物理的难题
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，人们无法想像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．
㈡ 物理界的七大难题
【美国《纽约时报》2000年8月15日文章】题：需要两千年思考的十大物理学问题(作
者 乔治·约翰逊)
100年前，德因数学家戴维·希尔伯特在巴黎的国际数学家大会上以一番发人深省的
话语开始了他划时代的讲话。他在讲话中罗列了当时尚未解决的23个重大难题。希尔伯特
宣称：“—个伟大时代的结束，不仅要求我们回首过去，而且还引导我们回首对未知的将
来进行深思。”随着又一个世纪——实际上是整整一个千年纪元——的结束，有一种要求
显得比以往任何时候更为紧迫，那就是通过罗列最引人入胜的宇宙之谜来显示人类的无知
。
今年5月，马萨诸塞州剑桥的克莱数学学会仿效希尔伯特，在巴黎宣布了7道“千年大
奖难题”，每道题悬赏100万美元征求解答。
无独有偶，上月，存圣巴巴拉加州大学，物理学家们像通常那样不事张扬地结束了一
次有关超弦理论的会议。他们的最后一次讨论题为“干年疯狂”，议程是挑选出他们领域
中10个最匪夷所思的问题。这就像是一场由科学界最聪明的一批人参加的荒岛游戏。
圣巴巴拉加州大学的理论物理学家戴维·格罗斯在公布选出的问题时说：“我是这样
考虑的：如果我从现在起昏迷100年，当我醒来时，我会问什么问题。”
在剔除一些大法问答的问题(例如“怎样获得终身职位?”)后，评委们列出了足够让
物理学家忙上100年的难题。尽管没有任何悬赏，不过，解决下列问题中的任何一个差不
多都能保证获得诺贝尔奖。
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。
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
无法想像在更多的方向 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。
㈢ ★求★：《物理学难题集萃(增订本)》pdf / doc版 舒幼生\陈秉乾\胡望雨 编
一、大学物理学
大学物理（新版）（上册）、吴百诗 科学出版社、2001
大学物理（新版）（下册）、吴百诗 科学出版社、2001
大学物理学、余虹、科学出版社、2001
基础物理学（上册）、陆果、高等教育出版社、1997
基础物理学（下册）、陆果、高等教育出版社、1997
大学物理学、卢德馨、高等教育出版社、1998
物理学（上册）（第四版）、马文蔚 高等教育出版社、1999
物理学（中册）（第四版）、马文蔚 高等教育出版社、1999
物理学（下册）（第四版）、马文蔚 高等教育出版社、1999
大学物理（上册）、陈宜生、李增智、天津大学出版社、1999
物理学（上册）（第三版）、马文蔚 高等教育出版社、1996
物理学（中册）（第三版）、马文蔚 高等教育出版社、1996
物理学（下册）（第三版）、马文蔚 高等教育出版社、1996
物理学、李乃伯、高等教育出版社、2001
物理学（成教工版、高职高专）（第2版）、宋士贤、郭晓枫、刘云龙、西北工业大学出版社、2001
物理学简明教程（第一册）、曹茂盛等、哈尔滨工业大学出版社、1999
物理学简明教程（第二册）、曹茂盛等、哈尔滨工业大学出版社、1999
物理学简明教程（第三册）、曹茂盛等、哈尔滨工业大学出版社、1999
物理学简明教程（第四册）、曹茂盛等、哈尔滨工业大学出版社、1999
普通物理学辅导与答疑•力学与热学、清华大学基础物理教研组、北京出版社 、1996
普通物理学辅导与答疑•电磁学、清华大学基础物理教研组、北京出版社、1996
普通物理学辅导与答疑•振动、波动、波动光学与量子物理、清华大学基础物理教研组、北京出版社、1998
物理学（第三版）（上册）、严导淦 高等教育出版社、1998
物理学（第三版）（下册）、严导淦 高等教育出版社、1998
大学物理（下册）、陈宜生、李增智、天津大学出版社、1999
物理学、张立升等、天津大学出版社、1996
简明大学物理、张丹海、洪小达、科学出版社、1998
普通物理学1（第五版）、程守洙、高等教育出版社、1998
普通物理学2（第五版）、程守洙、高等教育出版社、1998
普通物理学3（第五版）、程守洙、高等教育出版社、1998
普通物理学•力学（第二版）、梁绍荣、高等教育出版社、2000
普通物理学•热学（第二版）、梁绍荣、高等教育出版社、2000
普通物理学•光学（第二版）、梁绍荣、高等教育出版社、2000
普通物理学•近代物理学基础（第二版）、梁绍荣、高等教育出版社、2000
大学物理（理论核心部分）守恒定律，热现象，李椿，夏学江，高等教育出版社，2001
大学物理（理论核心部分）电磁场，李椿，夏学江，高等教育出版社，2001
大学物理（理论核心部分）波动，波和粒子，狭义相对论，热现象，李椿，夏学江，高等教育出版社，2001
大学物理（当代物理前沿专题部分）蔡枢，吴铭磊，高等教育出版社，2001
二、理论物理学
新概念物理学••力学、赵凯华、罗蔚茵、高等教学出版社、1995
新概念物理学••热学、赵凯华、罗蔚茵、高等教学出版社、1998
新概念物理学••量子物理、赵凯华、罗蔚茵、高等教学出版社、2002
大学物理学•力学（第2版）、张三慧、清华大学出版社、1999
力学、程稼夫、科学出版社、2000
热学、张玉民、科学出版社、2000
电磁学、张玉民、戚伯云、科学出版社、2000
原子物理学（三版）、杨福家、高等教育出版社、2000
量子力学（三版）卷I、曾谨言、科学出版社、2002
量子力学（三版）卷II、曾谨言、科学出版社、2002
三、习题集
大学基础物理习题精解、金仲辉、科学出版社、2002
电磁学千题解、张之翔、科学出版社、2002
物理学难题集萃（增订本）、舒幼生、胡望雨、陈秉乾、高等教育出版社、1999
物理学练习题与大作业详解（成教工版、高职高专）（第2版）、郭晓枫、于明章、张明影 西北工业大学出版社、2002
物理学学习指导（成教工版、高职高专）、张松年、陈庆东、李宏昌、西北工业大学出版社、2002
大学物理学习题讨论课指导（上册）、沈慧君、王虎株、清华大学出版社、1993
大学物理学习题讨论课指导（下册）、沈慧君、王虎株、清华大学出版社、1993
大学物理学习指导、庞兆芳、天津大学出版社、1998
物理学纲要与自学指导、刘云龙、同济大学出版社、1996
大学物理学习指导（上册）、杨振威等、北京工业大学出版社、1995
大学物理学习指导（下册）、杨振威等、北京工业大学出版社、1995
大学物理学习题集、河北工业大学物理教研室、1999
大学物理补充教材和练习题（上册）、河北工业大学物理教研室、1999
大学物理练习题（下册）、河北工业大学物理教研室、1998
四、外文书
University Physics, Dexin Lu, CHEP, Springer,1999
Matrix Optics, Shaoming Wang, Daomu Zhao, CHEP, Springer,2000
五、实验书籍
物理学实验教学导引（成教工版、高职高专）、李寿岭、宋青、西北工业大学出版社、2002
普通物理演示实验、王秉超、高等教育出版社、1997
六、科普类
应用核物理、杨福家、湖南教育出版社、1999
晶态面面观——漫谈凝聚态物质之一、冯端、冯步云、湖南教育出版社、1998
放眼晶态之外——漫谈凝聚态物质之二、冯端、冯步云、湖南教育出版社、1999
生活中的物理学、何定梁、上海远东出版社、1999
趣味力学、腾静清（日）、科学出版社、2001
趣味力学新编、黄钟、范德顺、中国石化出版社、1997
物理学史、郭弈玲、清华大学、2002
文明之源-物理学、吴翔等、上海科学技术出版社、2001
探秘物理思维、李文库、北京科技出版社、2002
上帝与新物理学、保罗•戴维斯、湖南科学技术出版社、2002
物理学原理在工程技术中的应用（第二版），马文蔚，高等教育出版社，2001
㈣ 物理学难题集萃怎么样
大部分是练微积分用的了。。。。
也有些经典题，
其实微积分好的做着基本无压力。。。
出了个别变态题。。。
现在复赛趋势和这个基本无交集。。。。冲省队还是做好程书高妙吧。
㈤ 物理学难题集萃 PDF
有几个PDF的转换软件都比较好用 可以分割PDF 比如说pdf2word，abbyy，还有一个是官方出的英文名字好长我忘记了， 你可以去下一个自己研究下，实在不明白呢 你就去找易捷吧 易捷PDF转换 在线服务 而且掌柜的人很不错的 你自己去研究下吧 感觉可以就来个最佳答案吧
㈥ 物理学难题集萃和200道物理学难题哪个好
个人认为是物理学难题集萃因为题一定多于200道,而且一般有难得,还有经典的 而200道物理学难题,量少,而且一定是难题,不够常见,面不够广 望采纳,谢谢
㈦ 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。
㈧ 物理学十大难题（未解决）都有哪些
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”、“神秘”或“所有理论之母”．
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，人们无法想像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．
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