㈠ 為什麼物理那麼難
現在的學生對物理現象接觸的少、觀察的少、思考的少、分析的少,簡單的說脫離實際太遠了。有人天生對物理就不感興趣,同時對物理知識的理解能力欠缺,尤其是圖象中隱含的物理知識,數學解中隱含的物理知識。有人學習物理方法不對。在學校,其他學科老師總要求學生進行讀、讀、讀,背、背、背,有一部分學生就只會背物理書,背物理筆記,整理錯題集,物理這門自然科學課程靠死記硬背是學不會的,一字不差地背下來,出個題目還是照樣不會解。物理的計算要依靠數學,對學物理來說數學太重要了。沒有數學這個計算工具物理學是步難行的。要學好物理首先要學好數學,利用好數學這個強有力的工具。
㈡ 高中物理最難的部分是什麼
高中物理最難的部分是力學和電磁學,高中物理比較抽象,很多學生都讓物理,其中力學和電磁學最難,不但公式定理難以理解,在運用時也是很難,思維能力比較強的學生才能看高分。
㈢ 物理難度是什麼
在於對事物本質的不斷思考,因為人類永遠不可能找到絕對真理。面對復雜的現象抽象出簡潔的關鍵性的本質是挺難的。不過最難得本人覺得是對物理的恐懼,一旦害怕,則很難前進。希望能對你有所幫助。
㈣ 初中物理哪個部分最難學
初中物理最難的部分是力學。
其次:電學。
㈤ 高中物理什麼最難學
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.
㈥ 初中物理最難的是什麼
物理這門自然科學課程比較比較難學,靠死記硬背是學不會的,一字不差地背下來,出個題目還是照樣不會作。那麼,如何學好物理呢? 要想學好物理,應當做到不僅把物理學好,其它課程如數學、化學、語文、歷史等都要學好,也就是說學什麼,就得學好什麼。實際上在學校里,學習好的學生,哪科都學得好,學習差的學生哪科都學得差,基本如此,除了概率很小的先天因素外,這里確實存在一個學習方法問題。
誰不想做一個學習好的學生呢,但是要想成為一名真正學習好的學生,第一條就要好好學習,就是要敢於吃苦,就是要珍惜時間,就是要不屈不撓地去學習。樹立信心,堅信自己能夠學好任何課程,堅信「能量的轉化和守恆定律」,堅信有幾份付出,就應當有幾份收獲。關於這一條,請看以下三條語錄:
我決不相信,任何先天的或後天的才能,可以無需堅定的長期苦乾的品質而得到成功的。——狄更斯(英國文學家)
有的人能夠遠遠超過其他人,其主要原因與其說是天才,不如說他有專心致志堅持學習和不達目的決不罷休的頑強精神。——道爾頓(英國化學家)
世界上最快而又最慢,最長而又最短,最平凡而又最珍貴,最容易被忽視而最令人後悔的就是時間。——高爾基(蘇聯文學家)
以上談到的第一條應當說是學習態度,思想方法問題。第二條就是要了解作為一名學生在學習上存在如下八個環節:制定計劃→課前預習→專心上課→及時復習→獨立作業→解決疑難→系統總結→課外學習。這里最重要的是:專心上課→及時復習→獨立作業→解決疑難→系統總結,這五個環節。在以上八個環節中,存在著不少的學習方法,下面就針對物理的特點,針對就「如何學好物理」,這一問題提出幾點具體的學習方法。
(一)三個基本。基本概念要清楚,基本規律要熟悉,基本方法要熟練。關於基本概念,舉一個例子。比如速度,它是表示物體在單位時間里通過的路程:V=s/t。關於基本規律,比如說平均速度的計算公式也是V=s/t。它適用於任何情況,例如一個百米運動員他在通過一半路程時的速度是10m/s,到達終點時的速度是8m/s,跑完整個100米化的時間是12.5秒,問該運動員在百米賽跑過程中的平均速度是多少?按平均速度的規律平均速度等於V=100/12.5=8m/s。再說一下基本方法,研究初中物理問題有時也要注意選取"對象",例如,在用歐姆定律解題時,就要明確歐姆定律用到整個電路即整體上,還是用到某個電阻即離單獨的某一個電阻上。
(二)獨立做題。要獨立地(指不依賴他人),保質保量地做一些題。題目要有一定的數量,不能太少,更要有一定的質量,就是說要有一定的難度。任何人學習數理化不經過這一關是學不好的。獨立解題,可能有時慢一些,有時要走彎路,有時甚至解不出來,但這些都是正常的,是任何一個初學者走向成功的必由之路。
(三)物理過程。要對物理過程一清二楚,物理過程弄不清必然存在解題的隱患。題目不論難易都要盡量畫圖,有的畫草圖就可以了,有的要畫精確圖,要動用圓規、三角板、量角器等,以顯示幾何關系。 畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程。有了圖就能作狀態分析和動態分析,狀態分析是固定的、死的、間斷的,而動態分析是活的、連續的,特別是在解關於電路方面的題目,不畫電路圖是較難弄清電阻是串聯還是並聯的。
(四)上課。上課要認真聽講,不走思或盡量少走思。不要自以為是,要虛心向老師學習。不要以為老師講得簡單而放棄聽講,如果真出現這種情況可以當成是復習、鞏固。盡量與老師保持一致、同步,不能自搞一套,否則就等於是完全自學了。入門以後,有了一定的基礎,則允許有自己一定的活動空間,也就是說允許有一些自己的東西,學得越多,自己的東西越多。
(五)筆記本。上課以聽講為主,還要有一個筆記本,有些東西要記下來。知識結構,好的解題方法,好的例題,聽不太懂的地方等等都要記下來。課後還要整理筆記,一方面是為了「消化好」,另一方面還要對筆記作好補充。筆記本不只是記上課老師講的,還要作一些讀書摘記,自己在作業中發現的好題、好的解法也要記在筆記本上,就是同學們常說的「好題本」。辛辛苦苦建立起來的筆記本要進行編號,以後要經學看,要能做到愛不釋手,終生保存。
(六)學習資料。學習資料要保存好,作好分類工作,還要作好記號。學習資料的分類包括練習題、試卷、實驗報告等等。作記號是指,比方說對練習題吧,一般題不作記號,好題、有價值的題、易錯的題,分別作不同的記號,以備今後閱讀,作記號可以節省不少時間。
(七)時間。時間是寶貴的,沒有了時間就什麼也來不及做了,所以要注意充分利用時間,而利用時間是一門非常高超的藝術。比方說,可以利用「回憶」的學習方法以節省時間,睡覺前、等車時、走在路上等這些時間,我們可以把當天講的課一節一節地回憶,這樣重復地再學一次,能達到強化的目的。物理題有的比較難,有的題可能是在散步時想到它的解法的。學習物理的人腦子里會經常有幾道做不出來的題貯存著,念念不忘,不知何時會有所突破,找到問題的答案。
(八)向別人學習。要虛心向別人學習,向同學們學習,向周圍的人學習,看人家是怎樣學習的,經常與他們進行「學術上」的交流,互教互學,共同提高,千萬不能自以為是。也不能保守,有了好方法要告訴別人,這樣別人有了好方法也會告訴你。在學習方面要有幾個好朋友。
(九)知識結構。要重視知識結構,要系統地掌握好知識結構,這樣才能把零散的知識系統起來。大到整個物理的知識結構,小到力學的知識結構,甚至具體到章節。
(十)數學。物理的計算要依靠數學,對學物理來說數學太重要了。沒有數學這個計算工具物理學是步難行的。大學里物理系的數學課與物理課是並重的。要學好數學,利用好數學這個強有力的工具。
(十一)體育活動。健康的身體是學習好的保證,旺盛的精力是學習高效率的保證。要經常參加體育活動,要會一種、二種鍛煉身體的方法,要終生參加體育活動,不能間斷,僅由興趣出發三天打魚兩天曬網地搞體育活動,對身體不會有太大好處。要自覺地有意識地去鍛煉身體。要保證充足的睡眠,不能以減少睡覺的時間去增加學習的時間,這種辦法不可取。不能以透支健康為代價去換取一點好成績,不能動不動就講所謂「沖刺」、「拼搏」,學習也要講究規律性,也就是說總是努力,不搞突擊。
以上粗淺地談了一些學習方法,更具體地、更有效的學習方法需要自己在學習過程中不斷摸索、總結,別人的方法也要通過自己去檢驗才能變為自己的東西。
㈦ 高三學生覺得什麼物理題難、學得不好不太懂
物理這門自然科學課程比較比較難學,靠死記硬背是學不會的,一字不差地背下來,出個題目還是照樣不會作。物理課初中、高中、大學各講一遍,初中定性的東西多,高中定量的東西多。在高中理科各科目中,物理科是相對較難學習的一科,學過高中物理的大部分同學,特別是物理成績中差等的同學,總有這樣的疑問:"上課聽得懂,聽得清,就是在課下做題時不會。"這是個普遍的問題,值得物理教師和同學們認真研究。下面就高中物理的學習方法,淺談一些自己的看法,以便對同學們的學習有所幫助。
一、端正學習態度
首先分析一下上面同學們提出的普遍問題,即為什麼上課聽得懂,而課下不會做?我作為學理科的教師有這樣的切身感受:比如讀某一篇文學作品,文章中對自然景色的描寫,對人物心裡活動的描寫,都寫得令人叫絕,而自己也知道是如此,但若讓自己提起筆來寫,未必或者說就不能寫出人家的水平來。聽別人說話,看別人文章,聽懂看懂絕對沒有問題,但要自己寫出來變成自己的東西就不那麼容易了。又比如小孩會說的東西,要讓他寫出來,就必須經過反復寫的練習才能達到那一步。因而要由聽懂變成會做,就要在聽懂的基礎上,多多練習,方能掌握其中的規律和奧妙,真正變成自己的東西,這也正是學習高中物理應該下功夫的地方。
要想學好物理,第一條就要好好學習,就是要敢於吃苦,就是要珍惜時間,就是要不屈不撓地去學習。樹立信心,堅信自己能夠學好任何課程,堅信"能量的轉化和守恆定律",堅信有幾分付出,就應當有幾分收獲。關於這一條,請看以下三條語錄:
我決不相信,任何先天的或後天的才能,可以無需堅定的長期苦乾的品質而得到成功的。--狄更斯(英國文學家)
有的人能夠遠遠超過其他人,其主要原因與其說是天才,不如說他有專心致志堅持學習和不達目的決不罷休的頑強精神。 --道爾頓(英國化學家)
世界上最快而又最慢,最長而又最短,最平凡而又最珍貴,最容易被忽視而最令人後悔的就是時間。 --高爾基(蘇聯文學家)
功夫如何下,在學習過程中應該達到哪些具體要求,應該注意哪些問題,下面我們分幾個層次來具體分析。
二、要注意學習上的八個環節:制定計劃→課前預習→專心上課→及時復習→獨立作業→解決疑難→系統總結→課外學習。這里最重要的是:專心上課→及時復習→獨立作業→解決疑難→系統總結,這五個環節。在以上八個環節中,存在著不少的學習方法,下面就針對物理的特點,針對就"如何學好物理",這一問題提出幾點具體的學習方法。
(一)三個基本。基本概念要清楚,基本規律要熟悉,基本方法要熟練。關於基本概念,舉一個例子。比如說速率。它有兩個意思:一是表示速度的大小;二是表示路程與時間的比值(如在勻速圓周運動中),而速度是位移與時間的比值(指在勻速直線運動中)。關於基本規律,比如說平均速度的計算公式有兩個經常用到V=s/t、V=(vo+vt)/2。前者是定義式,適用於任何情況,後者是導出式,只適用於做勻變速直線運動的情況。再說一下基本方法,比如說研究中學問題是常採用的整體法和隔離法,就是一個典型的相輔形成的方法。最後再談一個問題,屬於三個基本之外的問題。就是我們在學習物理的過程中,總結出一些簡練易記實用的推論或論斷,對幫助解題和學好物理是非常有用的。如,"沿著電場線的方向電勢降低";"同一根繩上張力相等";"加速度為零時速度最大";"洛侖茲力不做功"等等。
(二)獨立做題。要獨立地(指不依賴他人),保質保量地做一些題。題目要有一定的數量,不能太少,更要有一定的質量,就是說要有一定的難度。任何人學習數理化不經過這一關是學不好的。獨立解題,可能有時慢一些,有時要走彎路,有時甚至解不出來,但這些都是正常的,是任何一個初學者走向成功的必由之路。
(三)物理過程。要對物理過程一清二楚,物理過程弄不清必然存在解題的隱患。題目不論難易都要盡量畫圖,有的畫草圖就可以了,有的要畫精確圖,要動用圓規、三角板、量角器等,以顯示幾何關系。 畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程。有了圖就能作狀態分析和動態分析,狀態分析是固定的、死的、間斷的,而動態分析是活的、連續的。
(四)上課。上課要認真聽講,不走思或盡量少走思。不要自以為是,要虛心向老師學習。不要以為老師講得簡單而放棄聽講,如果真出現這種情況可以當成是復習、鞏固。盡量與老師保持一致、同步,不能自搞一套,否則就等於是完全自學了。入門以後,有了一定的基礎,則允許有自己一定的活動空間,也就是說允許有一些自己的東西,學得越多,自己的東西越多。
(五)筆記本。上課以聽講為主,還要有一個筆記本,有些東西要記下來。知識結構,好的解題方法,好的例題,聽不太懂的地方等等都要記下來。課後還要整理筆記,一方面是為了"消化好",另一方面還要對筆記作好補充。筆記本不只是記上課老師講的,還要作一些讀書摘記,自己在作業中發現的好題、好的解法也要記在筆記本上,就是同學們常說的"好題本"。辛辛苦苦建立起來的筆記本要進行編號,以後要經學看,要能做到愛不釋手,終生保存。
(六)學習資料。學習資料要保存好,作好分類工作,還要作好記號。學習資料的分類包括練習題、試卷、實驗報告等等。作記號是指,比方說對練習題吧,一般題不作記號,好題、有價值的題、易錯的題,分別作不同的記號,以備今後閱讀,作記號可以節省不少時間。
(七)時間。時間是寶貴的,沒有了時間就什麼也來不及做了,所以要注意充分利用時間,而利用時間是一門非常高超的藝術。比方說,可以利用"回憶"的學習方法以節省時間,睡覺前、等車時、走在路上等這些時間,我們可以把當天講的課一節一節地回憶,這樣重復地再學一次,能達到強化的目的。物理題有的比較難,有的題可能是在散步時想到它的解法的。學習物理的人腦子里會經常有幾道做不出來的題貯存著,念念不忘,不知何時會有所突破,找到問題的答案。
(八)向別人學習。要虛心向別人學習,向同學們學習,向周圍的人學習,看人家是怎樣學習的,經常與他們進行"學術上"的交流,互教互學,共同提高,千萬不能自以為是。也不能保守,有了好方法要告訴別人,這樣別人有了好方法也會告訴你。在學習方面要有幾個好朋友。
(九)知識結構。要重視知識結構,要系統地掌握好知識結構,這樣才能把零散的知識系統起來。大到整個物理的知識結構,小到力學的知識結構,甚至具體到章,如靜力學的知識結構等等。
(十)數學。物理的計算要依靠數學,對學物理來說數學太重要了。沒有數學這個計算工具物理學是步難行的。大學里物理系的數學課與物理課是並重的。要學好數學,利用好數學這個強有力的工具。
(十一)體育活動。健康的身體是學習好的保證,旺盛的精力是學習高效率的保證。要經常參加體育活動,要會一種、二種鍛煉身體的方法,要終生參加體育活動,不能間斷,僅由興趣出發三天打魚兩天曬網地搞體育活動,對身體不會有太大好處。要自覺地有意識地去鍛煉身體。要保證充足的睡眠,不能以減少睡覺的時間去增加學習的時間,這種辦法不可取。不能以透支健康為代價去換取一點好成績,不能動不動就講所謂"沖刺"、"拼搏",學習也要講究規律性,也就是說總是努力,不搞突擊。
三、注意自學能力的培養
記憶:在高中物理的學習中,應熟記基本概念,規律和一些最基本的結論,即所謂我們常提起的最基礎的知識。同學們往往忽視這些基本概念的記憶,認為學習物理不用死記硬背這些文字性的東西,其結果在高三總復習中提問同學物理概念,能准確地說出來的同學很少,即使是補習班的同學也幾乎如此。我不敢絕對說物理概念背不完整對你某一次考試或某一階段的學習造成多大的影響,但可以肯定地說,這對你對物理問題的理解,對你整個物理系統知識的形成都有內在的不良影響,說不準哪一次考試的哪一道題就因為你概念不準而失分。因此,學習語文需要熟記名言警句、學習數學必須記憶基本公式,學習物理也必須熟記基本概念和規律,這是學好物理科的最先要條件,是學好物理的最基本要求,沒有這一步,下面的學習無從談起。
積累:是學習物理過程中記憶後的工作。在記憶的基礎上,不斷搜集來自課本和參考資料上的許多有關物理知識的相關信息,這些信息有的來自一題,有的來自一道題的一個插圖,也可能來自一小段閱讀材料等等。在搜集整理過程中,要善於將不同知識點分析歸類,在整理過程中,找出相同點,也找出不同點,以便於記憶。積累過程是記憶和遺忘相互斗爭的過程,但是要通過反復記憶使知識更全面、更系統,使公式、定理、定律的聯系更加緊密,這樣才能達到積累的目的,絕不能象狗熊掰棒子式的重復勞動,不加思考地機械記憶,其結果只能使記憶的比遺忘的還多。
綜合:物理知識是分章分節的,物理考綱能要求之內容也是一塊一塊的,它們既相互聯系,又相互區別,所以在物理學習過程中要不斷進行小綜合,等高三年級知識學完後再進行系統大綜合。這個過程對同學們能力要求較高,章節內容互相聯系,不同章節之間可以互相類比,真正將前後知識融會貫通,連為一體,這樣就逐漸從綜合中找到知識的聯系,同時也找到了學習物理知識的興趣。
提高:有了前面知識的記憶和積累,再進行認真綜合,就能在解題能力上有所提高。所謂提高能力,說白了就是提高解題、分析問題的能力,針對一題目,首先要看是什麼問題--力學,熱學,電磁學、光學還是原子物理,然後再明確研究對象,結合題目中所給條件,應用相關物理概念,規律,也可用一些物理一級,二級結論,才能順利求得結果。可以想像,如果物理基本概念不明確,題目中既給的條件或隱含的條件看不出來,或解題既用的公式不對或該用一、二級結論,而用了原始公式,都會使解題的速度和正確性受到影響,考試中得出高分就成了空話。提高首先是解決問題熟練,然後是解法靈活,而後在解題方法上有所創新。這裡麵包括對同一題的多解,能從多解中選中一種最簡單的方法;還包括多題一解,一種方法去順利解決多個類似的題目。真正做到靈巧運用,信手拈來的程度。
綜上所術,學習物理大致有六個層次,即首先聽懂,而後記住,練習會用,漸逐熟練,熟能生巧,有所創新,從基礎知識最初目標,最終達到學習物理的最高境界。
在物理學習過程中,依照從簡單到復雜的認知過程,對照學習的六個層次,逐漸發現自己所在的位置及水平,找出自己的不足,進而確定自己改進和努力方向。高中階段的學習是為大學學習做准備的,對同學們自學能力提出了更高的要求,以上所述的物理學習的基本過程--記憶,積累,綜合,提高就是對自己自學能力的培養過程,學會了學習方法,對物理科有了興趣,掌握了物理這門實驗學科與實際結合比較緊密的特點,經過自己艱苦的努力,定會把高中物理學好。
以上粗淺地談了一些學習方法,更具體地、更有效的學習方法需要自己在學習過程中不斷摸索、總結,別人的方法也要通過自己去檢驗才能變為自己的東西。
補充:
就我個人而言,我覺得最好應該會感受物理,用平靜的心體會物理。。。。。。。。
不過,,我還沒高三,可能會有所不同
㈧ 初中物理什麼較難
初中物理有兩大難點:
1電學.需要很好的數學能力,明確數據的涵義和符號的意義;
2力學.需要很好的邏輯推理能力和空間想像,建立受力分析的模型.
其實電學還是很好學的,數學好的同學要學的輕鬆些.相對說來力學要難一些.
不過 實驗題得滿分比較難,實驗題也是重點。並且從中考的發展趨勢來看,實驗題也是重點。希望大家能重視實驗題。記住計算題只要掌握方法,就是簡單題,就是白送分的題!
㈨ 高中物理什麼最難學
我是高中的物理老師,我給你解釋一下啊
其實動量是很難的,但是現在是選修了,所以你沒有必要擔心了
最難是動力學部分,但是電學在高考中佔了很大的比重,因為電學其實是電磁學的一部分阿
動力學難就難在受理分析和牛頓三定律以及運動學的結合上有些難,也就是經典物理學的兩類問題啊:力和運動。
建議你先學好受理分析和牛2,就沒有問題了。
㈩ 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.