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物理界十大难题，解开其一就能得诺贝尔奖，能看懂的都是学霸原创2021-03-06 18:13·科学探索猫随着物理学家们的不断努力和刻苦钻研，他们已经能够解释宇宙中许多此前令人匪夷所思现象，但同时还存在许多令他们苦恼的问题，至今都无法对其做出解释，那么物理学家们绞尽脑汁也无法说得通的物理学难题都有哪些呢？第一，在物理世界中，表达其特征的所有能够测量出来的无纲量参数，从原则上讲，是不是都能够推算出来？或者存不存在一些无发事件？且这些偶发事件只取决于量子力学或者历史，是否因此也是没有办法推断出来的参数？这样说大家可能不太清楚是什么意思，用爱因斯坦的话来讲，就是上帝在创造我们这个宇宙时，是否有选择性？比如他在准备引发宇宙大爆炸之前，是不是需要思考一下，我该把这个宇宙中的光速定为多少呢？我应该让电子带多少电荷呢？我应该把郎克常数的数值设置成多少？他到底是为了赶时间而随机设置了一些数字，还是这些数字必须得是如此？这些数值之间又蕴藏着什么样的逻辑呢？爱因斯坦第二、量子力学是怎样帮助解释宇宙的起源的？在现代物理学中，有两大理论，即广义相对论和标准模型。广义相对论是一种与引力有关的理论，而标准模型是利用量子力学来描述亚原子和这些亚原子所服从的作用力。长时间以来，物理学家们都希望将这两大理论合二为一，进而得出一种“万物至理”，也就是量子引力论，这样能够使我们更加深入的了解宇宙，甚至还可能能弄清楚，宇宙到底是怎样随着大爆炸而诞生的？第三、质子的寿命是多久呢？我们又该如何理解它？从前人们认为质子和中子是不一样的，觉得它们永远不会再分裂，成为更小的颗粒，并且曾经将这一认识当作真理，但是在70年代，理论物理学家发现，他们提出的各种也许会成为“大一统理论”，这一理论认为质子一定不是稳定的，只要经过足够长的时间，在非常偶然的情况下，它们还是会出现分裂现象的。不过要观察到这一分裂现象，就必须得想办法捕捉到处于死去过程中的质子，多年来，相关的实验研究人员一直在实验室中紧密观察着大型的水槽，希望能够发现原子内部正在死去的质子，但是截止到今天，这些质子的死亡率始终是零，这其实也能够说明，要么质子是一种极其稳定的颗粒，要么它们就是拥有极长的寿命，也许会在十亿亿亿亿年以上。第四、自然界是否是超对称的？如果是的话，它的超对称性又是怎样破灭掉的？有很多的物理学家都认为，把所有的作用力都统一成一种单一理论，这一理论所要求证明的两种差异极大的粒子之间存在密切的联系，而这种密切的关系，就是我们所说的超对称现象。但是物理学家至今还没有对超对称性的破灭作出解释，随着宇宙的冷却和后来的凝结，形成了当下这种不对称的状态，那么在其诞生之时所拥有的数学上的完美就被打破了。第五、 宇宙所表现出来的，为什么是三个空间维数和一个时间维数呢？这只是由于目前人们还没有想出来一个，我们能够接受的答案，因为我们除了向上向下和前后左右这几个方向运动之外，没有办法想象出来再去怎样向其他的方向上运动。但是我们没有办法将其想象出来，并不能够就此认为宇宙本就是这样的。其实根据超限理论，我们能够得知一定还有另外六个维数存在，并且这每一个维数都十分的微小，呈现出一种卷曲状，所以我们没有办法察觉到它。若这一理论是对的，那又为何只有这三个维度是伸展开来呢？第六、为何宇宙常数拥有它自身的数字？它是不是恒定的？它是不是零？宇宙学家一直认为宇宙在以一个非常稳定的速度持续膨胀，并且据他们最近的观察得知，宇宙在膨胀的过程中可能速度会越来越快，宇宙常数便是人们用来描述宇宙的这一缓慢加速的。那么这个常数到底是一个非常小的数值，还是就如人们对其之前的认识一样，觉得它是零呢？目前为止，物理学家没有办法对这一数值做出相应解释，不过根据一些基本的计算，我们知道这个常数可能会很大，可能是我们所观测到的数值的10到122倍，也就是说，或许宇宙正在以跳跃般的速度膨胀。但是实际上却并不是这样，所以一定存在着某种机制在对此进行压制。但是具体到底是怎样的？至今我们都未可知。第七、M理论的基本自由度是多少？这一理论是否能够真实地描述自然呢？多年以来超弦理论都有一个很大的弱点，那便是它有五个不同的版本。那么到底哪个议论是正确的？如果超弦理论存在的话，它是否能够描述的了宇宙呢？在M理论出现后，它给亚原子的物质谱增加了一种神秘物质，这种神秘物质叫做“膜”，这种膜与生理学上的膜是一样的，但是它却最多可以存在九个维度数。那么到底什么是更基本的物质组成单位呢？是膜组成了弦还是弦 组成了膜？又或许宇宙中还有另外更为基本的物质单位，只是我们目前还不知道呢？第八、黑洞信息悖论的解决方法是什么？我们能够从量子理论得出，不管信息所描述的是油墨颗粒组成文件的确切方式，还是粒子运动时的速度，它都不会在这个宇宙中消失。而就像物理学中对信息的定义一样，它不等同于含义，信息其实指的仅仅是二进制的数字，或者是一些其他的代码，不论它是数字还是代码，都是被人们用来精确的描述这种方式或者是一个物体的。所以如果我们将百科全书扔进黑洞中，这些书里的信息可能就会被吞没，并且永远地消失在宇宙中。人们认为这是不可能的，但是又无法对此做出解释。第九、基本粒子的典型质量与它的重力之间，的巨大差距用哪种物理学能够解释呢？换句话来说，就是为什么物体的重力比其他的作用力要小的多？我们可以用回形针和磁铁来打比方，一块磁铁就能够完全将回形针吸起来，但是地球的引力却不能够将回形针从磁铁上拉下来。第十、对于量子色动力学中夸克和胶子约束，以及它们之间的质量差距，我们能不能定量地理解它呢？量子色动力学是用来描述强核子力的一种理论，这种力便是胶子所携带的，它能够将夸克组合成质子和中子这样的颗粒。量子色动力学理论认为这些微小的亚力子永远都会受到约束，我们不能够将一个胶子或者一个夸克从质子中分离出来，由于它们之间的距离越远，这种强大的作用力就会越大，便可以快速地将他们拉回原位。但是至于胶子和夸克，为什么永远无法脱离约束，以及为什么所有能感受强作用的粒子的质量都不能是零，物理学家们还无法对此做出解释。虽然这几大难题至今都困扰着世界各国的科学家们，但是相信，也许在未来很短的时间内，随着人们对宇宙的不断探索与了解，这些问题能够一个一个的迎刃而解。
2024年12月17日，没想到啊，父母才是阴阳界的高手啊，每一句的吐槽都在我的笑点上。
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关注降水：出行前请关注天气预报，如遇雷雨天气请尽量避免外出。父亲节那天走了好远才找到一个母婴店，给小宝买了两身衣服。昨天我说小宝冲奶粉的纯净水没有了，人家说晚上他就拉回来了。