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自然科学是关于自然界的物质现象及其运动规律的知识体系。它把自然界划分为不同的研究领域或层次，分门别类地研究各个领域或层次的物质的形态、结构、性质及其运动规律，形成各科的系统知识，以此构成整个自然科学的知识体系。
自然科学是人类认识自然的智慧结晶，是系统化了的理性认识，以概念、公式、定理、定律等构成其理论体系。自然科学的理论是经过实践检验的，具有客观真理性;它是一种社会意识形式，但不同于文学、艺术、宗教、哲学、法律、道德等意识形式。它所反映的是关于自然界的物质现象及其运动规律的客观真理，具有超民族性、超阶级性和历史继承性;在阶级社会中，由谁来研究、掌握、运用自然科学，往往带上阶级的烙印。自然科学不是社会上层建筑，而是生产力，是知识形态的生产力，通过教育和技术发明等途径可转入生产力的三个要素，并入生产过程，成为直接的生产力;随着生产水平的提高，自然科学的因素在生产力中所占的地位越来越重要，成为“第一生产力”;自然科学推动生产力的发展最终引起生产关系的变革，导致社会革命，成为最高意义上的革命力量。人类的科学活动源于生产实践，自然科学的发生和发展的根本动力是社会生产，同时受着社会政治、经济、思想，文化以及自然科学内部矛盾运动的制约。
当前世界上有四个最大的科学难题，全球各专业的科学家都在设法揭开大自然的这些秘密，如能解开这些谜团，那么人类的生活以及对世界的看法将发生根本的变化。
一、人体基因结构
人的基因存储在一个螺旋形的大分子中。现在科学家希望能准确地知道在哪一种基因中存储哪些信息，因为每种基因由约3万个信息构成，要一个一个地检查，现在才查明约10万种基因中的100种。日前，科学家们已解出一个志愿者的全部基因密码，如能揭开全部基因的秘密，那么由于基因受损而引起的癌症、糖尿病以及其它迄今已知的4000多种遗传疾病都可以通过修复基因来根治。
二、宇宙中的黑暗物质
根据新的计算，宇宙间存在的物质比现在天文学家看见的要多九倍，宇宙爆炸论才能成立。然而这些物质在哪里，是什么成分，是否还能发现大量的黑暗物质，完全是个未知数。
三、受控核聚变
用7克氢核燃料能够产生6吨煤的能量，而且氢核燃料是从水中提取的，用之不尽，对人类和环境的危害也只是现在能源的1%。现在理论问题虽然解决了，实际问题还没解决。氢核聚变的前提是1亿度高温，如何建造能承受如此高温的熔炉。
四、生命起源
美国科学家米勒仿造出40亿年前地球上的条件，结果在此条件下产生出氨基酸---生命的组成部分。但是如何演变成生命仍然是个谜，现在计算机科学家编制出人工生物的程序，在计算机世界中观察“生命”起源，他们认为，这是理解生命结构的第一步，未来的目标要模拟出生命的形成。
