世界十大物理难题？

一、世界十大物理难题？

2000年7月，一批物理学家聚集在美国圣巴巴拉加州大学，在弦理论学术会议结束后，以“千年疯狂”为主题，挑选出在新的千年中需要思考的物理难题。圣巴巴拉加州大学理论物理研究所所长格罗斯教授将其归纳整理为10大顶级难题。解决这些问题并不会被颁发任何奖金，但解决任何一个问题都足以获得诺贝尔奖。

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取决于历史或量子力学偶发事件的无法推算的参数？

这个问题用爱因斯坦的话来描述更为直观：“上帝在创造宇宙时是否经过精心的设计？当他按下大爆炸的按钮前，是否曾思考：‘我该把光速设定在多少？我该把电子的电荷定为多少？’上帝是匆忙地抓几个数字来确定这些常量？还是这些常量必须如此，它们之间有着某种深奥的逻辑关系？”

2、量子引力如何帮助解释宇宙起源？

目前物理学的两大理论是量子力学和广义相对论。前者用于描述微观粒子，后者是有关引力的理论，但它们有着深刻的矛盾。长久以来物理学家都希望把二者合而为一，得到一种统一理论——量子引力论。目前看来，最有希望的是超弦理论。

3、质子寿命有多长？如何理解？

人们曾经认为质子是不可以分解为更小的粒子的，但是在70年代，物理学家认识到，他们提出的“大统一理论”暗示质子必须是不稳定的。只要时间足够长，在极偶然的情况下质子会分解。多年来，实验人员一直在地下实验室中观察，等待着质子的“死去”。但至今质子的死亡率一直为零，这意味着要么质子非常稳定，要么它的寿命非常长——至少在10亿亿亿年以上。

4、自然界是超对称的吗？若是，则超对称是如何破灭的？

“大统一理论”指出：构成我们常见物质的粒子如质子、电子，与传递作用力的粒子——玻色子，会存在一种称作“超对称”的关系。但目前仍未在宇宙中观测到这种对称性。如果理论是正确的，宇宙就是超对称的，那么就必须解释我们现在为什么观测不到这种对称性。

5、为什么宇宙表现为一个时间维度和三个空间维度？

众所周知，我们生活在一个三维空间加一维时间的世界里。但是超弦理论指出，宇宙还有另外的6个维度，每一维都呈卷曲状态，十分微小，无法察觉。如果超弦理论是正确的，那科学家就要解释为什么只有三个维度能够伸展开来而被我们察觉。

6、为什么宇宙常数有其自身数值？是否为零或恒定？

宇宙在加速膨胀，科学家用宇宙常数来描述这种加速。根据计算，这个常数应该很大，宇宙应当以跳跃性的速度加速膨胀。但观测事实并非如此，宇宙的膨胀速度并没有计算出的速度快，肯定有某种机制在抑制这种作用。

7、M理论的基本自由度是多少？该理论是否真实地描述了自然？

M理论包含5种相容的超弦理论。在M理论中，所有亚原子被解释成由微小的超弦组成。另外M理论给组成亚原子的物质增加了一种称作“膜”的更为神秘的物质，它最多有9个维度。那么弦和膜哪一种是更基本的物质？它们是否真实存在？还是说M理论只是人类发明的一个大脑游戏？

8、黑洞信息悖论的解决方法是什么？

根据量子力学，信息是不会从宇宙中消失的。但是根据霍金的计算，黑洞辐射中并不包括任何黑洞内部的信息。一旦黑洞蒸发殆尽，黑洞内部的信息便会随着黑洞的消失而消失，这与量子力学相矛盾。

9、何种物理学能够解释基本粒子的引力与基本粒子的典型质量之间的巨大差距？

换句话说，为什么粒子的引力会比其他作用力（如电磁力）弱的多？一块磁铁能够吸起一个回形针，尽管整个地球的引力都在把它往下拉。

根据最近的一种说法，引力实际上要大得多，它只是看上去比较小，因为大部分的引力陷入了一个额外的维度之中。如果我们可以俘获全部引力，也许有可能造出一个微型黑洞。

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。

二、世界十大难题？

1、黑洞内发生了什么

　　黑洞有着巨大的引力，靠近它的物质都会被它吸进去，黑洞可以说是大多数恒星的坟场。正是黑洞引力巨大有去无回的原因科学家们至今也无法知道黑洞里面究竟发生了什么，进入里面的物质是被传送到另外的空间去了?还是被黑洞绞碎了?或者说物质与黑洞共存，只是因为引力无法出来?

2、哥德巴赫猜想

　　哥德巴赫猜想是世界上最难的数学题之一，而数学对人们的日常生活可能意义不大，而哥德巴赫猜想提出意义在于推动了人类数学的进步，可是对于计算机、军事，航天科技有着非常大的作用，关系到人类的进步。

3、彗星返回之谜

　　人类历史上有记载的彗星来访地球有三次，彗星与其他流星不同，它被人们看作是灾星，人们把发生灾难归结到彗星的头上。现代科技进步人们也知道了彗星其实也没什么特别的地方，奇怪的地方就是每次发生大地震的时候彗星都在附近，这不能不让人怀疑是不是它搞的鬼?

4、暗物质是什么

　　宇宙中能被我们看见的物质只占了很少一部分，还存在着许多不可见到物质，而且数量比可见物质多很多倍，我们称之为暗物质，那么暗物质到底是什么呢?

5、平行宇宙真的存在吗

　　我们经常说的平行世界里有另一个自己，是真的存在吗?。平行宇宙其实是一个很受争议的说法，可是这个说法受到很多人追捧。科学家也研究出像电子、粒子可以同时处于不同的位置，证实了叠加的可能性。可是为什么我们不能同时处在不同位置?还是说我们已经处在不同位置但是我们自己不知道?

6、意识如何影响现实

　　科学家发现人类的大脑不能区分身体的情感体验。但是这个理论目前并不得到人们都信任，因为我们的习惯是会被改变的，我们能通过自己的意识控制自己的身体，创造新的习惯。

7、为什么时间显示为线性

　　理论上时间是应该是不存在的，但是从古至今，我们能感觉到时间的流逝，一年又一年，一天又一天，春夏秋冬，时间又好像是一直在循环?

8、宇宙的终极结局是什么

　　所有生命都有开始和结束的一天，那地球呢，恐龙灭绝，人类会不会有一天也会消失。经过科学家推测，宇宙一直都在膨胀，会不会有一天宇宙膨胀到不能膨胀的时候就会发生大爆炸?

9、弦理论是否正确

　　科学家门假定粒子是由很小的弦串起来的，每个粒子都在不停的震动从而产生了不同的粒子。那到底是不是真的呢?以目前的科技水平是无法知道了。

10、为什么物质比反物质多

　　我们都知道物质是什么，可是应该很少人知道反物质是什么。其实反物质和物质是同时诞生的，而且反物质却比物质少，是不是因为物质比反物质更容易让科学家检测到?还是反物质就是比物质少?

三、爱因斯坦十大难题？

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 霉件，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?”56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字宙起源?

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 the- ories)。

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，等待着原于内部质子的死去。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；另一种粒子是玻色于，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，

四、世界十大奥数难题？

1．连续统假设1874年，康托猜测在可列集基数和实数基数之间没有别的基数，这就是著名的连续统假设。1938年，哥德尔证明了连续统假设和世界公认的策梅洛–弗伦克尔集合论公理系统的无矛盾性。1963年，美国数学家科亨证明连续假设和策梅洛–伦克尔集合论公理是彼此独立的。因此，连续统假设不能在策梅洛–弗伦克尔公理体系内证明其正确性与否。希尔伯特第1问题在这个意义上已获解决。　　

2．算术公理的相容性欧几里得几何的相容性可归结为算术公理的相容性。希尔伯特曾提出用形式主义计划的证明论方法加以证明。1931年，哥德尔发表的不完备性定理否定了这种看法。1936年德国数学家根茨在使用超限归纳法的条件下证明了算术公理的相容性。1988年出版的《中国大百科全书》数学卷指出，数学相容性问题尚未解决。　　

3．两个等底等高四面体的体积相等问题。问题的意思是，存在两个等边等高的四面体，它们不可分解为有限个小四面体，使这两组四面体彼此全等。M.W.德恩1900年即对此问题给出了肯定解答。　　

4．两点间以直线为距离最短线问题。此问题提得过于一般。满足此性质的几何学很多，因而需增加某些限制条件。1973年，苏联数学家波格列洛夫宣布，在对称距离情况下，问题获得解决。《中国大百科全书》说，在希尔伯特之后，在构造与探讨各种特殊度量几何方面有许多进展，但问题并未解决。　　

5．一个连续变换群的李氏概念，定义这个群的函数不假定是可微的这个问题简称连续群的解析性，即：是否每一个局部欧氏群都有一定是李群？中间经冯·诺伊曼（1933，对紧群情形）、庞德里亚金（1939，对交换群情形）、谢瓦荚（1941，对可解群情形）的努力，1952年由格利森、蒙哥马利、齐宾共同解决，得到了完全肯定的结果。　　

6．物理学的公理化希尔伯特建议用数学的公理化方法推演出全部物理，首先是概率和力学。1933年，苏联数学家柯尔莫哥洛夫实现了将概率论公理化。后来在量子力学、量子场论方面取得了很大成功。但是物理学是否能全盘公理化，很多人表示怀疑。　　

7.某些数的无理性与超越性1934年，A.O.盖尔方德和T.施奈德各自独立地解决了问题的后半部分，即对于任意代数数α≠0，1，和任意代数无理数β证明了αβ的超越性。　　

8．素数问题。包括黎曼猜想、哥德巴赫猜想及孪生素数问题等。一般情况下的黎曼猜想仍待解决。哥德巴赫猜想的最佳结果属于陈景润（1966），但离最解决尚有距离。目前孪生素数问题的最佳结果也属于陈景润。　　

9．在任意数域中证明最一般的互反律。该问题已由日本数学家高木贞治（1921）和德国数学家E.阿廷（1927）解决。　　

10．丢番图方程的可解性。能求出一个整系数方程的整数根，称为丢番图方程可解。希尔伯特问，能否用一种由有限步构成的一般算法判断一个丢番图方程的可解性？1970年，苏联的IO.B.马季亚谢维奇证明了希尔伯特所期望的算法不存在

五、世界十大化学难题？

1. How Did Life Begin? 生命从何而来?

2. How Do Molecules Form? 分子如何形成?

3. How Does the Environment Influence Our Genes? 环境如何影响人类基因?

4. How Does the Brain Think and Form Memories? 大脑如何思考,并形成记忆?

5. How Many Elements Exist? 到底存在多少种元素?

6. Can Computers Be Made Out of Carbon? 我们能用碳元素制造出电脑吗? 7. How Do We Tap More Solar Energy? 如何捕获更多太阳能?

8 What Is the Best Way to Make Biofuels? 制造生物燃料的最佳途径是什么?

9. Can We Devise New Ways to Create Drugs? 我们能研制出全新类型的药物吗? 10. Can We Continuously Monitor Our Own Chemistry? 我们能实时监测自身的化学变化吗?

六、世界十大难题答案？

十、一毛钱一个桃 三个桃胡换一个桃 你拿 1 块钱能吃几个桃?

　　九.一个商人骑一头驴要穿越1000公里的沙漠去卖3000根胡萝卜回来。已知驴一次性可驮1000 根胡萝卜，但每走1公里又要吃掉1根胡萝卜。那么问题来了商人最多可卖出多少胡萝卜? 　　

八.这是一个考验智商的难题那么问题来了，如果3个人一桌多了2个人，如果5个人一桌多了4个人，7个人一桌多6人9个人一桌多多8个人，如果11人一桌正好一桌人，那么请问这个屋里有多少个人呢?

七、一个小偷被警察发现了小偷就一直跑，前面有条河宽12米，河在小偷和警察之间有棵树高12米，树上的叶子都掉光了小偷围着6米的围脖那么小偷怎么逃跑过河? 　　六、一个人准备去买餐具到了餐具店后发现自己的钱之够买21个叉子和21把勺子，或者买28把小刀。但是她如果买的数量不一样就无配成一套所以只能买同样数量的，并且还要身上的钱刚好够用，如果是你该怎么办呢? 　　五、有一口井大概有7米深，一只蜗牛从井底往上爬白天爬3米晚上往下坠2米那么请问蜗牛几天能从井里爬出来?这是世界十大智商难题，答得出来算你厉害。 　　

答案在这里： 　　1、这个人从小眼睛就看不见东西他去医院治好了眼疾。他以前从来没有见过隧道一下子眼前一黑，以为自己又瞎掉了经受不住打击，所以就绝望地自杀了。这是世界十大智力难题之一，这个故事告诉我们心理素质不好的人过隧道应该带手电。 　　2、有狮子的房间，因为狮子早就饿死了。 　　3、你的左手

七、华罗庚破解世界十大难题？

华罗庚在国际上以华氏命名的数学科研成果就有“华氏定理”、“怀依—华不等式”、“华氏不等式”、“普劳威尔—加当华定理”、“华氏算子”、“华—王方法”等。

20世纪40年代，华罗庚解决了高斯完整三角和的估计这一历史难题，得到了最佳误差阶估计；对G.H.哈代与J.E.李特尔伍德关于华林问题及E.赖特关于塔里问题的结果作了重大的改进，三角和研究成果被国际数学界称为“华氏定理”。

华罗庚在代数方面，证明了历史长久遗留的一维射影几何的基本定理；给出了体的正规子体一定包含在它的中心之中这个结果的一个简单而直接的证明，被称为嘉当-布饶尔-华定理。

华罗庚与王元教授合作在近代数论方法应用研究方面获重要成果，被称为“华-王方法

八、世界十大数独难题？

1. "AI Escargot"（人工智能蜗牛）: 被认为是最难的数独难题之一，挑战了智力和逻辑推理的极限。

2. "Gold Nugget"（金块）: 这个数独难题以其复杂的推理和多个隐藏的解决路径而闻名。

3. "Super Fiendish"（超级狡猾）: 这个数独难题需要极高的解题技巧和逻辑推断能力。

4. "Arto Inkala's Puzzle"（Arto Inkala的难题）: 这个数独难题是芬兰数学家Arto Inkala设计的，曾引起广泛的关注和研究。

5. "World's Hardest Sudoku"（世界最难数独）: 被认为是史上最难的数独难题之一。

6. "La Seine"（塞纳河）: 这个数独难题以意想不到的推理和逻辑路径而出名。

7. "The Colossal"（巨大难题）: 这个数独难题包含了大量的空白格，需要精确的数学推理来解决。

8. "Purple Belt"（紫色腰带）: 这个数独难题的解题路径相当复杂，需要准确的逻辑推理。

9. "Gordon Royle's Sudoku"（Gordon Royle的数独）: 这个数独难题由澳大利亚数学家Gordon Royle设计，以其难度和独特性而知名。

10. "The Challenge"（挑战）: 这个数独难题需要深入的逻辑推理和分析，对初学者来说十分具有挑战性。

九、物理界十大未解难题？

关于这个问题，1. 量子重力理论：如何将量子力学和广义相对论结合起来，以解释宇宙中的重力现象？

2. 暗物质和暗能量：什么是暗物质和暗能量，它们如何影响宇宙的演化？

3. 宇宙起源：宇宙是如何形成的？宇宙的起源与演化过程是什么？

4. 宇宙膨胀：宇宙的膨胀速度是否在加速？加速背后的原因是什么？

5. 宇宙微波背景辐射：宇宙早期的微波辐射如何产生？它们对于我们对宇宙的了解有何贡献？

6. 黑洞和奇点：黑洞的内部结构是什么样的？奇点是什么，它们是否真实存在？

7. 宇宙中的物质不对称性：为什么宇宙中的物质与反物质不对称？它们之间的差异体现在哪里？

8. 时间的本质：时间是如何流逝的，它的本质是什么？

9. 引力波：引力波是什么，它们是如何产生的？它们是否存在？

10. 量子力学的基本问题：量子力学中的测量问题、量子纠缠、超导等基本问题如何解释？

十、世界十大科学难题是什么？

十大科学难题：

1、宇宙是由什么构成的？2、意识的生物基础是什么？3、人类的寿命到底能延长到多长？4、地球内部是如何活动的？5、我们在宇宙中是孤独的吗？6、地球上的生命是在何地、以何种方式产生的？7、制造有效的hiv疫苗是否可行？8、温室效应下的世界到底会有多热？9、什么能源可以取而代之成为廉价油？这要等到什么时候？10、马尔萨斯人口论还是不对吗？

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