2018-08-15 02:31:07 佚名

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自爱因斯坦之后，关于物理学界的主要突破大都集中在微观领域，尤其是量子力学。目前量子力学已经很完备，理论中所解释的微观粒子大多已经被证明存在(只有希格波色子还没发现)，描述的微观粒子运行规律也被广泛的实验证明了。

当前世界物理学界的规律和实验基本相符，存在规律性，并不像三体所描述的被智子锁死科技后的基础物理无规律特性。

目前大部分人对物理学界的了解主要是基于课本知识。而20世纪初科学家受到媒体更多关注，所以很多科学家更容易出名。当前物理学界的主要研究成果集中在那些科学论文上，而非常规媒体，大部分人都不知道他们很正常。而且他们的很多成果并没有被写入教材，所以不被人熟知。

同样的问题还存在于，科学领域逐渐研究的越来越专精，如果并非深入研究的人并不会了解到那些有极大贡献的科学家。爱因斯坦被大家熟知是因为相对论，但是其获得诺奖却是光电效应，间接导致量子力学诞生。

理论物理学从来都不是一下子就能产出科学名人的，一个理论从诞生到完善再到被证明需要极长的时间。比如近些年很出名的弦理论，很多人并不明白这个理论是什么，只是因为各种网络上的猜测和科幻小说的引用而被人熟知。但是理论本身并不是完备的，其后发展出多个弦理论的变种，再之后被M理论整合，这中间有极多的理论物理学研究者贡献了力量，也有很多数学家参与进去。但是被人记住的能有几个名字呢？如果这个理论真的被证明了，那时候这些科学家大多都已经故去了，恐怕那时候的人还会说，为什么过去有那么多科学家想出了这么奇妙的理论。

还有一个最大的问题就是，不是每一次物理学发展都会像牛顿，爱因斯坦那样几乎等于重新拓展物理学领域。当时两个物理学谜团发展出了现在最出名的两个物理学分支。但是不代表现在的物理学谜团就一定会发展出全新的领域，也可能是完善目前的理论，但这样一样是伟大的研究。

当前物理学界的名人并不少，只不过大多对他们不了解，中国人只晓的就更少了。量子力学的集大成者杨振宁，其一生的成就就不细说了，可以自行查询。实验物理学家丁肇中，其巅峰时期在他手下工作的诺奖得主都不少于10人，用他的话说，拿了诺奖不过是向同僚证明自己有资格参与这些物理学顶级实验。

九楼雇佣军

举两个例子

大一统理论

可以说这是物理学家的终极梦想了，将所有现象都归于一个理论框架内。但这条路很曲折，爱因斯坦花了后半生的时间都在研究这个（也不怪没能完成，因为他只考虑引力和电磁力，而核力却没登场）

后来出现了弦论，这个理论被寄予厚望，它能将基本粒子和四大基本作用力结合在一起，解决相对论和量子理论的冲突，但遗憾的是，至今没有实验能去证明其正确性。

暗能量、暗物质

宇宙为什么会膨胀？靠什么膨胀？那些看不见的物质，却实实在在的产生引力作用。

这就是一直困扰科学家的暗能量和暗物质难题。别看我们能够给它们起这么酷炫的名字，但实际上，我们目前的水平也就只能给它们先起个名字了。其详细原理，我们一概不知。

期待您的点评和关注哦！

赛先生科普

答：理论物理学中，最前沿的问题，当属相对论和量子力学的统一问题！

这个被称作统一场论的理论，已经有无数科学家探究过。

在上世纪，爱因斯坦创立统一场论，在完成了他的广义相对论工作后，就把大部分精力投入到了统一场论中，后半生都耗在了这上面！

统一场论，某种程度上也可以称之为终极理论；就在几个月前去世的霍金，也曾研究过终极理论，不过后来在一次公开演讲中表示，他已经放弃了终极理论的寻找，并表示有可能人类永远无法得到这个终极理论！

虽然困难重重，但是科学家还是取得了一些成就，比如最有潜力成为终极理论的——超弦理论！

在上世纪经过一次统一后，目前超弦理论非常具有活力，许多优秀的物理学家都在进行研究，比如那个著名的美籍日裔科学家——加来道雄，就是一位弦理论家！

之所以要统一量子力学和相对论，是因为量子力学在微观上的成功，和相对论在宏观上的成功，本质上是不相容的，科学家不相信大自然会使用两套理论来描述世界，所以统一是必然之路。

除此之外，物理学前沿问题还有很多，比如：

（1）超导理论

目前，超导现象的理论基础还存在问题，BCS理论只能解释第一类超导现象，无法解释高温超导现象，这一缺陷极大限制了人类对超导体的研究工作。

（2）宇宙学问题

目前，宇宙学中还存在很多未解之谜，比如暗能量、暗物质、中微子等等，都急切需要一套完整的理论来解释本质。

（3）核物理

目前，可控核聚变是人类最希望获得的能源方式，各国都投入巨资对此进行研究，可以确定地说，哪个国家首先掌握了可控核聚变，未来就属于谁的！

但是可控核聚变的进展真的很缓慢，从上世纪以来，已经超过了半个世纪的研究，也没有任何突破性的进展！

（4）量子技术

论实用性，量子技术是目前最火的前沿技术，量子通讯、量子计算机，每一个都牵扯着一个国家的未来；预计未来二十年内，人类在量子技术方面，会有突破性进展！

等等等等

好啦！我的答案就到这里，喜欢我们答案的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

艾伯史密斯

前沿①：物理测量的最简参照系是什么？

物理任务是要弄清物质的结构特征与运动规律，要以测量为基础，所有参量要以特定参照系为基准。在洛伦兹变换因子γ=1/(1-v²/c²)中，v是原点速度。若选择静态空间为参照系即v=0，则有最简的解析式。

所有参量，诸如光速c、普朗克常数h、引力常数G、玻尔兹曼常数k、电子质量、各元素原子量，所有解析式，诸如薛定谔方程、核反应方程、万有引力定律、麦克斯韦方程、泊松方程、热力学定律，皆以静态空间为参照系，难道都要按弯曲时空参照系更改么？

必须指出，弯曲时空参照系，否定了宇宙真空场的客观实在，否定了位移电流的存在基础，否定了卡西米尔效应，就不可能是一个合格的参照系。所谓相对论提供水星进动或GPS导航参数，而真空漩涡场的自旋与进动，作为与相对论无关的质量本质，才是可靠的测算依据。

前沿②：宇宙真空场是不是物质？

广义相对论否定宇宙真空场，而量子场论认为真空场有零点能，孰是孰非？真空究竟是不是虚无？若真空是一种无形物质，则光的传播不需(以真空为)介质的命题还可信么？否则，又如何解释电容器的位移电流？

前沿③：万有引力的根源是什么？

有人说引力来自质量。那么请问：物质的质量来自什么？究竟是什么导致物质的致密性？为什么费米子或天体呈椭球型？为什么引力与斥力总是抗衡且相辅相成？为什么龙卷风既有吸附力又有甩出力？

前沿④：电子自旋的本质是什么？

塞曼效应与反常塞曼效应，反映了原子光谱的不规则的精细结构，为什么总是与光速有关？据说，银原子通过不均匀磁场，电子自旋同时有顺旋与逆旋(荒唐!)，进而纠缠超距论、波函数塌陷论、EPR佯谬、非定域论、非因果论，统称所谓的不确定原理。

不是不确定，而是不清楚：电子以光速自旋，才确定质量m与引力势能Ep=mc²=0.51MeV。质子以光速自旋，才确定质子质量m与引力势能Ep=mc²=938MeV。

正是椭球型自旋，才导致进动或绕旋。正是电子绕旋质子磁场，同时又受外加不均匀磁场作用，每次有不同的绕旋频率才有不同的电磁波波长。有不同程度的电磁振荡或切割磁力线，才有不同清晰度的奇数或偶数个的精细谱线。这些都是有序而确定的。

前沿⑤：电磁波波长或光子的本质是什么？

正负两个电子(±e)湮灭了自旋，就变成正负两个光子(±γ)，电子的引力势能Ep=mc²变成了光子的动能。光子的引力势能(静能量)是什么？光子究竟有无质量？

前沿⑥：宇宙究竟是固有的还是炸来的？

广义相对论否定宇宙真空场，就不能为宇宙大爆炸提供理据。据说哈勃望远镜见证多普勒红移，是因为发现大量类星体正远离地球而去。可是这无法解释仙女座星系正向银河系蓝移，仅此一个反例就可证伪宇宙大爆炸。

宇宙星体或星系的运动是极其漫长的历史长河，何止短暂的138亿年！我们的地球正处在银河系的一个旋臂上，看到那些类星体的退行：不排除他们正在各自的巨大漩涡场旋转离我们远去，不知还需数百亿年才能朝我们旋转而来而蓝移，或者正在缓慢蓝移的星系没被探测到。我称之为周期性或漩涡性红移。

直觉告诉：宇宙是无边际&无始终的存在形式，宇宙的漩涡真空场无处不在。真空漩涡场提供给各种物质的吸引力与甩斥力。电子与质子有自旋，星体与星系有自转与绕转。

前沿⑦：质密能密究竟是不是均匀分布的？

我认为，空间物质分布的不均衡性，源自粒子自旋时转动惯量不均衡。可以说，万有不均与万有运动互为因果。有差异就有运动，有运动就有差异。自旋与进动互为因果，有自旋就有进动，有进动就有自旋。

量子论提出全同粒子，只是为了避开复杂的多维计算的权宜之计。若要较真全同性，本身也违背自己的不确定原理。

前沿⑧：双缝干涉的机制究竟是什么？

有两个或多个狭缝，就会发生干涉效应，显然是有两个或多个波阵面的波峰会相互叠加或共振。就自干涉效应而言，一个光子(或电子)，怎能同时通过两狭缝形成两个波阵面的呢？这的确匪夷所思。

如果因果律不可违背而时间不可倒流，那么唯一正确的解释就是：一个光子刚发射出来就激发了若干个真空漩涡场的场量子，作为第一个波阵面。然后穿越两个狭缝，分别又接续激发出两个波阵面。

可见，光子是电磁振荡激发若干真空涟漪簇，这些真空涟漪(引力子)依次推涌，一个光子是数亿引力子的耦合体。同理，电子自旋与电子进动，也会激发真空涟漪簇。

前沿⑨：量子纠缠的机制究竟是什么？

在墨子号上分发两个量子。一个给地球，一个给月球。每个量子，例如光子或电子，都会激发真空涟漪簇形成波阵面，两个波阵面相互叠加，有诸多叠加态：{波峰,波腰,波谷}×{波峰,波腰,波谷}，至少9种可能。其中：波峰×波峰凸显正旋，波谷×波谷凸显逆旋。

显然，叠加态无非是两个以光速运动的真空涟漪碰撞，所需时间t=距离d÷速度c，地月距40万千米，假设在地月之间的中间叠加，所需时间：t=½d/c=2e8/3e8=0.67s：量子纠缠不可能发生超距效应。

由于电流速度也是光速，因此即便有光子计算机，其计算速度不可能超越电子计算机。

前沿⑩：宇宙运动究竟是否遵循熵增加？

如果宇宙无边际，那么宇宙没有外界，宇宙就是一个孤立系统，就该服从热二熵增加定律。但是，有无数的真空漩涡场，有无数的星系或星体漩涡场，有无数的费米子并非降维变成玻色子——有无数的反例。

而熵增加原理适合的孤立系统并不存在，因此，我们有理由提出熵增加与熵减少是相辅相成的，即熵增减才是真相。而万有引力定律，也该修正为万有引斥力原理。

原道童子

物理学发展到现在，不论是从宏观到微观、还是从低速到高速，人们都建立了较为完备的物理学理论。例如宏观的经典力学、微观的量子力学以及基于高速运动状态下的相对论，是都现代物理学大厦的基石。虽然物理学在近现代取得了长足的进步和巨大的成就，但是物理学在多个前沿领域，仍然有许多问题未获得突破。

一、理论物理学方面

在宏观的物理学框架方面，仍有很多问题需要解决，这里直说最根本性的理论问题：

1.统一场论

四大基本力的统一场论，从爱因斯坦开始，就成为了物理学界一直想要实现的理论。可惜爱因斯坦穷尽后半生，都未有取得成功，后代科学家虽然借助新的实验结果，

在电弱统一理论上取得了巨大成功，但是引力和其它力的统一、却始终是困难重重。

2.弦理论

弦理论其实和统一场论关系密切，它打破了经典物理学的粒子观念，是一种彻底的颠覆性理论。如果弦理论正确，则不论是对解决四大基本力的统一问题、还是多维时空存在问题、以及解决相对论和量子理论的兼容性问题

，帮助都十分巨大，这个理论有望成为描述整个宇宙的“万物理论”。可惜的是，现在都处于假设阶段，无法实验验证其真假。

3.暗物质

虽然理论推算出暗物质占整个宇宙总物质的85%，但是到现在都没有找到明确的证据证明它们存在。所以，寻找暗物质，未来仍是科学家们努力的主要方向之一。

二、应用物理学

这方面的前沿研究就比较多了，相对也好现实和取得突破：

1.量子通信

量子通信可以说是现在物理学研究中的热点问题。之前的潘建伟院士主导的墨子号卫星，成功的验证了量子纠缠作为传输密钥的可能性。但是距离实现最安全的量子通信，还有很多路要走。

2.可控核反应

相信看过钢铁侠的人们都觉得tony那个小小的能源反应装置，简直炫酷翻天。现实中虽不可能实现如此小的核反应装置，但是可控核反应，确实科学家们一直努力的方向。

3.常温超导材料

因为零电阻，所以这种材料传输电荷几乎不会发热和耗能。所以，常温下的超导材料研究，也是如今物理学界的前沿领域之一。

4.无线充电技术

不用多做介绍，相信大家都很期待这项技术带给我们的便利。

5.太阳能电池

说句实话，虽然这项技术已经取得了一定很大成功，但是现在的太阳能电池板光电转换效率仍然有待提高。

还有很多前沿的应用物理学领域研究，这里就不一一介绍了。

PhD肖

统一场论

20世纪物理界的两大理论支柱量子力学和相对论(这里主要指广义相对论）是存在争论点的，广义相对论从本质上对万有引力进行解释，而量子力学应用量子交换产生力的方法解决了除引力外的其他三大基本作用力，却对引力无能为力。是否会存在统一场论来解决这些问题?作为小白，只能期待、、、、、、、、

暗能量

宇宙加速膨胀的“罪魁祸首”，可能我们的子孙后代再也看不到满天繁星（因为都加速逃跑了）。著名的物理学家诺贝尔物理学奖得主李政道曾说过：暗能量可能是二十一世物理学面临的最大挑战了。那么暗能量到底是什么？有着怎样的作用机制？期待、、、

可控核聚变

能源问题是人类早晚要面对的难题，如果有一天我们实现了对于核聚变的可控，人类将跨越一座大山。期待、、、、、、、、

接下来想放肆一下。

黑洞里边到底是什么

看过诺兰大神的《星际穿越》，也看过黑洞的相关书籍。作为爱因斯坦广义相对论的重要推论，黑洞一直是神秘的象征，这种特殊的天体内部到底是什么样的情况，很期待、、、、、（所有图片来源网络，侵删）

科学黑洞

目前物理学最前沿的是电磁场理论完善，例如电磁弹射器，电磁炮，电磁轨道炮等这些基础上研究质量加速器能够重复使用发射各种卫星，航天器等方便，安全，节能，环保等;另一方面核聚变理论完善，例如小型化，核电池，高效防止核辐射材料，核电站使用高效制冷剂等，研究出用无污染，无辐射核能源替代资源。例如氚，氦一3等;彻底解决能源危机。激光武器研究，例知小型化，大功率等建立激光防御系统基地能够摧毁各种太空卫星和天空各种导弹甚至洲际导弹等;包括建立轨道站航天器安装大功率小型化激光武器和小型化轨道炮空天防御系统。

擦肩而过的世界

目前物理学最前沿的问题是:人类从自身出发认识理解世间万物的和谐自洽演化性，从理论上理解万物的不相同不重复性，从根本上认识理解物质的存在性因运动而存在，因平衡而运动，和谐自洽皆因动态平衡。物质的质与物质的量都是不同规模的空间运动几何造型，没有不变的质也没有不变的量，也没有最小的型也没有最大的态，无论大小都是运动规模一态。

在动态平衡框架下完善人类对自然的理性理解，解除古往今来的古老神密与现代科学无解神秘，万物从何而来，怎样来又怎样去，万物之间的作用机制与归宿。一切存在为宇宙，一切存在无始终，一切存在因运动:，规模有界运动无界，打破界线为生，达到平衡为灭。有型皆有宿命，无型万古长存。

世间有型万物皆遵守二进制耦合创生规律，都遵守规模态相互动态平衡规则，一切力皆因动态平衡区域调配形为，一切力都存在区域平衡位，处于平衡位的物态体存在相对零作用力。

建立万物演化动态平衡理论体系，修正现代不适不建全的个体理论，共同努力完善人类对自然的认识，创立巜宇宙动态学》。

宇宙谱

这是一种看法。

昨夜，梦见梵高《星空》画面中漂浮着s. t.v三个字母。醒来后写在纸上，一遍遍审视，很是神奇。这是数学基础公式:s＝tv。但此时实在不同。下面开始胡说。超越普通距离、时间、速度概念，如果把距离看作宇宙空间，时间看做作宇宙年龄，速度看作宇宙膨胀，会进入另一个层面。先要对0和1做个简单再定义。0和1是数学和人工智能的基石，这里仅表达宇宙的存在和消失的两种状态，0是“零维”，它表示宇宙的消失，既如下所说宇宙的意识态；1是“一维”，它表示现存宇宙的存在，既宇宙的物质态，把它引入s＝tv中，可以看到湮灭和诞生的两种宇宙状态。一、宇宙零维状态:s＝0＝（t＋∞）（v-∞）＝（t-∞）（v＋∞）。此状态一切归零，既宇宙的意识态。二、宇宙现存状态: s＝150亿年×（宇宙诞生时速度-哈勃常数）×½。既宇宙的物质态。有兴趣者可假设演算，看能得出什么结果？事实上，s＝tv这个公式就是宇宙的数字模型，数学的所有问题和答案都在宇宙中，宇宙是无穷大、无穷小，同时，它提供人类所有哲学命题的解释和思路，是哲学的最高层面。我们现在所认知的宇宙仅是s的一维度状态，这里叫宇宙的物质态，由于物质的存在,它必定伴随着时间和速度的存在。另一种状态是s的零维状态，这里叫宇宙的意识态。当宇宙膨胀速度或者时间等于0时，物质已小到等同于意识，没有空间、时间、速度概念，宇宙归于意识态存在，所有的物质都归于意识，s等于0。此时，宇宙的物质态就完全转换为意识态,从而推出，现存宇宙不是源于大爆炸的奇点，而是意识和物质在众妙之门的一种转换，是0和1互为因果的真理。物质态的宇宙边际是不存在的，人类只会无限接近边际，但看不到。在物质态的宇宙中，意识是存在的，它伴随一维宇宙生长而逐渐成长，万物皆有意识，只是强弱之别。人是物质和意识的高度聚合体，这也是宇宙间智慧生物共同具备的存在。我们人类很落后，活在三元逻辑中，人类的进化就是从三元到二元，就是去人性，就是脱离躯体放逐灵魂的过程，最终，真正智慧文明将会进入二元逻辑的真理世界，感受量子纠缠的平凡，彼时，人类一定不是人类，换一种说法，宇宙只是0和1的二元。当下，人类尚困在光速的幕墙内，三元逻辑只是人类幼稚的一个过程。但人是宇宙的缩影，人类的物质态（一维）决定了兽性，它由自私出发，派发出贪婪和恐惧，人类的意识态（零维）引导人类脱离躯体，它由人性出发，派发出美和爱。 s=tv是宇宙模型，物质和意识互为因果，物质既意识，意识既物质，同出而异名。