物理學(xué)發(fā)展到現(xiàn)在，不論是從宏觀到微觀、還是從低速到高速，人們都建立了較為完備的物理學(xué)理論。例如宏觀的經(jīng)典力學(xué)、微觀的量子力學(xué)以及基于高速運(yùn)動狀態(tài)下的相對論，是都現(xiàn)代物理學(xué)大廈的基石。雖然物理學(xué)在近現(xiàn)代取得了長足的進(jìn)步和巨大的成就，但是物理學(xué)在多個前沿領(lǐng)域，仍然有許多問題未獲得突破。

一、理論物理學(xué)方面

在宏觀的物理學(xué)框架方面，仍有很多問題需要解決，這里直說最根本性的理論問題：

1.統(tǒng)一場論

四大基本力的統(tǒng)一場論，從愛因斯坦開始，就成為了物理學(xué)界一直想要實(shí)現(xiàn)的理論。可惜愛因斯坦窮盡后半生，都未有取得成功，后代科學(xué)家雖然借助新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在電弱統(tǒng)一理論上取得了巨大成功，但是引力和其它力的統(tǒng)一、卻始終是困難重重。

2.弦理論

弦理論其實(shí)和統(tǒng)一場論關(guān)系密切，它打破了經(jīng)典物理學(xué)的粒子觀念，是一種徹底的顛覆性理論。如果弦理論正確，則不論是對解決四大基本力的統(tǒng)一問題、還是多維時空存在問題、以及解決相對論和量子理論的兼容性問題，幫助都十分巨大，這個理論有望成為描述整個宇宙的“萬物理論”。可惜的是，現(xiàn)在都處于假設(shè)階段，無法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其真假。

3.暗物質(zhì)

雖然理論推算出暗物質(zhì)占整個宇宙總物質(zhì)的85%，但是到現(xiàn)在都沒有找到明確的證據(jù)證明它們存在。所以，尋找暗物質(zhì)，未來仍是科學(xué)家們努力的主要方向之一。

二、應(yīng)用物理學(xué)

這方面的前沿研究就比較多了，相對也好現(xiàn)實(shí)和取得突破：

1.量子通信

量子通信可以說是現(xiàn)在物理學(xué)研究中的熱點(diǎn)問題。之前的潘建偉院士主導(dǎo)的墨子號衛(wèi)星，成功的驗(yàn)證了量子糾纏作為傳輸密鑰的可能性。但是距離實(shí)現(xiàn)最安全的量子通信，還有很多路要走。

2.可控核反應(yīng)

相信看過鋼鐵俠的人們都覺得tony那個小小的能源反應(yīng)裝置，簡直炫酷翻天?，F(xiàn)實(shí)中雖不可能實(shí)現(xiàn)如此小的核反應(yīng)裝置，但是可控核反應(yīng)，確實(shí)科學(xué)家們一直努力的方向。

3.常溫超導(dǎo)材料

因?yàn)榱汶娮?，所以這種材料傳輸電荷幾乎不會發(fā)熱和耗能。所以，常溫下的超導(dǎo)材料研究，也是如今物理學(xué)界的前沿領(lǐng)域之一。

4.無線充電技術(shù)

不用多做介紹，相信大家都很期待這項(xiàng)技術(shù)帶給我們的便利。

5.太陽能電池

說句實(shí)話，雖然這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得了一定很大成功，但是現(xiàn)在的太陽能電池板光電轉(zhuǎn)換效率仍然有待提高。

還有很多前沿的應(yīng)用物理學(xué)領(lǐng)域研究，這里就不一一介紹了。

謝邀。我堅(jiān)信物理學(xué)有其大統(tǒng)一原理。物理大家們，理當(dāng)深入研究與發(fā)展所有的物理原理、法則、理論與模式，構(gòu)建一整套物理公理集。為此，我給出十個前沿問題。

前沿①：物理測量的最簡參照系是什么？

物理任務(wù)是要弄清物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征與運(yùn)動規(guī)律，要以測量為基礎(chǔ)，所有參量要以特定參照系為基準(zhǔn)。在洛倫茲變換因子γ=1/(1-v2/c2)中，v是原點(diǎn)速度。若選擇靜態(tài)空間為參照系即v=0，則有最簡的解析式。

所有參量，諸如光速c、普朗克常數(shù)h、引力常數(shù)G、玻爾茲曼常數(shù)k、電子質(zhì)量、各元素原子量，所有解析式，諸如薛定諤方程、核反應(yīng)方程、萬有引力定律、麥克斯韋方程、泊松方程、熱力學(xué)定律，皆以靜態(tài)空間為參照系，難道都要按彎曲時空參照系更改么？

必須指出，彎曲時空參照系，否定了宇宙真空場的客觀實(shí)在，否定了位移電流的存在基礎(chǔ)，否定了卡西米爾效應(yīng)，就不可能是一個合格的參照系。所謂相對論提供水星進(jìn)動或GPS導(dǎo)航參數(shù)，而真空漩渦場的自旋與進(jìn)動，作為與相對論無關(guān)的質(zhì)量本質(zhì)，才是可靠的測算依據(jù)。

前沿②：宇宙真空場是不是物質(zhì)？

廣義相對論否定宇宙真空場，而量子場論認(rèn)為真空場有零點(diǎn)能，孰是孰非？真空究竟是不是虛無？若真空是一種無形物質(zhì)，則光的傳播不需(以真空為)介質(zhì)的命題還可信么？否則，又如何解釋電容器的位移電流？

前沿③：萬有引力的根源是什么？

有人說引力來自質(zhì)量。那么請問：物質(zhì)的質(zhì)量來自什么？究竟是什么導(dǎo)致物質(zhì)的致密性？為什么費(fèi)米子或天體呈橢球型？為什么引力與斥力總是抗衡且相輔相成？為什么龍卷風(fēng)既有吸附力又有甩出力？

前沿④：電子自旋的本質(zhì)是什么？

塞曼效應(yīng)與反常塞曼效應(yīng)，反映了原子光譜的不規(guī)則的精細(xì)結(jié)構(gòu)，為什么總是與光速有關(guān)？據(jù)說，銀原子通過不均勻磁場，電子自旋同時有順旋與逆旋(荒唐!)，進(jìn)而糾纏超距論、波函數(shù)塌陷論、EPR佯謬、非定域論、非因果論，統(tǒng)稱所謂的不確定原理。

不是不確定，而是不清楚：電子以光速自旋，才確定質(zhì)量m與引力勢能Ep=mc2=0.51MeV。質(zhì)子以光速自旋，才確定質(zhì)子質(zhì)量m與引力勢能Ep=mc2=938MeV。

正是橢球型自旋，才導(dǎo)致進(jìn)動或繞旋。正是電子繞旋質(zhì)子磁場，同時又受外加不均勻磁場作用 ，每次有不同的繞旋頻率才有不同的電磁波波長。有不同程度的電磁振蕩或切割磁力線，才有不同清晰度的奇數(shù)或偶數(shù)個的精細(xì)譜線。這些都是有序而確定的。

前沿⑤：電磁波波長或光子的本質(zhì)是什么？

正負(fù)兩個電子(±e)湮滅了自旋，就變成正負(fù)兩個光子(±γ)，電子的引力勢能Ep=mc2變成了光子的動能。光子的引力勢能(靜能量)是什么？光子究竟有無質(zhì)量？

前沿⑥：宇宙究竟是固有的還是炸來的？

廣義相對論否定宇宙真空場，就不能為宇宙大爆炸提供理據(jù)。據(jù)說哈勃望遠(yuǎn)鏡見證多普勒紅移，是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)大量類星體正遠(yuǎn)離地球而去。可是這無法解釋仙女座星系正向銀河系藍(lán)移，僅此一個反例就可證偽宇宙大爆炸。

宇宙星體或星系的運(yùn)動是極其漫長的歷史長河，何止短暫的138億年！我們的地球正處在銀河系的一個旋臂上，看到那些類星體的退行：不排除他們正在各自的巨大漩渦場旋轉(zhuǎn)離我們遠(yuǎn)去，不知還需數(shù)百億年才能朝我們旋轉(zhuǎn)而來而藍(lán)移，或者正在緩慢藍(lán)移的星系沒被探測到。我稱之為周期性或漩渦性紅移。

直覺告訴：宇宙是無邊際&無始終的存在形式，宇宙的漩渦真空場無處不在。真空漩渦場提供給各種物質(zhì)的吸引力與甩斥力。電子與質(zhì)子有自旋，星體與星系有自轉(zhuǎn)與繞轉(zhuǎn)。

前沿⑦：質(zhì)密能密究竟是不是均勻分布的？

我認(rèn)為，空間物質(zhì)分布的不均衡性，源自粒子自旋時轉(zhuǎn)動慣量不均衡。可以說，萬有不均與萬有運(yùn)動互為因果。有差異就有運(yùn)動，有運(yùn)動就有差異。自旋與進(jìn)動互為因果，有自旋就有進(jìn)動，有進(jìn)動就有自旋。

量子論提出全同粒子，只是為了避開復(fù)雜的多維計算的權(quán)宜之計。若要較真全同性，本身也違背自己的不確定原理。

前沿⑧：雙縫干涉的機(jī)制究竟是什么？

有兩個或多個狹縫，就會發(fā)生干涉效應(yīng)，顯然是有兩個或多個波陣面的波峰會相互疊加或共振。就自干涉效應(yīng)而言，一個光子(或電子)，怎能同時通過兩狹縫形成兩個波陣面的呢？這的確匪夷所思。

如果因果律不可違背而時間不可倒流，那么唯一正確的解釋就是：一個光子剛發(fā)射出來就激發(fā)了若干個真空漩渦場的場量子，作為第一個波陣面。然后穿越兩個狹縫，分別又接續(xù)激發(fā)出兩個波陣面。

可見，光子是電磁振蕩激發(fā)若干真空漣漪簇，這些真空漣漪(引力子)依次推涌，一個光子是數(shù)億引力子的耦合體。同理，電子自旋與電子進(jìn)動，也會激發(fā)真空漣漪簇。

前沿⑨：量子糾纏的機(jī)制究竟是什么？

在墨子號上分發(fā)兩個量子。一個給地球，一個給月球。每個量子，例如光子或電子，都會激發(fā)真空漣漪簇形成波陣面，兩個波陣面相互疊加，有諸多疊加態(tài)：{波峰,波腰,波谷}×{波峰,波腰,波谷}，至少9種可能。其中：波峰×波峰凸顯正旋，波谷×波谷凸顯逆旋。

顯然，疊加態(tài)無非是兩個以光速運(yùn)動的真空漣漪碰撞，所需時間t=距離d÷速度c，地月距40萬千米，假設(shè)在地月之間的中間疊加，所需時間：t=?d/c=2e8/3e8=0.67s：量子糾纏不可能發(fā)生超距效應(yīng)。

由于電流速度也是光速，因此即便有光子計算機(jī)，其計算速度不可能超越電子計算機(jī)。

前沿⑩：宇宙運(yùn)動究竟是否遵循熵增加？

如果宇宙無邊際，那么宇宙沒有外界，宇宙就是一個孤立系統(tǒng)，就該服從熱二熵增加定律。但是，有無數(shù)的真空漩渦場，有無數(shù)的星系或星體漩渦場，有無數(shù)的費(fèi)米子并非降維變成玻色子——有無數(shù)的反例。

而熵增加原理適合的孤立系統(tǒng)并不存在，因此，我們有理由提出熵增加與熵減少是相輔相成的，即熵增減才是真相。而萬有引力定律，也該修正為萬有引斥力原理。

目前物理學(xué)最前沿的問題是:人類從自身出發(fā)認(rèn)識理解世間萬物的和諧自洽演化性，從理論上理解萬物的不相同不重復(fù)性，從根本上認(rèn)識理解物質(zhì)的存在性因運(yùn)動而存在，因平衡而運(yùn)動，和諧自洽皆因動態(tài)平衡。物質(zhì)的質(zhì)與物質(zhì)的量都是不同規(guī)模的空間運(yùn)動幾何造型，沒有不變的質(zhì)也沒有不變的量，也沒有最小的型也沒有最大的態(tài)，無論大小都是運(yùn)動規(guī)模一態(tài)。

在動態(tài)平衡框架下完善人類對自然的理性理解，解除古往今來的古老神密與現(xiàn)代科學(xué)無解神秘，萬物從何而來，怎樣來又怎樣去，萬物之間的作用機(jī)制與歸宿。一切存在為宇宙，一切存在無始終，一切存在因運(yùn)動:，規(guī)模有界運(yùn)動無界，打破界線為生，達(dá)到平衡為滅。有型皆有宿命，無型萬古長存。

世間有型萬物皆遵守二進(jìn)制耦合創(chuàng)生規(guī)律，都遵守規(guī)模態(tài)相互動態(tài)平衡規(guī)則，一切力皆因動態(tài)平衡區(qū)域調(diào)配形為，一切力都存在區(qū)域平衡位，處于平衡位的物態(tài)體存在相對零作用力。

建立萬物演化動態(tài)平衡理論體系，修正現(xiàn)代不適不建全的個體理論，共同努力完善人類對自然的認(rèn)識，創(chuàng)立巜宇宙動態(tài)學(xué)》。

原創(chuàng)思想，目前物理學(xué)最前沿的問題當(dāng)然是:質(zhì)疑并回答:物質(zhì)從何而來？自有人類至今，人類的思想一直被囚禁在物質(zhì)的囚籠之內(nèi)，120年來的一切科學(xué)家們至今仍是物質(zhì)思維，他們的標(biāo)準(zhǔn)粒子模型是物質(zhì)的，宇宙模型也是物質(zhì)的，從來就不知道需要追問物質(zhì)從何而來？所以，一場全新的超越物質(zhì)的物理革命現(xiàn)在進(jìn)行時。

目前物理學(xué)最前沿的問題是

一，疑聚態(tài)物理學(xué)與介觀物理學(xué)

二，原子、分子物理學(xué)與光學(xué)

三，原子核物理學(xué)

四，基本粒子物理學(xué)與量子場論

五，廣義相對論、天體物理學(xué)與宇宙學(xué)等。

現(xiàn)推薦下列此書給題主，希望我的回答能幫到您。

目前物理學(xué)最前沿的問題是：

量子芯片計算機(jī)問題，誰掌握了光子計算機(jī)的芯片制造，誰就站在了物理學(xué)的前沿。

納米科技問題，誰懂得納米技術(shù)的制造，誰就對量子物理學(xué)有更深入的了解。

人造雷電等離子問題，模擬反重力深空探測問題，小型核能技術(shù)問題，高能激光問題，深空載人航天技術(shù)問題。

完善宏觀微觀宇宙大統(tǒng)一論。

目前物理學(xué)最前沿的是電磁場理論完善，例如電磁彈射器，電磁炮，電磁軌道炮等這些基礎(chǔ)上研究質(zhì)量加速器能夠重復(fù)使用發(fā)射各種衛(wèi)星，航天器等方便，安全，節(jié)能，環(huán)保等;另一方面核聚變理論完善，例如小型化，核電池，研究出用無污染，無輻射核能源替代例如氚，氦一3等;徹底解決能源危機(jī)。激光武器研究，例知小型化，大功率等建立激光防御系統(tǒng)基地能夠摧毀各種太空衛(wèi)星和天空各種導(dǎo)彈甚至洲際導(dǎo)彈等;包括建立軌道站航天器安裝大功率小型化激光武器空天防御系統(tǒng)。

目前人類的物理學(xué)還停留在從現(xiàn)象推測根源的時代，也就是說：就是以我為唯一觀察角度，理解整個世界的原始思維時代。人們根本就無法從其它角度立體地觀察世界，所以才會有前沿不前沿之說。

對不起，水平有限，據(jù)說熱門問題是弦理論，但說實(shí)話，這只是個假說?，F(xiàn)在量子力學(xué)和相對論都研究一個世紀(jì)了，量子力學(xué)貌似取得了一些成就，相對論基本就停留在愛因斯坦那，可能說的不對，請大神指教。

永遠(yuǎn)是能源與動力課題，最終進(jìn)入一個持久，潔凈，安全的無燃料能源科技時代。這些理念就存于久遠(yuǎn)的太極圖中。想得到正確答案與資格。那就去把你手中那雙筷子“一分為五”即可。另外，目前看中華民族在這個問題里充當(dāng)?shù)慕巧鞘刈o(hù)者，而不是開發(fā)者。開發(fā)者的資質(zhì)鑒定是東西方科技集于一身并成功融合為一的那個群體。才是能夠開發(fā)太極圖和進(jìn)入人們向往已久的那個“無燃料能源科技”時代。最后，太極圖是一顆可人造的宇宙模型的最原始的圖紙。信不信由你。