隨著物理學家們的不斷努力和刻苦鉆研，他們已經(jīng)能夠解釋宇宙中許多此前令人匪夷所思現(xiàn)象，但同時還存在許多令他們苦惱的問題，至今都無法對其做出解釋，那么物理學家們絞盡腦汁也無法說得通的物理學難題都有哪些呢？

第一，在物理世界中，表達其特征的所有能夠測量出來的無綱量參數(shù)，從原則上講，是不是都能夠推算出來？或者存不存在一些無發(fā)事件？且這些偶發(fā)事件只取決于量子力學或者歷史，是否因此也是沒有辦法推斷出來的參數(shù)？這樣說大家可能不太清楚是什么意思，用愛因斯坦的話來講，就是上帝在創(chuàng)造我們這個宇宙時，是否有選擇性？比如他在準備引發(fā)宇宙大爆炸之前，是不是需要思考一下，我該把這個宇宙中的光速定為多少呢？我應該讓電子帶多少電荷呢？我應該把郎克常數(shù)的數(shù)值設(shè)置成多少？他到底是為了趕時間而隨機設(shè)置了一些數(shù)字，還是這些數(shù)字必須得是如此？這些數(shù)值之間又蘊藏著什么樣的邏輯呢？

愛因斯坦

第二、量子力學是怎樣幫助解釋宇宙的起源的？

在現(xiàn)代物理學中，有兩大理論，即廣義相對論和標準模型。廣義相對論是一種與引力有關(guān)的理論，而標準模型是利用量子力學來描述亞原子和這些亞原子所服從的作用力。長時間以來，物理學家們都希望將這兩大理論合二為一，進而得出一種“萬物至理”，也就是量子引力論，這樣能夠使我們更加深入的了解宇宙，甚至還可能能弄清楚，宇宙到底是怎樣隨著大爆炸而誕生的？

第三、質(zhì)子的壽命是多久呢？我們又該如何理解它？

從前人們認為質(zhì)子和中子是不一樣的，覺得它們永遠不會再分裂，成為更小的顆粒，并且曾經(jīng)將這一認識當作真理，但是在70年代，理論物理學家發(fā)現(xiàn)，他們提出的各種也許會成為“大一統(tǒng)理論”，這一理論認為質(zhì)子一定不是穩(wěn)定的，只要經(jīng)過足夠長的時間，在非常偶然的情況下，它們還是會出現(xiàn)分裂現(xiàn)象的。不過要觀察到這一分裂現(xiàn)象，就必須得想辦法捕捉到處于死去過程中的質(zhì)子，多年來，相關(guān)的實驗研究人員一直在實驗室中緊密觀察著大型的水槽，希望能夠發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)部正在死去的質(zhì)子，但是截止到今天，這些質(zhì)子的死亡率始終是零，這其實也能夠說明，要么質(zhì)子是一種極其穩(wěn)定的顆粒，要么它們就是擁有極長的壽命，也許會在十億億億億年以上。

第四、自然界是否是超對稱的？如果是的話，它的超對稱性又是怎樣破滅掉的？

有很多的物理學家都認為，把所有的作用力都統(tǒng)一成一種單一理論，這一理論所要求證明的兩種差異極大的粒子之間存在密切的聯(lián)系，而這種密切的關(guān)系，就是我們所說的超對稱現(xiàn)象。但是物理學家至今還沒有對超對稱性的破滅作出解釋，隨著宇宙的冷卻和后來的凝結(jié)，形成了當下這種不對稱的狀態(tài)，那么在其誕生之時所擁有的數(shù)學上的完美就被打破了。

第五、 宇宙所表現(xiàn)出來的，為什么是三個空間維數(shù)和一個時間維數(shù)呢？

這只是由于目前人們還沒有想出來一個，我們能夠接受的答案，因為我們除了向上向下和前后左右這幾個方向運動之外，沒有辦法想象出來再去怎樣向其他的方向上運動。但是我們沒有辦法將其想象出來，并不能夠就此認為宇宙本就是這樣的。其實根據(jù)超限理論，我們能夠得知一定還有另外六個維數(shù)存在，并且這每一個維數(shù)都十分的微小，呈現(xiàn)出一種卷曲狀，所以我們沒有辦法察覺到它。若這一理論是對的，那又為何只有這三個維度是伸展開來呢？

第六、為何宇宙常數(shù)擁有它自身的數(shù)字？它是不是恒定的？它是不是零？

宇宙學家一直認為宇宙在以一個非常穩(wěn)定的速度持續(xù)膨脹，并且據(jù)他們最近的觀察得知，宇宙在膨脹的過程中可能速度會越來越快，宇宙常數(shù)便是人們用來描述宇宙的這一緩慢加速的。那么這個常數(shù)到底是一個非常小的數(shù)值，還是就如人們對其之前的認識一樣，覺得它是零呢？目前為止，物理學家沒有辦法對這一數(shù)值做出相應解釋，不過根據(jù)一些基本的計算，我們知道這個常數(shù)可能會很大，可能是我們所觀測到的數(shù)值的10到122倍，也就是說，或許宇宙正在以跳躍般的速度膨脹。但是實際上卻并不是這樣，所以一定存在著某種機制在對此進行壓制。但是具體到底是怎樣的？至今我們都未可知。

第七、M理論的基本自由度是多少？這一理論是否能夠真實地描述自然呢？

多年以來超弦理論都有一個很大的弱點，那便是它有五個不同的版本。那么到底哪個議論是正確的？如果超弦理論存在的話，它是否能夠描述的了宇宙呢？在M理論出現(xiàn)后，它給亞原子的物質(zhì)譜增加了一種神秘物質(zhì)，這種神秘物質(zhì)叫做“膜”，這種膜與生理學上的膜是一樣的，但是它卻最多可以存在九個維度數(shù)。那么到底什么是更基本的物質(zhì)組成單位呢？是膜組成了弦還是弦 組成了膜？又或許宇宙中還有另外更為基本的物質(zhì)單位，只是我們目前還不知道呢？

第八、黑洞信息悖論的解決方法是什么？

我們能夠從量子理論得出，不管信息所描述的是油墨顆粒組成文件的確切方式，還是粒子運動時的速度，它都不會在這個宇宙中消失。而就像物理學中對信息的定義一樣，它不等同于含義，信息其實指的僅僅是二進制的數(shù)字，或者是一些其他的代碼，不論它是數(shù)字還是代碼，都是被人們用來精確的描述這種方式或者是一個物體的。所以如果我們將百科全書扔進黑洞中，這些書里的信息可能就會被吞沒，并且永遠地消失在宇宙中。人們認為這是不可能的，但是又無法對此做出解釋。

第九、基本粒子的典型質(zhì)量與它的重力之間，的巨大差距用哪種物理學能夠解釋呢？

換句話來說，就是為什么物體的重力比其他的作用力要小的多？我們可以用回形針和磁鐵來打比方，一塊磁鐵就能夠完全將回形針吸起來，但是地球的引力卻不能夠?qū)⒒匦吾槒拇盆F上拉下來。

第十、對于量子色動力學中夸克和膠子約束，以及它們之間的質(zhì)量差距，我們能不能定量地理解它呢？

量子色動力學是用來描述強核子力的一種理論，這種力便是膠子所攜帶的，它能夠?qū)⒖淇私M合成質(zhì)子和中子這樣的顆粒。量子色動力學理論認為這些微小的亞力子永遠都會受到約束，我們不能夠?qū)⒁粋€膠子或者一個夸克從質(zhì)子中分離出來，由于它們之間的距離越遠，這種強大的作用力就會越大，便可以快速地將他們拉回原位。但是至于膠子和夸克，為什么永遠無法脫離約束，以及為什么所有能感受強作用的粒子的質(zhì)量都不能是零，物理學家們還無法對此做出解釋。

雖然這幾大難題至今都困擾著世界各國的科學家們，但是相信，也許在未來很短的時間內(nèi)，隨著人們對宇宙的不斷探索與了解，這些問題能夠一個一個的迎刃而解。#視界頻道激勵計劃