关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题
来源:世界科技创新论坛
为什么传统物理学预测的宇宙常数远远大于观测值?
宇宙常数理论是由爱因斯坦首先提出来的,它对宇宙的能量密度进行了描述。问题在于,天文观测表明,宇宙常数远远小于物理学所预测的数值。
暗能量是什么?
1998年,宇宙学家惊讶地发现,宇宙的膨胀正在加速。这个惊人的观测结果被归因于“暗能量”的作用,三分之二以上的宇宙被认为是由这种神秘力量所构成,但它至今尚未得到令人信服的解释。
爱因斯坦的引力理论如何与量子力学达到统一?
爱因斯坦意识到,同自然界的其他事物一样,引力应该能够用量子力学进行描述。然而,在引力非常强的时候,比如黑洞周围,将量子力学和引力理论统一在一起的努力就会失败。
黑洞熵的起源和温度是什么?
尽管史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在黑洞辐射方面完成了开创性的研究工作,但艾伦和利德斯特罗姆指出,一个“基本的奥秘在于,为什么黑洞的熵应该正比于面积,而不像其他物理系统那样,熵正比于体积”。
信息在黑洞中丢失了吗?
信息被认为会在黑洞视界的表面进行编码,并以辐射的形式被发送回来。然而,所有特定质量的黑洞发出的辐射都完全相同,与视界上的信息没有关系。这意味着黑洞会摧毁信息,而这违反了热力学定律。
宇宙是否经历过一段暴胀期?
科学家认为,宇宙在诞生之初经历了指数式的膨胀。这里的两大问题是:宇宙暴胀的起源是什么?暴胀存在直接证据吗?
为什么还有物质存在?
根据粒子物理学的标准模型理论,物质和反物质本应在早期宇宙中完全湮灭,只留下光子。可宇宙中物质相对丰富,反物质却很少,这是怎么回事?
为什么自然可以用量子场论来描述?
当涉及更深层次的宇宙原理时,量子力学还解释得通吗?这一理论将解释为什么宇宙由量子场组成,并解释一些令人困惑的观测结果,比如观测导致波函数坍缩。
物理学在数学上做到一致了吗?
好的理论与实验在数学上是具有一致性的,然而,相对简单的量子场理论还没有做到这种数学上的一致性。
物理学的形式体系和人类经验的现实之间有什么联系?
如果数学以及由它描述的物理学实际上是人类的造物,那么我们必须回答人类意识与现实之间有什么联系,以及其他一些相关问题,比如为什么有物的存在,而不是一切皆空。
理论、计算、实验和观测技术的极限是什么?
更好的计算机将如何改进我们的模型,如何帮助我们理解一些最复杂的实验,比如大型强子对撞机?随着我们的望远镜变得越来越先进,它们将揭示出宇宙的什么秘密?
化学、应用物理和科技的极限是什么?
我们生活在一个前所未有的科技进步时代,这种进步是否有上限,新发现出现的速率是否只会越来越快?这个问题与人工智能尤其相关,因为后者的目的就是创造真正的超级智能机器。
生命是什么?
1944年,埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger)提出了这个著名的问题。70多年过去了,生物学家仍在寻求回答这个看似简单的问题。
地球上的生命是如何诞生的?
有机分子是否是从早期地球的“原始汤”中出现的,或者,它们是由外太空的小行星带入地球的(这被称为生物外来论)?此外,我们的单细胞祖先最终是如何发展成为复杂生命形式的?
生命如何解决看似不可能的复杂性问题?
看似“愚蠢”的生物却能完成十分复杂的任务,比如蛋白质折叠,或繁殖细胞并形成复杂器官(比如眼睛、心脏、大脑和其他器官),这是如何发生的?
我们能了解并治愈那些折磨生命的疾病吗?
意识是什么?
数个世纪以来,这个问题一直困扰着哲学家,但直到最近,我们才尝试利用技术,从科学角度来解释这一问题。意识是诞生于数十亿个细胞复杂的相互作用吗?意识是一种频谱吗?它可以被复制吗?
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