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物理中最难的问题是什么

发布时间:2022-06-21 01:06:54

‘壹’ 世界上最难的物理问题是什么啊啊

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,人们无法想象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网络全书扔进黑洞中去,将会发生什么事?宇宙中是否有其他同样的网络全书是无关紧要的.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.

‘贰’ 目前物理的最难世界难题是三体问题吗

三体问题是天体力学中的基本力学模型。它是指三个质量、初始位置和初始速度都是任意的可视为质点的天体,在相互之间万有引力的作用下的运动规律问题。现在已知,三体问题不能精确求解,即无法预测所有三体问题的数学情景,只有几种特殊情况已

‘叁’ 求物理最难的难题!!

现有两根等长的轻质细线,每根细线的一端分别悬于同一水平面上的O、O'两点,O、O'相距d为10厘米,细线的另一端分别系在均匀细长物的两个端点A、B处,AB长L为70厘米,质量M为4千克。两细线外围套有一直径恰好为d的光滑圆环,系统平衡时圆环与物体AB的距离h为40厘米,则圆环的质量为_______千克。如果在物体AB的正下方再挂一重物,则h将_______
(选填“增大、“减小”或“不变”)。
这里边

‘肆’ 高中物理哪一部分最难

高中物理怎么样?有哪些好的学习方法?

现在还有很多的小伙伴,都说对于高中物理这是难度比较大的学科,这就让物理成了很多的高中生成了心里的一种痛处,其实吧学习高中物理也是很简单的,只要你掌握好思路,培养好自己的学习习惯,让自己喜欢上这个学科,其实这还是比较简单的.

高中物理试卷

读好每一本教材,看好每一个单元,学会每一个小题,对于高中物理每一个练习都有关键的洞察力以及他的解决办法,可能他们所用的知识都是一样的,只要你记住一个定理就可以做很多类似的题.

‘伍’ 物理学最难解的问题是什么

最难解的物理其实是数学推导过程

‘陆’ 物理哪一部分最难

力学是基本功

电学要多做题

最难的是电磁学,它既要扎实的力学基础做分析,还有复杂的电学问题。更会引入一些巧妙的几何与算术技巧。可为博大精深


要重视观察和实验物理知识来源于实践,特别是来源于观察和实验。要认真观察物理现象,分析物理现象产生的条件和原因。要认真做好物理学生实验,学会使用仪器和处理数据,了解用实验研究问题的基本方法。要通过观察和实验,有意识地提高自己的观察能力和实验能力。

要重在理解学好物理,应该对所学的知识有确切的理解,弄清其中的道理。物理知识是在分析物理现象的基础上经过抽象、概括得来的,或者是经过推理得来的。获得知识,要有一个科学思维的过程。不重视这个过程,头脑里只剩下一些干巴巴的公式和条文,就不能真正理解知识,思维也得不到训练。要重在理解,有意识地提高自己的科学思维能力。

要学会运用知识学到的知识,要善于运用到实际中去。不注意知识的运用,你得到的知识还是死的,不丰满的,而且不能在运用中学会分析问题的方法。要在不断的运用中,扩展和加深自己的知识,学会对具体问题具体分析,提高分析和解决问题的能力。

‘柒’ 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?

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。

‘捌’ 物理学比较难解决的问题

Q1.:
黑洞的形成正式由于它的密度太大导致对物质的万有引力极大。
连光子的光速都无法挣脱束缚。
光速又是宇宙中最快的速度。
一旦有超光速,由类似
引力红移等
事实证明了的爱因斯坦广义相对论就得全部推翻。
所以就我自身理解,黑洞不可能会溢出物质。
就算有这种说法
我想其事实绝非是黑洞所溢出的物质
而是其他的一些尚未被我们了解的现象被误认为是黑洞中溢出。

Q2:

根据爱因斯坦你狭义相对论的质量公式(很难打出来,你可以去查)
达到光速时,物体的静止质量(注意,是静止质量)会变为0,对于这个物体来说长度会变短,时间会变长。

如果有物体超过光速,根号内的数会成为负数,也就是说,不可能
存在这种情况。
如果存在,我想,我也无法想象是怎样。

Q3:
其问题的本质在于
光子和物质能否相互转换。
就我们目前的科技水平来说,不行。
否则就很奇妙了,电视剧里,一个人唰地一溜烟似的变成光飞了,到目的地又唰地变回来了。

回答完毕,这是我对这3个问题理解,如果有什么问题或者不赞同,欢迎和我QQ联系。

‘玖’ 物理界十大难题是什么

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吏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沦。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 alltheories)。
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。
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
空中密切注视大型的水槽,等待着原子内部质子的死去。但迄今未止质子
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5particle,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,人们无法想象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,肯定还存存着另外六个维数,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 ll维的超引力,它包含5种
相容的超弦理论)是多少?这一理论是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 l l维理论框架。但情况却因此变得更加复杂。
在 M里论前,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增加了一种叫做“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——无沦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·普雷希尔和斯蒂芬·霍金却提出了一个固定的假设:如果你把
一本大不列颠网络全书扔进黑洞中去,将会发生什么事?宇宙中是否有其他
同样的网络全书是无关紧要的。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脑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。

‘拾’ 物理学中最难的是什么问题

最难的是无法用现有的物理理论去解释的问题!
解决了这个问题就是伟大的物理学家。牛顿,爱因斯坦等等就是

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