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物理中最難的問題是什麼

發布時間:2022-06-21 01:06:54

『壹』 世界上最難的物理問題是什麼啊啊

物理世界十大難題

物理學家們挑選出10個最匪夷所思的物理學問題,解答這些問題足夠讓他們忙上100年.盡管沒有任何懸賞,不過,對任何一個問題的解答差不多都能獲得諾貝爾獎.

1.表達物理世界特徵的所有(可測量的)無量綱參數原則上是否都可以推算,或者是否存在一些僅僅取決於歷史或量子力學偶發事件,因而也是無法推算的參數?

愛因斯坦的表述更為清楚:上帝在創造宇宙時是否有選擇?想像上帝坐在控制台前,准備引發宇宙大爆炸.「我該把光速定在多少」?「我該讓這種名叫電子的小點帶多少電荷」?「我該把普朗克常數--即決定量子大小的參數--的數值定在多大」?他是不是為了趕時間而胡亂抓來幾個數字?抑或這些數值必須如此,因為其中深藏著某種邏輯?

2. 量子引力如何幫助解釋宇宙起源?

現代物理學的兩大理論是標准模型和廣義相對論.前者利用量子力學來描述亞原子粒子以及它們所服從的作用力,而後者是有關引力的理論.很久以來,物理學家希望合二為一,得到一種「萬物至理」--即量子引力論,以便更深入地了解宇宙,包括宇宙是如何隨著大爆炸自然地誕生的.實現這種融合的首要候選理論是超弦理論,或者叫M理論--這是其名稱的最新「升級版」,M代表「魔法」(magic)、「神秘」(mystery)或「所有理論之母」(mother of all theories).

3. 質子的壽命有多長,如何來理解?

以前人們認為質子與中子不同,它永遠不會分裂成更小的顆粒.這曾被當成真理.然而在70年代,理論物理學家認識到,他們提出的各種可能成為「大一統理論」--該理論把除引力外的所有作用力匯於一爐--的理論暗示:質子必須是不穩定的.只要有足夠長的時間,在極其偶然的情況下,質子是會分裂的.

辦法是捕捉到正在死去的質子.許多年來,實驗人員一直在地下實驗室中密切注視大型的水槽,等待著原子內部質子的死去.但迄今為止質子的死亡率是零,這意味著要麼質子十分穩定,要麼它們的壽命很長--估計在10億億億億年以上.

4. 自然界是超對稱的嗎?如果是,超對稱性是如何破滅的?

許多物理學家認為,把包括引力在內的所有作用力統一成為單一的理論要求證明兩種差異極大的粒子實際上存在密切的關系,這種關系就是所謂的超對稱現象.第一種粒子是費密子,可以把它們粗略地說成是物質的基本組件,就像質子、電子和中子一樣.它們聚集在一起組成物質.另一種粒子是玻色子,它們是傳遞作用力的粒子,類似於傳遞光的光子.在超對稱的條件下,每一個費密子都有一個與之對應的玻色子,反之亦然.

物理學家有杜撰古怪名字的沖動,他們把所謂的超級對稱粒子稱為「sparticle」.但由於在自然界中還沒有觀察到sparticle,物理學家還需要解釋這種對稱性「破滅」的原因:隨著宇宙冷卻並凝結成現在的這種不對稱狀態,在其誕生之際所存在的數學上的完美被打破了.

5. 為什麼宇宙表現為一個時間維數和三個空間維數?

這只是因為還沒有想到一個可以接受的答案,只是因為除了上下、左右、前後,人們無法想像在更多的方向上運動.這並不意味著宇宙原本就是這樣的.實際上,根據超弦理論,肯定還存在著另外六個維數,每一維都呈捲曲狀,十分微小,因而無法察覺.如果這一理論是正確的,那麼為什麼只有這三個維數是伸展開來的,留給我們這個相對幽閉恐怖的空間呢?

6. 為什麼宇宙常數有它自身的數值?它是否為零,是否真正恆定?

直到最近,宇宙學家仍然認為宇宙是以一個穩定的速度在膨脹.但最近的觀察發現,宇宙可能膨脹得越來越快.人們用一個叫宇宙常數的數字來描述這種輕微的加速.這個常數是否如人們早期所認為的是零,或者是一個非常小的數值,物理學家現在還無法做出解釋.根據一些基本計算,這個常數應該很大--是我們觀測結果的大約10到122倍.換句話說,宇宙應該以跳躍般的速度在膨脹.而實際情況並非如此,肯定有什麼機制在壓制這種作用.如果宇宙真是超對稱性的,那宇宙常數就該被完全抵消掉.但這種對稱性--如果確實存在的話--看來已經破滅.如果這個常數隨時間的變化而變化的話,那情況就更加復雜了.

7. M理論的基本自由度(M理論的低能極限是11維的超引力,它包含5種相容的超弦理論)是多少?這一理論理否真實地描述了自然?

多年來,超弦理論最大的弱點是它有5個不同的版本.到底哪一個--如果有的話--描述了宇宙?反對這一理論的人最近已經接受了被稱為M理論的最主要的11維理論框架.但情況卻因此變得更加復雜.

在M理論前,所有的亞原子粒子都被說成是由微小的超弦組成的.M理論給組成亞原子的物質譜加了一種叫做「膜」(brane)的更為神秘的物質,它就像生理學上的膜一樣,但最多有9個維數度.現在的問題是,什麼是更基本的物質組成單位,是膜組成了弦還是剛好相反?或者另外存在著一些更基本的物質單位,只是人們沒有想到罷了?最後,這兩種東西中是否有一種確實存在,或者M理論僅僅是一種迷人的大腦游戲?

8. 黑洞信息悖論的解決方法是什麼?

根據量子理論,信息--無論它描述的是粒子運動的速度還是油墨顆粒組成文件的確切方式--是不會從宇宙中消失的.但物理學家基普·索恩、約翰·普雷希爾和斯蒡芬·霍金卻提出了一個固定的假設:如果你把一本大不列顛網路全書扔進黑洞中去,將會發生什麼事?宇宙中是否有其他同樣的網路全書是無關緊要的.正如物理學中所定義的,信息並不等同於含義,信息僅指二進制的數字,或是一些其他的代碼,它被用來精確地描述一個物體或一種方式.所以看起來那些特定的書本里的信息將被吞沒,並永遠地消失.但人們覺得這是不可能的.

霍金博士和索恩博士相信那些信息確實消失了,而量子力學必須對此作出解釋.普雷希爾博士推測信息其實並沒有消失;它也許以某種形式顯示於黑洞的表面,如同在一個宇宙中的銀幕上.

9. 何種物理學能夠解釋基本粒子的重力與其典型質量之間的巨大差距?

換言之,為什麼重力比其他的作用力(如電磁力)要弱得多?一塊磁鐵能夠吸起一個回形針,即使整個地球的引力在把它往下拉.

根據最近的一種說法,重力實際上要大得多.它僅僅是看上去比較弱而已,因為大部分重力陷入了某一個額外的維數度之中.如果我們可以用高能粒子加速器俘獲全部的重力,也許就有可能製造出微型黑洞.雖然這看上去會引起固體垃圾處理業的興趣,但這些黑洞很可能剛一形成就消失了.

10. 我們能否定量地理解量子色動力學中的誇克和膠子約束以及質量差距的存在?

量子色動力學(QCD)是描述強核子力的理論.這種力由膠子攜帶,它把誇克結合成質子和中子這樣的粒子.根據量子色動力學理論,這些微小的亞粒子永遠受到約束.你無法把一個誇克或膠子從質子中分離出來,因為距離越遠,這種強作用力就越大,從而迅速地把它們拉回原位.

但物理學家還沒有最終證明誇克和膠子永遠不能逃脫約束.他們也不能解釋為什麼所有能感受強作用力的粒子必須至少有一丁點兒的質量,為什麼它們的質量不能為零.一些人希望M理論能提供答案,這一理論也許還能進一步闡明重力的本質.

『貳』 目前物理的最難世界難題是三體問題嗎

三體問題是天體力學中的基本力學模型。它是指三個質量、初始位置和初始速度都是任意的可視為質點的天體,在相互之間萬有引力的作用下的運動規律問題。現在已知,三體問題不能精確求解,即無法預測所有三體問題的數學情景,只有幾種特殊情況已

『叄』 求物理最難的難題!!

現有兩根等長的輕質細線,每根細線的一端分別懸於同一水平面上的O、O'兩點,O、O'相距d為10厘米,細線的另一端分別系在均勻細長物的兩個端點A、B處,AB長L為70厘米,質量M為4千克。兩細線外圍套有一直徑恰好為d的光滑圓環,系統平衡時圓環與物體AB的距離h為40厘米,則圓環的質量為_______千克。如果在物體AB的正下方再掛一重物,則h將_______
(選填「增大、「減小」或「不變」)。
這里邊

『肆』 高中物理哪一部分最難

高中物理怎麼樣?有哪些好的學習方法?

現在還有很多的小夥伴,都說對於高中物理這是難度比較大的學科,這就讓物理成了很多的高中生成了心裡的一種痛處,其實吧學習高中物理也是很簡單的,只要你掌握好思路,培養好自己的學習習慣,讓自己喜歡上這個學科,其實這還是比較簡單的.

高中物理試卷

讀好每一本教材,看好每一個單元,學會每一個小題,對於高中物理每一個練習都有關鍵的洞察力以及他的解決辦法,可能他們所用的知識都是一樣的,只要你記住一個定理就可以做很多類似的題.

『伍』 物理學最難解的問題是什麼

最難解的物理其實是數學推導過程

『陸』 物理哪一部分最難

力學是基本功

電學要多做題

最難的是電磁學,它既要扎實的力學基礎做分析,還有復雜的電學問題。更會引入一些巧妙的幾何與算術技巧。可為博大精深


要重視觀察和實驗物理知識來源於實踐,特別是來源於觀察和實驗。要認真觀察物理現象,分析物理現象產生的條件和原因。要認真做好物理學生實驗,學會使用儀器和處理數據,了解用實驗研究問題的基本方法。要通過觀察和實驗,有意識地提高自己的觀察能力和實驗能力。

要重在理解學好物理,應該對所學的知識有確切的理解,弄清其中的道理。物理知識是在分析物理現象的基礎上經過抽象、概括得來的,或者是經過推理得來的。獲得知識,要有一個科學思維的過程。不重視這個過程,頭腦里只剩下一些乾巴巴的公式和條文,就不能真正理解知識,思維也得不到訓練。要重在理解,有意識地提高自己的科學思維能力。

要學會運用知識學到的知識,要善於運用到實際中去。不注意知識的運用,你得到的知識還是死的,不豐滿的,而且不能在運用中學會分析問題的方法。要在不斷的運用中,擴展和加深自己的知識,學會對具體問題具體分析,提高分析和解決問題的能力。

『柒』 困擾世界的十大物理難題是什麼

表達物理世界特徵的所有(可測量的)無量綱參數原則上是否都可以推算,或者是否存在一些僅僅取決於歷史或量子力學偶發事件,因而也是無法推算的參數?愛因斯坦的表述更為清楚:上帝在創造宇宙時是否有選擇?想像上帝坐在控制台前,准備引發宇宙大爆炸。「我該把光速定在多少?」「我該讓這種名叫電子的小點帶多少電荷?」「我該把普朗克常數,即決定量子大小的參數的數值定在多大?」他是不是為了趕時間而胡亂抓來幾個數字?抑或這些數值必須如此,因為其中深藏著某種邏輯?

思維導圖能全面調動人類左腦的邏輯、順序、條理、文字、數字以及右腦的圖像、想像、顏色、空間、整體思維的功能,使大腦潛能得到充分的開發。

『捌』 物理學比較難解決的問題

Q1.:
黑洞的形成正式由於它的密度太大導致對物質的萬有引力極大。
連光子的光速都無法掙脫束縛。
光速又是宇宙中最快的速度。
一旦有超光速,由類似
引力紅移等
事實證明了的愛因斯坦廣義相對論就得全部推翻。
所以就我自身理解,黑洞不可能會溢出物質。
就算有這種說法
我想其事實絕非是黑洞所溢出的物質
而是其他的一些尚未被我們了解的現象被誤認為是黑洞中溢出。

Q2:

根據愛因斯坦你狹義相對論的質量公式(很難打出來,你可以去查)
達到光速時,物體的靜止質量(注意,是靜止質量)會變為0,對於這個物體來說長度會變短,時間會變長。

如果有物體超過光速,根號內的數會成為負數,也就是說,不可能
存在這種情況。
如果存在,我想,我也無法想像是怎樣。

Q3:
其問題的本質在於
光子和物質能否相互轉換。
就我們目前的科技水平來說,不行。
否則就很奇妙了,電視劇里,一個人唰地一溜煙似的變成光飛了,到目的地又唰地變回來了。

回答完畢,這是我對這3個問題理解,如果有什麼問題或者不贊同,歡迎和我QQ聯系。

『玖』 物理界十大難題是什麼

1.表達物理世界特徵的所有(可測量的)無量綱參數原則上是否都可以推算,
或者是否存在一些僅僅取決於歷吏或量子力學偶發事件,因而也是無法推算
的參數?
愛因斯坦的表述更為清楚:上帝在創造宇宙時是否有選擇?想像上帝坐
在控制台前,准備引發宇宙大爆炸。「我該把光速定在多少?」「我該讓這
種名叫電子的小點帶多少電荷?」「我該把普朗克常數——即決定量子大小
的參數——的數值定在多大?」他是不是為了趕時間而胡亂抓來幾個數字?抑
或這些數值必須如此,因為其中深藏著某種邏輯?
2.量子引力如何幫助解釋宇宙起源?
現代物理學的兩大理論是標准模型和廣義相對論。前者利用量子力學來
描述亞原子粒子以及它們所服從的作用力,而後者是有關引力的理淪。很久
以來,物理學家希望合二為一,得到一種「萬物至理」——即量子引力論,
以便更深入地了解宇宙,包括宇宙是如何隨著大爆炸自然地誕生的。實現這
種融合的首要候選理論是超弦理論,或者叫 M理論——這是其名稱的最新
「升級版」,M代表「魔法」( magic)、「神秘」( mystery)或「所有理論
之母」( mother of alltheories)。
3.質子的壽命有多長,如何來理解?
以前人們認為質子與中子不同,它永遠不會分裂成更小的顆粒。這曾
被當成真理。然而在70年代,理論物理學家認識到,他們提出的各種可能
成為「大一統理論」——該理論把除引力外的所有作用力匯於一爐——的
理論暗示:質子必須是不穩定的。只要有足夠長的時間,在極其偶然的情
況下,質子是會分裂的。
況下,質子是會分裂的。
辦法是捕捉到正在死去的質子。許多年來,實驗人員一直在地下實驗
空中密切注視大型的水槽,等待著原子內部質子的死去。但迄今未止質子
的死亡率是零,這意味著要麼質子十分穩定,要麼它們的壽命很長——估
計在10億億億億年以上。
4.自然界是超對稱的嗎?如果是,超對稱性是如何破滅的?
許多物理學家認為,把包括引力在內的所有作用力統一成為單一的理
論要求證明兩種差異極大的粒子實際上存在密切的關系,這種關系就是所
謂的超對稱現象。
第一種粒子是費密子,可以把它們粗略地說成是物質的基本組件,就
像質子、電子和中子一樣。它們聚集在一起組成物質。另一種粒子是玻色
子,它們是傳遞作用力的粒子,類似於傳遞光的光子。在超對稱的條件下,
每一個費密子都有一個與之對應的玻色子,反之亦然。
物理學家有杜撰古怪名字的沖動,他們把所謂的超級對稱粒子稱為
「Sparticle」。但由於在自然界中還沒有觀察到5particle,物理學家
還需要解釋這種對稱性「破滅」的原因:隨著宇宙冷卻並凝結成現在的這
種不對稱狀態,在其誕生之際所存在的數學上的完美被打破了。
5.為什麼宇宙表現為一個時間維數和三個空間維數?
這只是因為還沒有想到一個可以接受的答案,只是因為除了上下、左
右、前後,人們無法想像在更多的方向上運動。這並不意味著宇宙原本就
是這樣的。實際上,根據超弦理論,肯定還存存著另外六個維數,每一維
都呈捲曲狀,十分微小,因而無法察覺。如果這一理論是正確的,那麼為
什麼只有這三個維數是伸展開來的,留給我們這個相對幽閉恐怖的空間呢?
6.為什麼宇宙常數有它自身的數值?它是否為零,是否真正恆定?
直到最近,宇宙學家仍然認為宇宙是以一個穩定的速度在膨脹。但最
近的觀察發現,宇宙可能膨脹得越來越快。人們用一個叫宇宙常數的數字
來描述這種輕微的加速。這個常數是否如人們早期所認為的是零,或者是
一個非常小的數值,物理學家現在還無法做出解釋。
根據一些基本計算,這個常數 應該很大——是我們觀測結果的大約
10到122倍。換句話說,宇宙應該以跳躍般的速度在膨脹。而實際情況並
非如此,肯定有什麼機制在壓制這種作用。如果宇宙真是超對稱性的,那
宇宙常數就該被完全抵消掉。但這種對稱性——如果確實存在的話——看
來已經破滅。如果這個常數隨時間的變化而變化的話,那情況就更加復雜
了。
7.M理論的基本自由度( M理論的低能極限是 ll維的超引力,它包含5種
相容的超弦理論)是多少?這一理論是否真實地描述了自然?
多年來,超弦理論最大的弱點是它有5個不同的版本。到底哪一個——
如果有的話——描述了宇宙?反對這一理論的人最近已經接受了被稱為 M理
論的最主要的 l l維理論框架。但情況卻因此變得更加復雜。
在 M里論前,所有的亞原子粒子都被說成是由微小的超弦組成的。M理
論給組成亞原子的物質增加了一種叫做「膜」(brane)的更為神秘的物質,
它就像生理學上的膜一樣,但最多有9個維數度。現在的問題是,什麼是更
基本的物質組成單位,是膜組成了弦還是剛好相反?或者另外存在著一些更
基本的物質單位,只是人們沒有想到罷了?最後,這兩種東西中是否有一種
確實存在,或者 M理論僅僅是一種迷人的大腦游戲?
8,黑洞信息悖論的解決方法是什麼?
根據量子理論,信息——無淪它描述的是粒子運動的速度還是油墨顆
粒組成文件的確切方式——是不會從宇宙中消失的。但物理學家基普·索
恩、約翰·普雷希爾和斯蒂芬·霍金卻提出了一個固定的假設:如果你把
一本大不列顛網路全書扔進黑洞中去,將會發生什麼事?宇宙中是否有其他
同樣的網路全書是無關緊要的。正如物理學中所定義的,信息並不等同於
含義,信息僅指二進制的數字,或是一些其他的代碼,它被用來精確地描
述一個物體或一種方式。所以看起來那些特定的書本里的信息將被吞沒,
並永遠地消失。但人們覺得這是不可能的。
霍金博士和索恩博士相信那些信息確實消失了,而量子力學必須對此
作出解釋。普雷希爾博士推測信息其實並沒有消失;它也許以某種形式顯
示於黑洞的表面,如同在一個宇宙中的銀幕上。
9.何種物理學能夠解釋基本粒子的重力與其典型質量之間的巨大差距?
換言之,為什麼重力比其他的作用力(如電磁力)要弱得多?一塊磁鐵
能夠吸起一個回形針,即使整個地球的引力在把它往下拉。
根據最近的一種說法,重力實際上要大得多。它僅僅是看上去比較弱
而已,因為大部分重力陷入了某一個額外的維數度之中。如果我們可以用
高能粒子加速器俘獲全部的重力,也許就有可能製造出微型黑洞。雖然這
看上去會引起固體垃圾處理業的興趣,但這些黑洞很可能剛一形成就消失
了。
10,我們能否定量地理解量子色動力學中的誇克和膠子約束以及質量差距
的存在?
量子色動力學( QCD)是描述強核子力的理論。這種力由膠子攜帶,它
把誇克結合成質子和中子這樣的粒子。根據量子色動力學理論,這些微小
的亞粒子永遠受到約束。你無法把一個誇克或腦子從質子中分離出來,因
為距離越遠,這種強作用力就越大,從而迅速地把它們拉回原位。
但物理學家還沒有最終證明誇克和膠子永遠 不能逃脫約束。他們也不
能解釋為什麼所有能感受強作用力的粒子必須至少有一丁點兒的質量,為
什麼它們的質量不能為零。一些人希望 M理論能提供答案,這一理論也許
還能進一步闡明重力的本質。

『拾』 物理學中最難的是什麼問題

最難的是無法用現有的物理理論去解釋的問題!
解決了這個問題就是偉大的物理學家。牛頓,愛因斯坦等等就是

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