物理的難題
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．
㈡ 物理界的七大難題
【美國《紐約時報》2000年8月15日文章】題：需要兩千年思考的十大物理學問題(作
者 喬治·約翰遜)
100年前，德因數學家戴維·希爾伯特在巴黎的國際數學家大會上以一番發人深省的
話語開始了他劃時代的講話。他在講話中羅列了當時尚未解決的23個重大難題。希爾伯特
宣稱：「—個偉大時代的結束，不僅要求我們回首過去，而且還引導我們回首對未知的將
來進行深思。」隨著又一個世紀——實際上是整整一個千年紀元——的結束，有一種要求
顯得比以往任何時候更為緊迫，那就是通過羅列最引人入勝的宇宙之謎來顯示人類的無知
。
今年5月，馬薩諸塞州劍橋的克萊數學學會仿效希爾伯特，在巴黎宣布了7道「千年大
獎難題」，每道題懸賞100萬美元徵求解答。
無獨有偶，上月，存聖巴巴拉加州大學，物理學家們像通常那樣不事張揚地結束了一
次有關超弦理論的會議。他們的最後一次討論題為「干年瘋狂」，議程是挑選出他們領域
中10個最匪夷所思的問題。這就像是一場由科學界最聰明的一批人參加的荒島游戲。
聖巴巴拉加州大學的理論物理學家戴維·格羅斯在公布選出的問題時說：「我是這樣
考慮的：如果我從現在起昏迷100年，當我醒來時，我會問什麼問題。」
在剔除一些大法問答的問題(例如「怎樣獲得終身職位?」)後，評委們列出了足夠讓
物理學家忙上100年的難題。盡管沒有任何懸賞，不過，解決下列問題中的任何一個差不
多都能保證獲得諾貝爾獎。
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。
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。
㈢ ★求★：《物理學難題集萃(增訂本)》pdf / doc版 舒幼生\陳秉乾\胡望雨 編
一、大學物理學
大學物理（新版）（上冊）、吳百詩 科學出版社、2001
大學物理（新版）（下冊）、吳百詩 科學出版社、2001
大學物理學、余虹、科學出版社、2001
基礎物理學（上冊）、陸果、高等教育出版社、1997
基礎物理學（下冊）、陸果、高等教育出版社、1997
大學物理學、盧德馨、高等教育出版社、1998
物理學（上冊）（第四版）、馬文蔚 高等教育出版社、1999
物理學（中冊）（第四版）、馬文蔚 高等教育出版社、1999
物理學（下冊）（第四版）、馬文蔚 高等教育出版社、1999
大學物理（上冊）、陳宜生、李增智、天津大學出版社、1999
物理學（上冊）（第三版）、馬文蔚 高等教育出版社、1996
物理學（中冊）（第三版）、馬文蔚 高等教育出版社、1996
物理學（下冊）（第三版）、馬文蔚 高等教育出版社、1996
物理學、李乃伯、高等教育出版社、2001
物理學（成教工版、高職高專）（第2版）、宋士賢、郭曉楓、劉雲龍、西北工業大學出版社、2001
物理學簡明教程（第一冊）、曹茂盛等、哈爾濱工業大學出版社、1999
物理學簡明教程（第二冊）、曹茂盛等、哈爾濱工業大學出版社、1999
物理學簡明教程（第三冊）、曹茂盛等、哈爾濱工業大學出版社、1999
物理學簡明教程（第四冊）、曹茂盛等、哈爾濱工業大學出版社、1999
普通物理學輔導與答疑•力學與熱學、清華大學基礎物理教研組、北京出版社 、1996
普通物理學輔導與答疑•電磁學、清華大學基礎物理教研組、北京出版社、1996
普通物理學輔導與答疑•振動、波動、波動光學與量子物理、清華大學基礎物理教研組、北京出版社、1998
物理學（第三版）（上冊）、嚴導淦 高等教育出版社、1998
物理學（第三版）（下冊）、嚴導淦 高等教育出版社、1998
大學物理（下冊）、陳宜生、李增智、天津大學出版社、1999
物理學、張立升等、天津大學出版社、1996
簡明大學物理、張丹海、洪小達、科學出版社、1998
普通物理學1（第五版）、程守洙、高等教育出版社、1998
普通物理學2（第五版）、程守洙、高等教育出版社、1998
普通物理學3（第五版）、程守洙、高等教育出版社、1998
普通物理學•力學（第二版）、梁紹榮、高等教育出版社、2000
普通物理學•熱學（第二版）、梁紹榮、高等教育出版社、2000
普通物理學•光學（第二版）、梁紹榮、高等教育出版社、2000
普通物理學•近代物理學基礎（第二版）、梁紹榮、高等教育出版社、2000
大學物理（理論核心部分）守恆定律，熱現象，李椿，夏學江，高等教育出版社，2001
大學物理（理論核心部分）電磁場，李椿，夏學江，高等教育出版社，2001
大學物理（理論核心部分）波動，波和粒子，狹義相對論，熱現象，李椿，夏學江，高等教育出版社，2001
大學物理（當代物理前沿專題部分）蔡樞，吳銘磊，高等教育出版社，2001
二、理論物理學
新概念物理學••力學、趙凱華、羅蔚茵、高等教學出版社、1995
新概念物理學••熱學、趙凱華、羅蔚茵、高等教學出版社、1998
新概念物理學••量子物理、趙凱華、羅蔚茵、高等教學出版社、2002
大學物理學•力學（第2版）、張三慧、清華大學出版社、1999
力學、程稼夫、科學出版社、2000
熱學、張玉民、科學出版社、2000
電磁學、張玉民、戚伯雲、科學出版社、2000
原子物理學（三版）、楊福家、高等教育出版社、2000
量子力學（三版）卷I、曾謹言、科學出版社、2002
量子力學（三版）卷II、曾謹言、科學出版社、2002
三、習題集
大學基礎物理習題精解、金仲輝、科學出版社、2002
電磁學千題解、張之翔、科學出版社、2002
物理學難題集萃（增訂本）、舒幼生、胡望雨、陳秉乾、高等教育出版社、1999
物理學練習題與大作業詳解（成教工版、高職高專）（第2版）、郭曉楓、於明章、張明影 西北工業大學出版社、2002
物理學學習指導（成教工版、高職高專）、張松年、陳慶東、李宏昌、西北工業大學出版社、2002
大學物理學習題討論課指導（上冊）、沈慧君、王虎株、清華大學出版社、1993
大學物理學習題討論課指導（下冊）、沈慧君、王虎株、清華大學出版社、1993
大學物理學習指導、龐兆芳、天津大學出版社、1998
物理學綱要與自學指導、劉雲龍、同濟大學出版社、1996
大學物理學習指導（上冊）、楊振威等、北京工業大學出版社、1995
大學物理學習指導（下冊）、楊振威等、北京工業大學出版社、1995
大學物理學習題集、河北工業大學物理教研室、1999
大學物理補充教材和練習題（上冊）、河北工業大學物理教研室、1999
大學物理練習題（下冊）、河北工業大學物理教研室、1998
四、外文書
University Physics, Dexin Lu, CHEP, Springer,1999
Matrix Optics, Shaoming Wang, Daomu Zhao, CHEP, Springer,2000
五、實驗書籍
物理學實驗教學導引（成教工版、高職高專）、李壽嶺、宋青、西北工業大學出版社、2002
普通物理演示實驗、王秉超、高等教育出版社、1997
六、科普類
應用核物理、楊福家、湖南教育出版社、1999
晶態面面觀——漫談凝聚態物質之一、馮端、馮步雲、湖南教育出版社、1998
放眼晶態之外——漫談凝聚態物質之二、馮端、馮步雲、湖南教育出版社、1999
生活中的物理學、何定梁、上海遠東出版社、1999
趣味力學、騰靜清（日）、科學出版社、2001
趣味力學新編、黃鍾、范德順、中國石化出版社、1997
物理學史、郭弈玲、清華大學、2002
文明之源-物理學、吳翔等、上海科學技術出版社、2001
探秘物理思維、李文庫、北京科技出版社、2002
上帝與新物理學、保羅•戴維斯、湖南科學技術出版社、2002
物理學原理在工程技術中的應用（第二版），馬文蔚，高等教育出版社，2001
㈣ 物理學難題集萃怎麼樣
大部分是練微積分用的了。。。。
也有些經典題，
其實微積分好的做著基本無壓力。。。
出了個別變態題。。。
現在復賽趨勢和這個基本無交集。。。。沖省隊還是做好程書高妙吧。
㈤ 物理學難題集萃 PDF
有幾個PDF的轉換軟體都比較好用 可以分割PDF 比如說pdf2word，abbyy，還有一個是官方出的英文名字好長我忘記了， 你可以去下一個自己研究下，實在不明白呢 你就去找易捷吧 易捷PDF轉換 在線服務 而且掌櫃的人很不錯的 你自己去研究下吧 感覺可以就來個最佳答案吧
㈥ 物理學難題集萃和200道物理學難題哪個好
個人認為是物理學難題集萃因為題一定多於200道,而且一般有難得,還有經典的 而200道物理學難題,量少,而且一定是難題,不夠常見,面不夠廣 望採納,謝謝
㈦ 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。
㈧ 物理學十大難題（未解決）都有哪些
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」、「神秘」或「所有理論之母」．
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．
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