世界物理4大难题? 世界物理难题有什么

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-31
物理世界十大难题

物理学家们挑选出10个最匪夷所思的物理学问题,解答这些问题足够让他们忙上100年.尽管没有任何悬赏,不过,对任何一个问题的解答差不多都能获得诺贝尔奖.

1.表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算,或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件,因而也是无法推算的参数?

爱因斯坦的表述更为清楚:上帝在创造宇宙时是否有选择?想象上帝坐在控制台前,准备引发宇宙大爆炸.“我该把光速定在多少”?“我该让这种名叫电子的小点带多少电荷”?“我该把普朗克常数--即决定量子大小的参数--的数值定在多大”?他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字?抑或这些数值必须如此,因为其中深藏着某种逻辑?

2. 量子引力如何帮助解释宇宙起源?

现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论.前者利用量子力学来描述亚原子粒子以及它们所服从的作用力,而后者是有关引力的理论.很久以来,物理学家希望合二为一,得到一种“万物至理”--即量子引力论,以便更深入地了解宇宙,包括宇宙是如何随着大爆炸自然地诞生的.实现这种融合的首要候选理论是超弦理论,或者叫M理论--这是其名称的最新“升级版”,M代表“魔法”(magic)、“神秘”(mystery)或“所有理论之母”(mother of all theories).

3. 质子的寿命有多长,如何来理解?

以前人们认为质子与中子不同,它永远不会分裂成更小的颗粒.这曾被当成真理.然而在70年代,理论物理学家认识到,他们提出的各种可能成为“大一统理论”--该理论把除引力外的所有作用力汇于一炉--的理论暗示:质子必须是不稳定的.只要有足够长的时间,在极其偶然的情况下,质子是会分裂的.

办法是捕捉到正在死去的质子.许多年来,实验人员一直在地下实验室中密切注视大型的水槽,等待着原子内部质子的死去.但迄今为止质子的死亡率是零,这意味着要么质子十分稳定,要么它们的寿命很长--估计在10亿亿亿亿年以上.

4. 自然界是超对称的吗?如果是,超对称性是如何破灭的?

许多物理学家认为,把包括引力在内的所有作用力统一成为单一的理论要求证明两种差异极大的粒子实际上存在密切的关系,这种关系就是所谓的超对称现象.第一种粒子是费密子,可以把它们粗略地说成是物质的基本组件,就像质子、电子和中子一样.它们聚集在一起组成物质.另一种粒子是玻色子,它们是传递作用力的粒子,类似于传递光的光子.在超对称的条件下,每一个费密子都有一个与之对应的玻色子,反之亦然.

物理学家有杜撰古怪名字的冲动,他们把所谓的超级对称粒子称为“sparticle”.但由于在自然界中还没有观察到sparticle,物理学家还需要解释这种对称性“破灭”的原因:随着宇宙冷却并凝结成现在的这种不对称状态,在其诞生之际所存在的数学上的完美被打破了.

5. 为什么宇宙表现为一个时间维数和三个空间维数?

这只是因为还没有想到一个可以接受的答案,只是因为除了上下、左右、前后,人们无法想像在更多的方向上运动.这并不意味着宇宙原本就是这样的.实际上,根据超弦理论,肯定还存在着另外六个维数,每一维都呈卷曲状,十分微小,因而无法察觉.如果这一理论是正确的,那么为什么只有这三个维数是伸展开来的,留给我们这个相对幽闭恐怖的空间呢?

6. 为什么宇宙常数有它自身的数值?它是否为零,是否真正恒定?

直到最近,宇宙学家仍然认为宇宙是以一个稳定的速度在膨胀.但最近的观察发现,宇宙可能膨胀得越来越快.人们用一个叫宇宙常数的数字来描述这种轻微的加速.这个常数是否如人们早期所认为的是零,或者是一个非常小的数值,物理学家现在还无法做出解释.根据一些基本计算,这个常数应该很大--是我们观测结果的大约10到122倍.换句话说,宇宙应该以跳跃般的速度在膨胀.而实际情况并非如此,肯定有什么机制在压制这种作用.如果宇宙真是超对称性的,那宇宙常数就该被完全抵消掉.但这种对称性--如果确实存在的话--看来已经破灭.如果这个常数随时间的变化而变化的话,那情况就更加复杂了.

7. M理论的基本自由度(M理论的低能极限是11维的超引力,它包含5种相容的超弦理论)是多少?这一理论理否真实地描述了自然?

多年来,超弦理论最大的弱点是它有5个不同的版本.到底哪一个--如果有的话--描述了宇宙?反对这一理论的人最近已经接受了被称为M理论的最主要的11维理论框架.但情况却因此变得更加复杂.

在M理论前,所有的亚原子粒子都被说成是由微小的超弦组成的.M理论给组成亚原子的物质谱加了一种叫做“膜”(brane)的更为神秘的物质,它就像生理学上的膜一样,但最多有9个维数度.现在的问题是,什么是更基本的物质组成单位,是膜组成了弦还是刚好相反?或者另外存在着一些更基本的物质单位,只是人们没有想到罢了?最后,这两种东西中是否有一种确实存在,或者M理论仅仅是一种迷人的大脑游戏?

8. 黑洞信息悖论的解决方法是什么?

根据量子理论,信息--无论它描述的是粒子运动的速度还是油墨颗粒组成文件的确切方式--是不会从宇宙中消失的.但物理学家基普·索恩、约翰·普雷希尔和斯蒡芬·霍金却提出了一个固定的假设:如果你把一本大不列颠百科全书扔进黑洞中去,将会发生什么事?宇宙中是否有其他同样的百科全书是无关紧要的.正如物理学中所定义的,信息并不等同于含义,信息仅指二进制的数字,或是一些其他的代码,它被用来精确地描述一个物体或一种方式.所以看起来那些特定的书本里的信息将被吞没,并永远地消失.但人们觉得这是不可能的.

霍金博士和索恩博士相信那些信息确实消失了,而量子力学必须对此作出解释.普雷希尔博士推测信息其实并没有消失;它也许以某种形式显示于黑洞的表面,如同在一个宇宙中的银幕上.

9. 何种物理学能够解释基本粒子的重力与其典型质量之间的巨大差距?

换言之,为什么重力比其他的作用力(如电磁力)要弱得多?一块磁铁能够吸起一个回形针,即使整个地球的引力在把它往下拉.

根据最近的一种说法,重力实际上要大得多.它仅仅是看上去比较弱而已,因为大部分重力陷入了某一个额外的维数度之中.如果我们可以用高能粒子加速器俘获全部的重力,也许就有可能制造出微型黑洞.虽然这看上去会引起固体垃圾处理业的兴趣,但这些黑洞很可能刚一形成就消失了.

10. 我们能否定量地理解量子色动力学中的夸克和胶子约束以及质量差距的存在?

量子色动力学(QCD)是描述强核子力的理论.这种力由胶子携带,它把夸克结合成质子和中子这样的粒子.根据量子色动力学理论,这些微小的亚粒子永远受到约束.你无法把一个夸克或胶子从质子中分离出来,因为距离越远,这种强作用力就越大,从而迅速地把它们拉回原位.

但物理学家还没有最终证明夸克和胶子永远不能逃脱约束.他们也不能解释为什么所有能感受强作用力的粒子必须至少有一丁点儿的质量,为什么它们的质量不能为零.一些人希望M理论能提供答案,这一理论也许还能进一步阐明重力的本质.

困扰世界的十大物理难题是什么?~

表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算,或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件,因而也是无法推算的参数?爱因斯坦的表述更为清楚:上帝在创造宇宙时是否有选择?想象上帝坐在控制台前,准备引发宇宙大爆炸。“我该把光速定在多少?”“我该让这种名叫电子的小点带多少电荷?”“我该把普朗克常数,即决定量子大小的参数的数值定在多大?”他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字?抑或这些数值必须如此,因为其中深藏着某种逻辑?

量子引力如何帮助解释宇宙起源?
现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论。前者利用量子力学来描述亚原子粒子以及它们所服从的作用力,而后者是有关引力的理论。很久以来,物理学家希望合二为一,得到一种“万物至理”——即量子引力论,以便更深入地了解宇宙,包括宇宙是如何随着大爆炸自然地诞生的。实现这种融合的首要候选理论是超弦理论,或者叫 M 理论,这是其名称的最新“升级版”,M 代表“魔法”(magic)、“神秘”(mystery)或“所有理论之母”(mother of all theories)。

为什么宇宙表现为一个时间维数和三个空间维数?
这只是因为还没有想到一个可以接受的答案,只是因为除了上下、左右、前后,人们无法想像在更多的方向上运动,这并不意味着宇宙原本就是这样的。实际上,根据超弦理论,肯定还存在着另外六个维数,每一维都呈卷曲状,十分微小,因而无法察觉。如果这一理论是正确的,那么为什么只有这三个维数是伸展开来的,留给我们这个相对幽闭恐怖的空间呢?

思维导图能全面调动人类左脑的逻辑、顺序、条理、文字、数字以及右脑的图像、想象、颜色、空间、整体思维的功能,使大脑潜能得到充分的开发。

我可以给你一个看似简单的,
为什么会有重力
爱因斯坦思考过这个问题,得出了一个结论是重力和加速度等价,但是这个结论只是给出了重力的一个特性,并不是答案
我的QQ空间里有我对这个问题的猜想


#拓姣群# 最难的物理问题 -
(15343185440): 其实物理知识,就是人的论点.被证明了,就成理论了.但也有没被证明的理论.广义相对论. 得到多数科学家的认可,也可以. 你能有自己的想法,值得赞佩.但是需要理论支持,或者实践的证明.努力吧, 也许你会成功的.我支持你!!

#拓姣群# 世界的四大难题是什么 -
(15343185440): 世界四大科学难题 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...

#拓姣群# 对物理的看法? - 作业帮
(15343185440):[答案] 这是一个十分基础的问题.翻开任何一本物理教科书,都不难找到这样的定义:物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学.但这只是对于物理这门科学在学术意义上的一种界定.而我们所面对的“物理”,它同时又是一门课程,于是...

#拓姣群# 物理难题大大难题
(15343185440): 首先从听到笛声和车尾出洞的一瞬间,车身各振动一次,说明火车经过了85-1节的铁轨(注意第一节和最后一节).从这里可以计算出听到笛声到出山洞的长度S1=ns=84*12.5m=1050m.和速度v=S1/t=1050/105m/s=10m/s再计算山洞长,设鸣笛到听到笛声的时间为t.340t+10t=175t=0.5s鸣笛到听到笛声时,火车已经经过的距离:s2=vt=10*0.5m=5m山洞长S=S1+s2=1050+5m=1055m.应该是这样.....

#拓姣群# 一道很傻的物理问题请慎重作答:什么是物理?(物理定义)
(15343185440): 物理与化学研究的对象都是一样的,只是测重点有所不同,也有交叉.相比教而言,物理更表象一些,化学更深入.物理研究的是物的外部性质,不局限于物;化学研究物的内部性质,对物要求苛刻.比如,一条物理上的牛顿运动定理,其实并在在乎这个物体是木头还是金属,只在乎他的运动规律;而一个化学反应,对物质的要求就严格到了是那种元素的程度. 你问的这些问题似乎没多大意义,但是如果真能悟出其中的一些东西,相信对你的学习很有帮助.不管学哪门课,都要先大致了解一下这门课程到底说些什么,注重些什么.

#拓姣群# 世界上四个最大的科学难题是什么? - 作业帮
(15343185440):[答案] 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... 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,...

#拓姣群# 物理的大难题
(15343185440): 答案是12 设初速度为v 米每秒 根据题意得末速度为u=0米每秒 已知角速度是a=-6 每二次方秒 时间t=2 秒 根据公式:u=v+at 所以有 0= v+(-6x2) 所以v=12米每秒 汽车最大速度不能超过12米每秒

#拓姣群# 世界上最难解的题是什么? -
(15343185440): 1、十道经典的数学题盘点:世界七大数学难题加上近代三大数学难题,合称世界难解的十大数庆悔学题”,这些都是世界上公认为最难的数学题.有宣称已经解决的和正在解决的以及段差祥对他人解决提出改进的思路,抛砖引玉,以期改革现有数学不足的缺陷,试图建立一种新颖的数学体系;2、世界难解的十大数学题数学界千年谜题共计十大难题,这些问题公布以来一直都被人广泛关注,尤其是全球的数学家们.数学界重大握搏问题的突破,每次也会给社会其他科学带来突破.对于数学界的这种世纪难题的研究已经成为一种文化交流,不少国家的数学家正在组织联合攻关

#拓姣群# 什么是四大科学难题?
(15343185440): 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...

#拓姣群# 谁知道世界十大难题是什么? -
(15343185440): 表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算,或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件,因而也是无法推算的参数? 爱因斯坦的表述更为清楚:上帝在创造宇宙时是否有选择?想象上帝坐在控制台前,...