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世界历史十大难题

发布时间:2021-02-28 13:55:28

① 世界上十大难题之一

分三组 A B C每组四个
称A B两组
一种可能:相等,说明8个球都是好的。
那么第二步在 A或B中那3个球与C中的3
个球比较
一)种可能相等,那么C中的这3个球是好的
第三步 用一个好球与C中省下的坏球比
较,坏球是轻还是重就知道拉
二)种可能不等,那么坏球在C的三个球中
且轻重就知道了
第三步,在这3个球中取两个,若相等
剩下的就是坏球,不等由于轻重已经知
道,所以那个球就是坏球
二种可能:不相等。那么A B两组必有一组中有坏球
C组中全是好球。第二步从A中取走3球,从B
中取出3球放入A中,再从C中拿出3个好球放
在B 组。
有如下可能:
一)种可能 两侧平衡
那么坏球就在A拿走的三球之中,且轻重
由第一步已知。容易找出。
二)种可能 平衡不变
那么原先留在A B中的两球之中有一个是
坏球。
第三步:用一个好球比较其中之一。
若相等那么坏球是剩下的那一个,其轻
重在第一步中已知。
若不等,就知道坏球拉,轻重也就知道
了。
三)种可能 平衡发生改变
那么坏球就是从B拿出的3球之一。轻重
也由此而知。同理,可以在三球中找到
坏球。

说来惭愧,引用别人的。希望楼主不要给我分,只希望楼主知道答案而已。我自己也考虑过过,可惜差一种情况没考虑到,唉。。。。。。。。

② 世界十大科学难题是什么

受控核聚变2.各类新材料研发3.攻克癌症/艾滋4.人类DNA研究..大家补充

③ 世界的十大难题有哪些

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”(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.

世界历史曾经发生过的十大灾难

记得很久很久以前在一本杂志上看到过,网上找了下,居然找到了。
·幽灵一:北美黑风暴

1934年5月11日凌晨,美国西部草原地区发生了一场人类历史上空前未有的黑色风暴。风暴整整刮了3天3夜,形成一个东西长2400公里,南北宽1440公里,高3400米的迅速移动的巨大黑色风暴带。风暴所经之处,溪水断流,水井干涸,田地龟裂,庄稼枯萎,牲畜渴死,千万人流离失所。

·幽灵二:秘鲁大雪崩

秘鲁位于南美洲西部,拥有一望无垠的海岸线,长达3000多公里。它又是一个多山的国家,山地面积占全国总面积的一半,著名的安第斯山脉的瓦斯卡兰山峰,山体坡度较大,峭壁陡峻。山上长年积雪,“白色死神”常常降临于此。1970年5月31日,这里发生了一场大雪崩,将瓦斯卡兰山峰下的容加依城全部摧毁,造成两万居民的死亡,受灾面积达23平方公里。
这是迄今为止,世界上最大最悲惨的雪崩灾祸。

·幽灵三:孟加拉国特大水灾

1987年7月, 孟加拉国经历了有史以来最大的一次水灾。连日的暴雨,狂风肆虐,这突如其来的天灾,使毫无任何准备的居民不知所措。短短两个月间,孟加拉国64个县中有47个县受到洪水和暴雨的袭击,造成2000多人死亡,2.5万头牲畜淹死,200多万吨粮食被毁,两万公里道路及772座桥梁和涵洞被冲毁,千万间房屋倒塌,大片农作物受损,受灾人数达2000万人。

·幽灵四:“黑色妖魔”鼠疫

老鼠,不仅偷吃粮食,它给人类带来的最大危害就是传播病菌,人类历史上曾多次发生过流行的鼠疫,全球性鼠疫发生过3次,死亡人数过亿,不少城镇灭绝。据文献统计,死于鼠疫的人数,超过历史上所有战争死亡的人数的总和。无怪乎人们称这种疾病为“黑色妖魔”。

1994年9、10月间,印度遭受了一场致命的瘟疫。泉神节过后的第二天苏拉特市医院接收到30名病情相似的患者。起初医生并不知道病人患的是鼠疫。但接二连三有人死亡,又传来马哈什特拉附近的拉杜尔流行鼠疫的消息,这才意识到一场灾难已经降临。一时间,火车站、汽车站都挤满了成千上万的逃难者。30万苏拉特市民逃印度的四面八方,同时也将鼠疫和这种恐惧的心理带到了全国各地。

·幽灵五:喀麦隆湖底毒气

帕梅塔高原,是个美丽而令人陶醉的地方。

1986年8月21日晚,人们正在酣睡之中,突然一声巨响划破了长空。不少人还没等弄清发生了什么事,就被夺去了宝贵的生命。
据不完全统计,在这场灾祸中,至少有1740人被毒气夺去了生命,大量的牲畜丧生,加姆尼奥村靠火山湖最近,受灾也最为严重。全村650名居民中,仅有6人幸存。

·幽灵六:伦敦大烟雾

素有世界“雾都”之称的英国伦敦,每当春秋之交,这里经常被浓雾所笼罩,像是披上一层神秘的面纱。据统计,伦敦的雾天,每年可高达七八十次,平均5天之中就有一个“雾日”。每当大雾降临,弥漫的大雾不仅影响交通,酿成事故,还直接危害人们的健康,甚至威胁人们的生命。
1952年12月4日,伦敦城发生了一次世界上最为严重的“烟雾”事件:连续的浓雾将近一周不散,工厂和住户排出的烟尘和气体大量在低空聚积,整个城市为浓雾所笼罩,陷入一片灰暗之中。期间,有4700多人因呼吸道病而死亡;雾散以后又有8000多人死于非命。这就是震惊世界的“雾都劫难”。

·幽灵七:百慕大地区神秘灾难

在本世纪海上发生的神秘事件中,最著名而又最令人费解的,当属发生在百慕大三角的一连串飞机、轮船失踪案。据说自从1945年以来,在这片海域已有数以百计的飞机和船只神秘的无故失踪。失踪事件之多,使世人无法相信其尽属偶然。所谓百慕大三角是指北起百慕大群岛,南到波多黎各,西至美国佛罗里达州这样一片三角形海域,面积约一百万平方公里。由于这一片海面失踪事件叠起,世人便称它为“地球的黑洞”、“魔鬼三角”。

1971年10月21日,一架满载着冻牛肉的运输机“超星座号”,从一艘正在海面工作的探测船上空飞过。船员们眼看它飞了一分钟左右,突然,飞机好像被海水吸住似的一头坠进海里。以后,船员们什么也未看见,既没有发现油迹,也没有找到尸体和飞机残骸。唯一能证实飞机失踪的,只是海面上漂浮的一大块带血的牛肉。

“超星座号”飞机的失踪,只是这片神秘海域许许多多起失踪事件之一。据统计,自1840年至1945年间,这片海域上空就有100余架飞机失踪;而这里消失的船只则更多。

这片被世人称作“海上墓地”的地方,就是引起全世界许多科学家关注的百慕大三角区。

·幽灵八:通古斯大爆炸

通古斯,位于前苏联西伯利亚的贝加尔湖附近。80年前,这里发生过一次极其猛烈的大爆炸,其破坏力相当于500枚原子弹和几枚氢弹的威力。

1908年6月30日凌晨,一场罕见的惨祸降临到西伯利亚偏僻林区的游牧民头上。有幸逃脱这场灾难的谢苗诺夫回忆说:“当时天空出现一道强烈的火光,刹那间一个巨大的火球几乎遮住了半边天空。一声爆炸巨响之后,狂风袭来……”爆炸产生的冲击波,一直传到中欧,德国的波茨坦和英国剑桥的地震观测站,甚至华盛顿和爪哇岛也得到了同样的记录。

·幽灵九:智利大海啸

据说,智利是上帝创造世界后的“最后一块泥巴”。或许正是这个缘故,这里的地壳总是不那么宁静。根据现代板块结构学说的观点,智利是太平洋板块与南美洲板块互相碰撞的俯冲地带,处于环太平洋火山活动带上。特殊的地质结构,造成了它位于极不稳定的地表之上,自古以来,火山不断喷发,地震接二连三,海啸频频发生。

1960年5月,厄运又笼罩了这个多灾多难的国家。
5月22日19时许,忽然地震声大作,震耳欲聋。地震波像数千辆坦克隆隆开来,又如数百架飞机从空中掠过,呼啸着从蒙特港的海底传来。不久大地便剧烈颤动起来。一会儿,陆地出现了裂缝;一会儿,部分陆地又突然隆起,好像一个巨人翻身一样。瞬间,海洋在激烈地翻滚,峡谷在惨烈地呼啸,海岸岩石在崩裂,碎石堆满了海滩……

这次地震,是世界上震级最高、最强烈的地震,震级高达8.9级,烈度为11度,影响范围在800公里长的椭圆内。大震过后,接踵引发了大海啸。海啸波以每小时几百公里的速度横扫了太平洋沿岸,把智利的康塞普西翁、塔尔卡瓦诺、奇廉等城市摧毁殆尽,造成200多万人无家可归。

·幽灵十:唐山大地震

1976年7月28日,中国北京时间3时42分,东经118.2度、北纬39.6度,在距地面16公里深处的地球外壳,比日本广岛爆炸的原子弹强烈400倍的大地震发生了。

中国新华通讯社于7月28日向全世界发布了这一消息。

几天以后再次公布了经过核定的地震震级:Mst7.8级。

唐山,一座上百万人口的工业城市,在这场没有预报的特大地震中成为废墟。死亡人数达24万之多。

北纬40度线,被人们称为“不祥的恐怖线”。这里,发生了诸如美国旧金山、葡萄牙里斯本、日本十胜近海等无数次大地震。这次地震这个恶魔又一次突袭了北纬39.6度——唐山成为它的牺牲品。

如果再评一次的话,去年的汶川地震肯定会入列。这些灾难大多是天灾,但如果人们能早点监测到,哪怕是在灾难前几分钟,也可以救回很多人。
元在灾难中丧生的人安息。
这里有个网址,你如果想了解的更详细的话,可以去看看。http://tieba..com/f?kz=158623957

相对官方的统计只有这么一个。非自然因素造成的灾难没有这么系统的统计,可能需要你自己总结。

⑤ 世界十大难题有哪些

梦想就是给长城贴瓷砖,给赤道镶金边,给太平洋装栏杆,给珠穆朗玛峰上按电梯,给苍蝇带手套,给蚊子带口罩,给老鼠带镣铐。 还有三个难题自己想...

⑥ 世界十大难题是哪十个

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

⑦ 世界十大难题是哪10题

.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.

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