在2005年《science》创刊125周年之际，Science发布了全世界最前沿最具挑战性的125个科学问题。这些问题涵盖地球科学、能源、宇宙领域，并涉及数学与计算机科学、政治与经济、能源、环境和人口等领域，至今仍有积极广泛的影响。Science当时指出在未来25年内，科学家很有希望找到这些重要基础性问题的答案，科学界也因此面临挑战，如今过去快20年了，当时发布的一些问题已经陆续有了答案。
简单归纳统计这125个问题，其中涉及生命科学的问题占46%，关系宇宙和地球的问题占16%，与物质科学相关的问题占14%以上，认知科学问题占9%。其余问题分别涉及数学与计算机科学、政治与经济、能源、环境和人口等。在今后四分之一个世纪的时间里，人们将致力于研究解决这些问题，其中前25个被认为是最重要的问题。
全世界最前沿的125个科学问题分别是：
1、宇宙由什么构成？
2、意识的生物学基础是什么？
4、遗传变异与人类健康的相关程度如何？
6、人类寿命到底可以延长多久？
7、是什么控制着器官再生？
9、单个体细胞怎样成为整株植物？
10、地球内部如何运行？
11、地球人类在宇宙中是否独一无二？
12、地球生命在何处产生、如何产生？
13、什么决定了物种的多样性？
14、什么基因的改变造就了独特的人类？
15、记忆如何存储和恢复？
16、人类合作行为如何发展？
18、化学自组织的发展程度如何？
19、什么是传统计算的极限？
20、我们能否有选择地切断某些免疫反应？
22、能否研制出有效的HIV疫苗？
24、什么时间用什么能源可以替代石油？
25、地球到底能负担多少人口？
26、宇宙是否唯一？
27、是什么驱动宇宙膨胀？
29、超高能宇宙射线来自何处？
30、是什么给类星体提供动力？
33、质子会衰减吗？
34、重力的本质是什么？
38、是否有解释所有相关电子系统的统一理论？
39、人类能够制造最强的激光吗？
40、能否制造完美的光学透镜？
45、固体中是否有超流动性?如果有，如何解释？
46、水的结构如何？
47、玻璃态物质的本质是什么？
48、是否存在合理化学合成的极限？
51、驱动太阳磁周期的原因是什么？
53、是什么引发了冰期？
54、使地球磁场逆转的原因是什么？
55、是否存在有助于预报的地震先兆？
58、能否预测蛋白质折叠？
59、人体中的蛋白质有多少存在方式？
60、蛋白质如何发现其作用对象？
61、细胞死亡有多少种形式？
62、是什么保持了细胞内的通行顺畅？
63、为什么细胞的成分可以独立于DNA而自行复制？
65、基因组中端粒和丝粒的作用是什么？
66、为什么一些基因组很大，另一些又相当紧凑？
67、基因组中的“垃圾”(“junk”)有何作用？
69、器官和整个有机体如何了解停止生长的时间？
70、除了继承突变，基因组如何改变？
72、翼、鳍和面孔如何发育进化？
73、是什么引发了青春期？
74、干细胞是否位于所有肿瘤的中心？
75、肿瘤更容易通过免疫进行控制吗？
76、肿瘤的控制比治愈是否更容易？
77、炎症是所有慢性疾病的主要原因吗？
78、疯牛病会怎样发展？
80、对抗原而言，免疫记忆需要延长暴露吗？
81、为什么孕妇的免疫系统不拒绝其胎儿？
82、什么与有机体的生物钟同步？
83、迁徙生物怎样发现其迁移路线？
84、为什么要睡眠？
85、人类为什么会做梦？
87、信息素影响人类行为吗？
88、一般麻醉剂如何发挥作用？
89、导致精神分裂症的原因是什么？
90、引发孤独症的原因是什么？
91、阿兹海默症患者的生命能够延续多久？
92、致瘾的生物学基础是什么？
93、大脑如何建立道德观念？
94、通过计算机进行学习的极限是什么？
95、有多少个性源于遗传？
96、性别倾向的生物学根源是什么？
97、生命树是生命之间系统关系最好的表达方式吗？
98、地球上有多少物种? 99什么是物种？
100、横向转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生？
101、谁是世界的共同祖先？
102、植物的花朵如何进化？
103、植物怎样制造细胞壁？
104、如何控制植物生长？
105、为什么所有的植物不能免疫一切疾病？
106、外界压力环境下，植物的变异基础是什么？
107、是什么引起物质消失？
108、能否避免物种消亡？
109、一些恐龙为什么如此庞大？
110、生态系统对全球变暖的反应如何？
111、至今共有多少人种，他们之间有何关联？
112、是什么提升了现代人类的行为？
113、什么是人类文化的根源？
115、什么是人种，人种如何进化？
116、为什么一些国家向前发展，而有些国家的发展停滞？
117、政府高额赤字对国家利益和经济增长速度有什么影响？
118、政治与经济自由密切相关吗？
120、有没有简单的方法确定椭圆曲线是否存在无穷多解？
121、霍奇闭链是代数闭链的和吗？
122、数学家将会最终给出Navier-Stokes方程的解吗？
123、庞加莱实验能否确定4维空间的球？
125、对粒子物理标准模型的研究是否会停止在量子Yahg-Mills理论上？
注：最后6个数学问题选自Clay数学研究所提出的新千年问题
