当代物理学的前沿问题是什么？
当代物理学的前沿问题是什么？
车的一个技能
当代物理学最核心或者说是前沿的问题是什么？进入21世纪以来有何进展？回答关注(6)|查看更多问答6个回答作家张轩中科普作家代表作《相对论通俗演义》05-赞踩你这个问题问得有点大了，但我可以努力答一下，这其实真的是仁者见仁智者见智的事情。因为物理学是一个非常庞大的学科，涉及到理论与实验。因此我只能谈一些我认为比较重要的还没有解决的前沿的理论问题。理论物理的前沿问题可以谈如下四个：最大的前沿问题是所谓量子引力问题，也就是如何想办法把广义相对论与量子力学统一起来。解决这个问题，理论上我们就可以知道宇宙为什么要发生大爆炸了，也能从另外一个侧面来理解霍金关于黑洞热辐射的理论到底是不是正确的。另外一个前沿问题是中微子的质量顺序问题。现在我们知道，世界上有3种中微子，而且都是有质量的，但这三个哥们到底谁的体重最重，谁的体重最轻，现在是一个谜。这个问题可以通过实验来解决。也可以通过我们对粒子物理的标准模型进行修正和扩展来解决。还有一个前沿问题是暗物质与暗能量到底是什么的问题。暗物质与暗能量占了我们这个宇宙的95%，但是，对于它们到底是什么东西组成的，我们一无所知。这个问题也反映出我们人类在宇宙面前还比较幼稚，犹如一个三岁小孩，宇宙的秘密还有很多是这三岁小孩所不懂的。最后一个前沿问题是高温超导的形成机理问题。现在在实验上已经看到，一些铁氧化物与铜氧化物具有超导电性，但是，传统的超导BCS理论不能解释这个现象。现在还没有一个理论模型可以被大家公认为可以完美解释所有高温超导现象。评论郭夏末未夏05-赞踩当代物理学的前沿问题是低维凝聚态物理、光学与技术、非线性物理、流体微流动、核物理等方向介绍一些关于当今物理学前沿发展的概况。低维物理主要涉及薄膜物理、量子霍尔效应、石墨烯与碳纳米管、导电发光塑料等问题。但是瓶颈这个就真心不好说了，各有各的看法，比如怎么才能更好的控制核聚变反应，还有很多类似的问题。
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未来的物理学是什么样的呢？ 这是我们大家期待已久的一个问题。 在讨论这个问题之前，们不妨说说我们对今天物理学的描述。很大一部分人认为，今天的物理学已接近完美，只需要小小的、几个细节的改变就已完成。 而我的观点认为物理学刚好渡过了童年期，开始了启蒙。 这不同的观点对未来的物理学的期待就会有不一样。 说物理学的未来就不能不说物理学的过去与现在。 过去的物理学的代表是亚里士多德、托勒密体系，地球中心论，这个时期用一名话表述就是没有发现惯性定律的时期； 今天的物理学可以追溯到伽利略发现了惯性、牛顿总结了它，及其后的发展直到今天，这一时间可以表述为发现了惯性定律的时期； 明天的物理学是从讨论为什么物体会产生惯性这个问题来进行发展的。 为什么这么说呢？ 要讨论惯性其实是一个非常综合的问题，一要讨论空间，二要讨论粒子，三要讨论粒子在空间中的位置改变。 二十世纪之前，人们认为物质是连续的，无限可分的。随着二十世纪量子力学的发展改变了人们的物质连续性观点，物质不再是连续的，而是由一个个的粒子构成的。 牛顿讨论惯性是物质的惯性，在现代情形下，应该讨论一个粒子的惯性。牛顿后的空间观点也发生了巨大的变化。 是像PI加拿大圆周研究所的L·Smolin在《物理学的困惑》中对物理学要求的那样？ 引力量子化的问题是一个非常有趣的问题，也是一个必须解决的问题，但解决问题的方向还是过去的思路。 这思路的瓶颈在于引力子。人们认为引力子必然是一个粒子，一种新的粒子。如果认为引力子不是一个新的粒子而是我们每时每刻都谈论的空间呢？ 传递引力作用的是空间！！！空间就是引力子！！！ 人们让自己的思维禁锢了那么久，为什么就不跳出这个笼子呢？ 引力子是空间，这名话的后面还有许多层的东西：这个空间肯定是一种绝对空间；这个绝对的空间与牛顿绝对空间是不一样的，它是一种实体的空间。 当然，在讨论运动及惯性的时候，我们只需要使用局部的空间，这个空间依然采用欧氏几何。 什么是粒子呢？ 我们默认粒子是一个点，点粒子模型。 空间也是实体，粒子也是同样的一个实体。 如果粒子是一个点，这个点会在空间中产生运动吗？ 运动是一个矢量，是发生在空间的某个方向上。 根据对称性，粒子应该静止于空间中。 如果粒子在某个方向上产生了运动，那么，在运动方向上粒子的性质一定与其它方向不同。 这就出现了矛盾！！！也是一种物理学悖论。 解决问题的方法肯定是改变粒子是一个点的状况。 粒子应该是什么样的呢？ 二十世纪为我们做了许多的准备，这些准备够吗？ 我们的弦论工作者努力地在高维空间中将一个粒子进行展开，为什么不借鉴弦论工作者的方法呢？ 我们将一个粒子在空间中进行展开。这种展开我们就叫做分布性。 并且定义，粒子因为在某个方向上的分布与其它方向上的不同，因而产生了在此方向上的运动。 其实这是对惯性定律的一个回答。 物质粒子为什么会保持其在某个方向上的运动状态，因为这个粒子在运动方向上的分布与其它方向上的分布是不一样的，所以它保持了这个方向上的运动。 为了讨论为什么会产生惯性，我们重新去假定了空间、粒子。 这些假定与过去的物理学是不是矛盾着的呢？ 这还要我们一步步地去回答。 只是想告诉大家，物理学还在许多困难要去克服，还有很长的道路要走！！！ 革命尚未成功，同志还需努力！！！
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未来物理学的巨变应当从暗物质、暗能量一类的研究开始
我想还是物理学还没有达到一种极致应用，一旦应用达到了极致那么物理的理论研究就更容易出来了，但目前来看，仅就应用的一方面来看整体上我们还没有达到一个高度。
AMO物理博士生
把物理说得这么形而上有意思么？可以脚踏实地拿出点真数据真论据么。。。物理不是这么浮浅的东西。。
感觉现在的物理很死板，应用太少了，做出真东西也太少了。不知道是否是学校的原因，所以我换了专业，感觉物理没办法给我饭吃。
从物理转行到了微电子……
引用 童话式狂躁者 的回应：感觉现在的物理很死板，应用太少了，做出真东西也太少了。不知道是否是学校的原因，所以我换了专业，感觉物理没办法给我饭吃。怎么说，人们没有安静下来，心是狂躁的！！我们的物理学应该描述一个个光子、粒子，就像文学作品中描述一个个的人物那样，要有结构，身材、面容、五官，光子、粒子不应该用点的模型来描述！！这样物理学才会进步。
医生，诗人，科哲控
oh,my Jove! 这篇文章是上世纪初写得吧闪过
引用 让科学争论起来 的回应：引用 童话式狂躁者 的回应：感觉现在的物理很死板，应用太少了，做出真东西也太少了。不知道是否是学校的原因，所以我换了专业，感觉物理没办法给我饭吃。怎么说，人们没有安静下来，心是狂躁的！！我们的物理学应......你的想法已经跟我的很接近了。我知道我们的想法是不能通过我们诉诸的文字去抠字眼的，必须试着领会我们思想背后的东西。我把我的思想用一个比方表达出来，就是在极微观的层面，我们以往的物理概念“空间”“时间”“能量”“运动”是同一种东西，是不能分开来的。单独测某一种东西，都是测不准的。这个测不准，不是实验精度和试验方法上的局限，而是理论上就说明了这不可能。我把你对于光子的比喻作了我的理解和阐释：就像一个人，比如他的胳膊是速度，他的腿是位置，而我们去测他的腿，或者胳膊，然后说，这个腿代表了多少多少比例的人，这本身就是没有意义的。维特根斯坦说，物理学发展到那个程度（就是量子理论和相对论），哲学的问题就只剩下语言问题了。因为世界的本源这类问题，已经被物理学回答掉了。物理学的回答就是：世界的本源是没有意义的。极微观的东西，是根本说不出，也没法表达的，语言对于表达极微观的东西已经失去了效力。打个通俗的比方，“这个东西由三分之一的速度和二分之一的能量以及六分之一的位置组成”这句话，是不通的，但却在某种程度上描述的就是极微观的世界的客观存在。
引用 童天鉴日 的回应：oh,my Jove! 这篇文章是上世纪初写得吧闪过恰恰不是。这篇文章说了某些最根本的东西。
引用 piggy071 的回应：引用 童天鉴日 的回应：oh,my Jove! 这篇文章是上世纪初写得吧闪过恰恰不是。这篇文章说了某些最根本的东西。感谢你！！！一个字“悟”
科学前沿，永无止境。未来的物理学一定在融合的显学中有一席之地。
未来物理学还会围绕物质产生的磁聚,电离,信息之间存在的作用力争论不休.
怎么感觉啥也没说
支持这句：物理学刚好渡过了童年期，开始了启蒙。
13Lni听说“空间就是引力子”？
以后就没有化学、生物、神经学等等的东西了，都是物理学的一个分支，只不过是物理学在微观状态的体现，或者是其他新的物理理论的体现，物理可以解释一切，甚至是思想，只要模型足够精确。物理不怎么样的同学说。
“很大一部分人认为，今天的物理学已接近完美，只需要小小的、几个细节的改变就已完成。”这句话应该是十九世纪末的人们认为的吧？自从由物理学的两朵乌云引出的相对论和量子理论以后，没有人会说这句话，物理学开始越走越深，越走越玄，甚至越来越脱离生活实际，越往后人们越觉得物理的深不可测！物理的道路还有很长很长，没有人能够看到尽头，确实需要努力啊！
谁也说不清楚未来的物理学是什么样子，不过就目前的走势来看，物理学已经和数学走的越来越近了。可能在近几十年，物理学尤其是理论物理学基本上就是“数学家”的天下了,当然也有部分理论在等待实验结果的，比如欧洲LHC。不过实验物理学也越来越难走了，理论对实验的精度要求高的难以实现....未来的道路不平坦啊...
引用 newtom 的回应：谁也说不清楚未来的物理学是什么样子，不过就目前的走势来看，物理学已经和数学走的越来越近了。可能在近几十年，物理学尤其是理论物理学基本上就是“数学家”的天下了,当然也有部分理论在等待实验结果的，比如欧洲......我赞成你的话。如果我来表达的话，物理学应该跟数学学习，走一条公理化的道路。
引用 物理学怎么啦 的回应：我赞成你的话。如果我来表达的话，物理学应该跟数学学习，走一条公理化的道路。 我觉着其实物理不是不愿意走公理化道路，而是走不了。数学的公理化是建立在一个坚实的理论前提的基础上（貌似近代的数学是建立在集合论的基础上的），经过符合逻辑的推算而出来的。而物理完全不一样，物理学没有一个坚固的理论基础。我认为物理学的目标是通过各种自然现象以及理论实验层层推理来寻找这个最终的一统理论，因此从这个角度来说物理学与数学的道路是完全反向的。数学是从一点往各个方向发散生长，而物理学是从各个现象及其理论出发寻找其背后的统一理论。如果，真的能够找到物理学的终极理论，那么物理学家就都可以退休了，后面只有数学家的事情了。
引用 newtom 的回应：我觉着其实物理不是不愿意走公理化道路，而是走不了。数学的公理化是建立在一个坚实的理论前提的基础上（貌似近代的数学是建立在集合论的基础上的），经过符合逻辑的推算而出来的。而物理完全不一样，物理学......可能你有过这样的梦想。我做过一些尝试。但离今天的物理学太远，人们现阶段不愿意去接受。
也许发现力的最终来源才是未来物理学的根本，然后再去探究物质是如何创造的。惯性很容易解释，因为物质世界都是有速度为光速的粒子组成的，由于某种机制将光速粒子束缚住，而惯性就是光速粒子在某个方向的光速分量，静止我们可以看作光速粒子被完全束缚，而非静止我们可以看作是光速粒子在某个方向类似螺旋运动，当然也可能是类似热运动那样的统计效果
22L:没有力这个东西。是牛顿的一种演绎，是他对相互作用过程的分解后给出一个人为的概念。第三定律就是再重新定义力。有了引力这种长程力后，力的概念才比较明了。原先力是一个没有量纲的，是万有引力后才被确定。这也是牛顿另一面的伟大！
引用 物理学怎么啦 的回应：22L:没有力这个东西。是牛顿的一种演绎，是他对相互作用过程的分解后给出一个人为的概念。第三定律就是再重新定义力。有了引力这种长程力后，力的概念才比较明了。原先力是一个没有量纲的，是万有引力后......力代表的是物体之间的相互作用，或物体之间的能量交换，和粒子组成的研究是相辅相成的。
引用 的话：感觉现在的物理很死板，应用太少了，做出真东西也太少了。不知道是否是学校的原因，所以我换了专业，感觉物理没办法给我饭吃。明白人，物理走入死角
毕生之年 只想知道什么是光
如何用能量创造物质 50%的转换率也好
2斤电换一斤物质
引用 的话：感觉现在的物理很死板，应用太少了，做出真东西也太少了。不知道是否是学校的原因，所以我换了专业，感觉物理没办法给我饭吃。说明你还是不怎么喜欢物理啊，你应该去学习应用物理。
引用 的话：毕生之年 只想知道什么是光 如何用能量创造物质 50%的转换率也好 2斤电换一斤物质你这个课题很深啊，可以把它当一生的课题来研究。
引用 的话：我觉着其实物理不是不愿意走公理化道路，而是走不了。数学的公理化是建立在一个坚实的理论前提的基础上（貌似近代的数学是建立在集合论的基础上的），经过符合逻辑的推算而出来的。而物理完全不一样，物理学没有一个...说的没错，另一个角度来讲，除非人类的认知世界不再扩大......但那是不可能的，这不，前天还发现土卫二长这个样子！用物理学是怎么也推算不出来的吧~
“今天的物理学已接近完美，只需要小小的、几个细节的改变就已完成。”是不是有点太乐观了？例如爱因斯坦相对论还有那么多的奇奇怪怪的佯谬悖论什么的没有解释清楚，这么多年那么多人耗费了大量的精力吵吵来吵吵去也没有得出统一的结论。因为爱因斯坦相对论是今天的物理学的支柱之一，这不能说“已完成”吧。
引用 的话：明白人，物理走入死角原因之一就是爱因斯坦相对论这个现代物理学的支柱之一有问题。在爱因斯坦相对论中，爱因斯坦先生出现了物理概念上的错误。爱因斯坦先生在相对论中把“光速”这个本来是电磁场极高频振动产生的电磁波在电磁场中传播的物理现象给错误的理解成“一种微粒子（即所谓光量子）的机械运动”了！并且把“光速”给绝对化了！，今天的物理学中，“光速”已经成为神圣的物理量，“光速”无所不能无处不在！这个样子，今天的物理学当然会走入死胡同。
引用 的话：怎么说，人们没有安静下来，心是狂躁的！！我们的物理学应该描述一个个光子、粒子，就像文学作品中描述一个个的人物那样，要有结构，身材、面容、五官，光子、粒子不应该用点的模型来描述！！这样物理学才会进步。楼主眼中的物理学貌似是一个粒子（大粒子和小粒子）的物理学。这样可不够完全！还有物理场问题呀。偏见 会严重阻碍物理学的进步。
引用 的话：毕生之年 只想知道什么是光 如何用能量创造物质 50%的转换率也好 2斤电换一斤物质data:text/mce-internal,%202%u65A4%u%u4E00%u65A4“光”就是一种电磁场波动传播现象，其在电磁场中波阵面向四面八方扩展的速度就是大名鼎鼎的“光速”！请注意：它仅仅是很多种波动传播现象之一，实际上光速仅仅说明了电磁场中电场力磁场力的传递速度，说明了电磁场不是超距力场。对“各种光现象”进行研究是物理学的重要研究课题，这毫无疑义。但是，在爱因斯坦先生建立的相对论中，把这个仅仅是很多种波动传播速度之一的“光速”给绝对化了，使得当下的物理界形成了一种认识误区，即认为“光速”无所不能无处不在，所有的物理研究，所有的物理研究人员都必须考虑到光速在自己的研究工作中的指导意义。这个样子不就束缚了物理研究的灵活性了吗？而“光 如何用能量创造物质 50%的转换率”以及“ 2斤电换一斤物质”就是相对论给我们造成的迷惑之一。
相对论 有 能量转换物质的公式
就是相对论给我们造成的迷惑之一。
不能给你疑惑吧
引用 的话：“光”就是一种电磁场波动传播现象，其在电磁场中波阵面向四面八方扩展的速度就是大名鼎鼎的“光速”！请注意：它仅仅是很多种波动传播现象之一，实际上光速仅仅说明了电磁场中电场力磁场力的传递速度，说明了电磁场...你学什么专业的啊 看起来好厉害
引用 的话：是学物理的。
引用 的话：是学物理的。见识一下我国 民科的 力量吧日，中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验首次使用大约3300万度电成功的制造出一克反物质反氦4，转换率虽然只有74%。但是与1克的正物质进行湮灭高达84%的转换率不仅获得了大约4100万度电，而且还突破了Q值=1。剩下的余热也可以通过集中供暖供应给整个上海市。看见了民科的发明 你还敢说你是学物理的吗？
民科第一法宝
永动机 正反物质湮灭 Q值大于1
理论上能把全宇宙的物质变成能量
然后把宇宙再次变成奇点
反元素周期表。。50年后会出吗？
引用 的话：见识一下我国 民科的 力量吧日，中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验首次使用大约3300万度电成功的制造出一克反物质反氦4，转换率虽然只有74%。但是与1克的正物质进行湮灭高达84...学物理的人太多了，而且每个人所处的环境条件不一样，不是每个人都能做出那么优秀的成果的，你说不是吗？像“中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室”这样的国家级研究机构每年的研究经费那可是天文数字呀。
引用 的话：相对论 有 能量转换物质的公式 就是相对论给我们造成的迷惑之一。 不能给你疑惑吧本人的知识面还没有那么广。确实知道爱因斯坦先生的“质能方程”在指导原子能开发研究时的作用，但是还是感觉不好理解。爱因斯坦先生也没有给出过详细解释（至少本人手边的书籍中没有详细解释），所以说是有“迷惑”。
引用 的话：民科第一法宝 永动机 正反物质湮灭 Q值大于1“永动机”不可能制造出来！这点是确定无疑的。至于“正反物质湮灭 Q值大于1”貌似像U235的裂变反应，这家伙可就厉害了！该不会制造出一种新的毁灭人类的武器来吧？
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