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科学探索是永无止境的,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度是非常快的,而且人类也已经对世界有了大概的认知,不过即便如此,在宇宙中依然存在很多人类无法解释的奥秘,也许人类永远都无法彻底解开这些谜题,下面我们就一起来看看这些困扰了科学家上百年时间的物理难题。

第一个物理难题——时间是什么

时间对于我们每一个人来说都是非常熟悉的,这个看上去很简单的问题,却难倒了所有的人,如果用最简单、最通俗的方式来解释时间,那么它可以说是生命,也可以说是每一天、每一年,人类通过每天的日出、日落发明了时间这个词语,用春夏秋冬衡量年,用日出日落衡量天,但是我们却忘了时间的本质,从哲学角度来看,时间爱你是人类对事物变化的感知和度量,它和人类意识和经验紧密相连,不同的哲学家对时间有着不同的理解,从物理学的角度来看,时间在经典物理学中被认为是一个绝对的、均匀流逝的参数。但是在相对论中,时间和空间是有关联的,并且时间的流逝速度会因为物体的运动状态和引力场的强度而改变,在量子力学当中,时间的概念也面临这一些挑战和不确定性。

时间是描述存在和存在,在存在时的状态,以及存在的状态发生改变的过程,所表现的逻辑顺序的概念叫作时间。时间和空间一样,是构成物质的重要因素,只是这种因素和空间一样没有存在的实质,只是一种相对存在。所以时间的产生是相对物质,或者需要时间概念描述的对象的需求而产生的。时间对于人类来讲,是一个永恒的话题,任何人对时间的理解只是一个观点,切勿把观点当做真理,而他人的观点,只是帮助你得出自己认知结果的一种参考条件。时间从宇宙大爆炸就开始了,它到底代表了什么?可能不同人有不同的理解,而时间的本质到底是什么?目前科学家也在积极的研究当中。未来随着人类科技的进步,或许人类能够解开时间本质的奥秘。

第二个物理难题——引力到底是什么

著名的物理学家牛顿在1666年,通过苹果落在地上发现了万有引力,并在1687年《自然哲学的数学原理》中正式发表,万有引力定律指出,任何两个物体之间都是存在相互吸引的作用力,其大小和它们的质量成正比,和它们之间的距离平方成反比,牛顿认为引力是宇宙中最普遍的一种作用力,无论是苹果落在地球上,还是天体之间,都是有引力的,这一观点将天上和地上的物体运动规律同一起来,打破了之前天体运动和地面物体运动被认为是由不同规律支配的概念,引力的大小和物体的质量成正比,也就是说,物体的质量越大,它所产生的引力就越强,质量越小,引力就越弱,比如说太阳的质量远远大于地球,所以太阳对地球的引力使得地球围绕太阳旋转。

而且牛顿认为引力是一种超距作用,两个物体之间的引力不需要通过任何介质或中间过程,能够瞬间传递,不过这个观点在后来的科学发展中受到了挑战,爱因斯坦的广义相对论指出引力是时空弯曲的表象,并不是超距作用,爱因斯坦认为引力的本质其实就是时空弯曲,任何有质量的物体都会引力时空的弯曲,质量越大,时空弯曲的曲率就会越大,由于万有引力定律和广义相对论存在本质的区别,所以二者对于天体运动的描述也是不同的,在万有引力下,地球之所以会围绕太阳运动,是因为地球被太阳的引力吸引,同时由于地球形成时存在一个初始的运动速度,其运动方向朝着太阳的引力方向垂直,所以地球才能够一直运动下去。

目前无法解释的5个物理问题,每一个都困扰科学家上百年的时间

而广义相对论认为,由于太阳的质量非常大,从而导致了周围时空的弯曲,所以地球之能够沿着测地线进行运动,根据爱因斯坦的广义相对论,他成功预言了黑洞以及引力波的存在,现在这些都已经得到了证实,基于广义相对论我们可以得出这样的结论,引力的本质就是时空的弯曲,不过这个说法最终是不是正确的?目前科学家也在积极的研究当中。

第三个物理难题——物质的本质是什么?

相信很多人都知道,物质是构成宇宙万物的基本要素之一,但是物质到底是什么?没有人能够说清楚,从哲学的角度来说,物质是标志客观实在的哲学范畴,它不依赖于人的意识而存在,能为人的意识所反映,物质是世界的本源,世界统一于物质,从物理学角度讲,物质是由基本粒子组成的实体。物质具有质量和能量,并且占据一定的空间和时间。物质可以以不同的状态存在,如固态、液态、气态和等离子态等。物质之间可以通过各种相互作用发生变化和转化,如化学反应、核反应等。物质还具有多种特性,如导电性、导热性、磁性、光学性质等。根据爱因斯坦的能量守恒定律,能量不会凭空出现,也不会凭空消失,它只是会从一种形式转化为另一种形式,或者从一种物体转化为另一种物体,而能量的总量是保持不变的。

按照物理学定义,物质(matter)是构成宇宙间一切物体的实物和场。场(field)在数学上是指一个向量到另一个向量或数的映射。物理学中指某种空间区域,其中具有一定性质的物体能对与之不相接触的类似物体施加一种力。在自然科学的历史中,许多人都在研究物质的确切性质,物质是由许多离散组件组合而成的概念,即所谓的“物质粒子论”,最早是由希腊哲学家留基伯(约 490 BC)及德谟克利特(约 470~ 380 BC)提出。所有可以用肉眼看到的物体都是由原子组成,而原子是由互相作用的次原子粒子所组成,其中包括由质子和中子组成的原子核,以及许多电子组成的电子云。而爱因斯坦给出的结论是:物质就是能量,能量也可以是物质。

物质的产生和宇宙大爆炸有关系,不过这一切是如何造成的?现在科学家也在积极的研究当中,科学家认为,宇宙诞生于138亿年前的奇点大爆炸,当时有一颗奇点发生了爆炸,导致宇宙快速的向四周膨胀,经过漫长的时间,宇宙才膨胀成我们现在所看到的样子,不过这个结论到底是不是正确的?现在科学家也在积极的研究当中。

第四个物理难题——生命的本质是什么?

生命是一个复杂而神秘的概念,不同的人可能有不同的理解和定义,在生物学上,生命是由细胞组成的,具有遗传物质和代谢的能力,能够生长、繁殖和适应环境的实体,在物理学上,生命是一种能够进行能量转化和信息传递的热力学系统,在哲学上,生命是具有意识、自我意识和主观体验的存在,每一个生命的个体都要经历出生、成长、衰老和死亡。个体的生命会消亡,种群则在一代代个体的更替中依靠基因的进化而存在。生命,有时候感觉,就是无中生有,演绎一段曲折的故事,不停的打破稳定态,降低自己的熵值想要一直存在,可惜每每都是衰老的失败,最终消亡,即所谓的尘归尘土归土又回到无中去。

生命到底是如何诞生的?现在科学家也无法解释清楚,科学家认为,地球生命最早诞生于水中,由简单的生物进化为复杂的生物,不过第一个生命或者说第一种生命是如何形成的?目前科学界也只是猜测,而且生命是不是有自我意识,现在还是一个未知数,生命是这个世界上最为神秘的东西,生命的本质能够看作是一系列复杂的化学反应集合,生命的本质在于意识和自我意识的存在,生命不仅仅是物质的存在,还具有主观的体验和认知能力,人类作为具有高度意识的生命形式,能够思考、感受、创造和反思自己的存在,不过对于意识的起源和本质,目前依然是一个未解之谜。

第五个物理难题——宇宙是如何形成的?

千百年来,宇宙的起源问题始终都在困扰着人类,科学家认为,宇宙诞生于100亿到200亿年之间,当时有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,我们的宇宙快速的向四周膨胀,经过漫长的时间,宇宙才膨胀成我们现在所看到的样子,根据宇宙大爆炸理论,宇宙爆炸以后,原子经历了50万年才形成,行星和星系经历了3亿年才开始出现,无数的恒星进化演变,消失陨落,之后才是我们的太阳系,宇宙大爆炸假说是目前科学界比较流行的一种说法,这个说法认为,我们的宇宙就是起源于奇点大爆炸,在这次爆炸之后,一些构成宇宙的物质开始向外飞散,慢慢的形成了我们现在所看到的样子。

不过除了这个说法之外,还有宇宙永恒假说,“宇宙永恒”假说是由英国天文学家霍伊尔、邦迪和戈尔特等人提出来的。这一假说认为,宇宙并不像人们所说的那样动荡不定。自宇宙诞生以来,宇宙中的星体、星体密度以及它们的空间运动都处在一种相对稳定的状态。霍伊尔把宇宙中的物质分成恒星、小行星、陨石、宇宙尘埃、星云、射电源、脉冲星、类星体、星际介质等几大类,认为这些物质在大尺度范围内处于一种力和物质的平衡状态。换句话说,一些星体在某处湮灭了,在另一处就会有新的星体产生。宇宙只是在局部发生变化,在整体范围内则是稳定的。

还有就是宇宙层次假说,这个假说是由法国天文学家沃库勒等人提出来的,这个假说认为,宇宙的结构是分层次的,如果恒星是一个层次,那么星系又是另一个层次,很多星系结合在一起,星系团又是一个层次,众多的宇宙组合在一起,也是一个层次,这就相当于平行宇宙,平行宇宙的说法认为,我们的宇宙并不是只有一个,而是有很多个宇宙组成,我们的宇宙可能是从其它宇宙中衍生出来的一个宇宙,而其它的宇宙也可能是从我们的宇宙中衍生出来的,虽然目前科学界还没有一个准确的定义,但是宇宙不可能凭空出现,而且随着人类科技的进步和发展,人类一定能够解开宇宙诞生的奥秘。

小编认为,世界万物一定有一个最初的起源,只要我们能够找到这个起源和本质,我们就能够解开宇宙的奥秘,不过想要做到这一点并不是一件容易的事情,要知道人类文明诞生几千年,现在人类对宇宙仅仅是初步的了解,想要更加深入的了解宇宙的奥秘,我们还需要不断的努力才行,小编希望,人类的科技能够变得越来越强大,这样人类或许就能够解开宇宙中更多的奥秘,到时候我们就能够知道宇宙到底是如何产生,希望这一天能够早日到来,对此,大家有什么想说的吗?