر این باور اند که تسلط کاملی بر پاسخ علمی این پرسش ایجاد شده است. در واقع نمی‌توان انکار کرد که نسبت به دهه‌های گذشته، اطلاعات بسیار بیشتری از عملکرد مغز در اختیار انسان قرار گرفته؛ اما با وجود بیلیون‌ها نرون عصبی که هر یک از هزاران اتصال برخوردار اند، نمی‌توان گفت که انسان درباره عملکرد مغز به قطعیت رسیده است.
اسکات هیوتل از مرکز علوم عصب‌شناختیِ دانشگاه داک درباره این موضوع می‌گوید: انسان بر این باور است که مغز را به گونه کامل درک کرده است، یا حداقل هر فرد با توجه به تجربیاتی که داشته، مغز خود را درک کرده است. اما تجربیات شخصی هر انسان، راهنمای بسیار ضعیفی برای کشف عملکرد کامل مغز به شمار می‌رود. پرسش‌های زیادی از جمله چه‌گونگی مطالعه، چه‌گونگی تشکیل شبکه‌های نرونی، چه‌گونگی یادگیری، به‌خاطر سپردن، عشق ورزیدن، شنیدن، حرکت کردن و یا هر عمل دیگری درباره مغز انسان بی‌پاسخ باقی مانده است. درصورتی که بتوان مغز را درک کرد، انسان خواهد توانست تمامی ظرفیت‌ها و محدودیت‌های فکری، احساسی، استدلالی، عشق و تمامی جنبه‌های حیات را درک کند.
بقیه جهان کجاست: دانشمندان پاسخ این پرسش را با توجه به پدیده‌های مرموز ماده و انرژی تاریک، بخش تاریک جهان می‌نامند. در واقع تنها تمامی گونه‌های ماده و انرژی که تا کنون در جهان یافته شده اند، تنها چهار درصد از کل ماده و انرژی واقعی و موجود جهان را تشکیل می‌دهند؛ میزانی که با هیچ برابری می‌کند. ۹۶ درصد باقی‌مانده هم‌چنان ناشناخته اند و دانشمندان برای یافتن آن به دورترین نقاط فضا و عمیق‌ترین نقاط زمین روی آورده اند.
عامل گرانش چیست: شاید گمان برود که جاذبه زمین کاملاً درک شده و هیچ نکته مرموزی ندارد، زیرا نیوتون آن را در زمان‌های بسیار گذشته کشف کرده است. نیروی گرانش، یکی از ضعیف‌ترین نیروهایی است که تا کنون در جهان شناسایی شده و در حالت استاندارد فیزیکی هیچ توضیحی برای چه‌گونگی عملکرد آن وجود ندارد. نظریه‌پردازان معتقد اند شاید این نیرو در اثر ذرات بی‌حجم و کوچکی به نام گراویتون‌ها که در میدان‌های گرانشی جریان دارند، شکل گرفته باشد.
مارک جکسون، یکی از نظریه‌پردازان فیزیک در لابراتوار فرمی در ایلینویز معتقد است، گرانش از آن‌چه در حالت استاندارد فیزیک توضیح داده می‌شود، کاملاً متفاوت است. زمانی که درباره تعاملات کوچک گرانشی محاسباتی انجام می‌گیرد، پاسخ‌های غیرعقلانی به‌دست می‌آید و می‌توان گفت علم ریاضی در توضیح این مسایل کاملاً ناتوان است.
آیا نظریه‌یی برای توضیح همه‌چیز وجود دارد: فیزیکدانان از مودل‌های استاندارد خوبی برخوردار اند که می‌توانند جهان هستی را به صورت ذراتی ترسیم کند تا به این وسیله بتوان کوچک‌ترین جرم و ماده موجود در جهان را از مغناطیس گرفته تا اتم، توضیح داد. مودل‌های استاندارد فیزیکی ذرات را نقاطی بسیار خُرد می‌پندارند که بیشترین آن‌ها حامل نیروهای بنیانی هستند. دو مشکل بزرگی که این مودل‌ها در پی دارند، عدم توانایی توضیح گرانش و نامفهوم شدن در توضیح نیروهای بزرگ است. در صورتی که نظریه‌یی با توانایی توضیح انرژی‌های خارق‌العاده جهان اولیه به وجود آید که بسیاری ارایه چنین نظریه‌یی را غیرممکن می‌دانند، می‌توان گفت تیوری جهانی فیزیک به واقعیت پیوسته است.
آیا حیات بیگانه‌گان واقعیت دارد: حیات همه‌جا، حداقل در سیاره زمین حضور دارد. در این صورت، بسط دادن آن در تمامی جهان، امری منطقی به نظر می‌رسد. با این حال، نمونه‌ها و مطالعات انجام گرفته تنها در محدوده زمینی بوده است و به همین دلیل بسیار کوچک به شمار می‌روند. انسان اکنون آگاه است که عناصر حیات به صورت وسیعی پراکنده شده و منظومه خورشیدی مشابه منظومه خورشیدی زمین وجود دارد. جیل تارتر مدیر مرکز تحقیقات SETI در کالیفورنیا معتقد است انسان از تخیلات، مملو و ساخته شده است؛ پس حداقل می‌توان تصور کرد که حیات دیگری نیز دور از چشمان انسان وجود دارد. به گفته فرانک ویلژک، برنده جایزه نوبل موسسه ام آی تی، نوع بشر از میان ۴٫۵ بیلیون سال تاریخ شکل‌گیری زمین تنها طی ۲۰۰ سال گذشته به تمدن علمی تکنولوژیکی دست یافته است. بر این اساس، می‌توان انتظار داشت تمدن‌های علمی و تکنولوژیکی زیادی وجود داشته باشند که به میلیون‌ها و شاید بیلیون‌ها سال زمان برای توسعه یافتن نیاز خواهند داشت.
جهان چه‌گونه آغاز شد: مهم‌ترین، اصلی‌ترین، مرموزترین و قدیمی‌ترین پرسش بی‌پاسخ در میان انسان‌ها است که تمامی اسرار دیگر جهان را زیر شعاع خود قرار داده است. برخی نظریه‌ها اعلام کرده اند که جهان در حدود ۱۳٫۷ بیلیون سال پیش و پس از پدیده‌یی به نام انفجار بزرگ آغاز شده است. پس از این انفجار همه‌چیز در مدت کوتاهی شکل گرفت و در کمتر از یک چشم به هم زدن تحت تاثیر پدیده‌یی به نام تورم کیهانی، ابعاد کیهانی به خود گرفت. تیوری تورم کیهانی از ایده‌های بسیار قدرتمندی است که تا کنون امکان اثبات و بررسی شکل‌گیری آن به وجود نیامده است. تا زمان بی‌پاسخ باقی ماندن چنین پرسشی ـ پرسشی در علم محدود بشر ـ هیچ یک از دیگر پرسش‌ها نیز مجالی برای یافته شدن و کشف شدن پیدا نخواهد کرد.