物理世界十大難題\x0d物理學(xué)家們挑選出10個(gè)最匪夷所思的物理學(xué)問(wèn)題,解答這些問(wèn)題足夠讓他們忙上100年．盡管沒(méi)有任何懸賞,不過(guò),對(duì)任何一個(gè)問(wèn)題的解答差不多都能獲得諾貝爾獎(jiǎng)．\x0d愛(ài)因斯坦的表述更為清楚：上帝在創(chuàng)造宇宙時(shí)是否有選擇?想象上帝坐在控制臺(tái)前,準(zhǔn)備引發(fā)宇宙大爆炸．“我該把光速定在多少”?“我該讓這種名叫電子的小點(diǎn)帶多少電荷”?“我該把普朗克常數(shù)--即決定量子大小的參數(shù)--的數(shù)值定在多大”?他是不是為了趕時(shí)間而胡亂抓來(lái)幾個(gè)數(shù)字?抑或這些數(shù)值必須如此,因?yàn)槠渲猩畈刂撤N邏輯?\x0d現(xiàn)代物理學(xué)的兩大理論是標(biāo)準(zhǔn)模型和廣義相對(duì)論．前者利用量子力學(xué)來(lái)描述亞原子粒子以及它們所服從的作用力,而后者是有關(guān)引力的理論．很久以來(lái),物理學(xué)家希望合二為一,得到一種“萬(wàn)物至理”--即量子引力論,以便更深入地了解宇宙,包括宇宙是如何隨著大爆炸自然地誕生的．實(shí)現(xiàn)這種融合的首要候選理論是超弦理論,或者叫M理論--這是其名稱的最新“升級(jí)版”,M代表“魔法”（ｍａｇｉｃ）、“神秘”（ｍｙｓｔｅｒｙ）或“所有理論之母”（ｍｏｔｈｅｒｏｆａｌｌｔｈｅｏｒｉｅｓ）．\x0d以前人們認(rèn)為質(zhì)子與中子不同,它永遠(yuǎn)不會(huì)分裂成更小的顆粒．這曾被當(dāng)成真理．然而在70年代,理論物理學(xué)家認(rèn)識(shí)到,他們提出的各種可能成為“大一統(tǒng)理論”--該理論把除引力外的所有作用力匯于一爐--的理論暗示：質(zhì)子必須是不穩(wěn)定的．只要有足夠長(zhǎng)的時(shí)間,在極其偶然的情況下,質(zhì)子是會(huì)分裂的．\x0d辦法是捕捉到正在死去的質(zhì)子．許多年來(lái),實(shí)驗(yàn)人員一直在地下實(shí)驗(yàn)室中密切注視大型的水槽,等待著原子內(nèi)部質(zhì)子的死去．但迄今為止質(zhì)子的死亡率是零,這意味著要么質(zhì)子十分穩(wěn)定,要么它們的壽命很長(zhǎng)--估計(jì)在10億億億億年以上．\x0d許多物理學(xué)家認(rèn)為,把包括引力在內(nèi)的所有作用力統(tǒng)一成為單一的理論要求證明兩種差異極大的粒子實(shí)際上存在密切的關(guān)系,這種關(guān)系就是所謂的超對(duì)稱現(xiàn)象．第一種粒子是費(fèi)密子,可以把它們粗略地說(shuō)成是物質(zhì)的基本組件,就像質(zhì)子、電子和中子一樣．它們聚集在一起組成物質(zhì)．另一種粒子是玻色子,它們是傳遞作用力的粒子,類似于傳遞光的光子．在超對(duì)稱的條件下,每一個(gè)費(fèi)密子都有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的玻色子,反之亦然．\x0d物理學(xué)家有杜撰古怪名字的沖動(dòng),他們把所謂的超級(jí)對(duì)稱粒子稱為“ｓｐａｒｔｉｃｌｅ”．但由于在自然界中還沒(méi)有觀察到ｓｐａｒｔｉｃｌｅ,物理學(xué)家還需要解釋這種對(duì)稱性“破滅”的原因：隨著宇宙冷卻并凝結(jié)成現(xiàn)在的這種不對(duì)稱狀態(tài),在其誕生之際所存在的數(shù)學(xué)上的完美被打破了．\x0d這只是因?yàn)檫€沒(méi)有想到一個(gè)可以接受的答案,只是因?yàn)槌松舷隆⒆笥?、前?人們無(wú)法想像在更多的方向上運(yùn)動(dòng)．這并不意味著宇宙原本就是這樣的．實(shí)際上,根據(jù)超弦理論,肯定還存在著另外六個(gè)維數(shù),每一維都呈卷曲狀,十分微小,因而無(wú)法察覺(jué)．如果這一理論是正確的,那么為什么只有這三個(gè)維數(shù)是伸展開(kāi)來(lái)的,留給我們這個(gè)相對(duì)幽閉恐怖的空間呢?\x0d直到最近,宇宙學(xué)家仍然認(rèn)為宇宙是以一個(gè)穩(wěn)定的速度在膨脹．但最近的觀察發(fā)現(xiàn),宇宙可能膨脹得越來(lái)越快．人們用一個(gè)叫宇宙常數(shù)的數(shù)字來(lái)描述這種輕微的加速．這個(gè)常數(shù)是否如人們?cè)缙谒J(rèn)為的是零,或者是一個(gè)非常小的數(shù)值,物理學(xué)家現(xiàn)在還無(wú)法做出解釋．根據(jù)一些基本計(jì)算,這個(gè)常數(shù)應(yīng)該很大--是我們觀測(cè)結(jié)果的大約10到122倍．換句話說(shuō),宇宙應(yīng)該以跳躍般的速度在膨脹．而實(shí)際情況并非如此,肯定有什么機(jī)制在壓制這種作用．如果宇宙真是超對(duì)稱性的,那宇宙常數(shù)就該被完全抵消掉．但這種對(duì)稱性--如果確實(shí)存在的話--看來(lái)已經(jīng)破滅．如果這個(gè)常數(shù)隨時(shí)間的變化而變化的話,那情況就更加復(fù)雜了．\x0d多年來(lái),超弦理論最大的弱點(diǎn)是它有5個(gè)不同的版本．到底哪一個(gè)--如果有的話--描述了宇宙?反對(duì)這一理論的人最近已經(jīng)接受了被稱為M理論的最主要的11維理論框架．但情況卻因此變得更加復(fù)雜．\x0d在M理論前,所有的亞原子粒子都被說(shuō)成是由微小的超弦組成的．M理論給組成亞原子的物質(zhì)譜加了一種叫做“膜”（ｂｒａｎｅ）的更為神秘的物質(zhì),它就像生理學(xué)上的膜一樣,但最多有9個(gè)維數(shù)度．現(xiàn)在的問(wèn)題是,什么是更基本的物質(zhì)組成單位,是膜組成了弦還是剛好相反?或者另外存在著一些更基本的物質(zhì)單位,只是人們沒(méi)有想到罷了?最后,這兩種東西中是否有一種確實(shí)存在,或者M(jìn)理論僅僅是一種迷人的大腦游戲?\x0d根據(jù)量子理論,信息--無(wú)論它描述的是粒子運(yùn)動(dòng)的速度還是油墨顆粒組成文件的確切方式--是不會(huì)從宇宙中消失的．但物理學(xué)家基普·索恩、約翰·普雷希爾和斯蒡芬·霍金卻提出了一個(gè)固定的假設(shè)：如果你把一本大不列顛百科全書(shū)扔進(jìn)黑洞中去,將會(huì)發(fā)生什么事?宇宙中是否有其他同樣的百科全書(shū)是無(wú)關(guān)緊要的．正如物理學(xué)中所定義的,信息并不等同于含義,信息僅指二進(jìn)制的數(shù)字,或是一些其他的代碼,它被用來(lái)精確地描述一個(gè)物體或一種方式．所以看起來(lái)那些特定的書(shū)本里的信息將被吞沒(méi),并永遠(yuǎn)地消失．但人們覺(jué)得這是不可能的．