物理学三大难题 每个都让人疑惑（如果解决会让人类文明更进一步）

从古希腊时代的哲学家开始，最初的科学就已经开始孕育了，早期的科学和哲学是放在一起讨论的，因为当时的人类对世界和宇宙的认知还很粗浅，大多知识都是依靠想象和猜测总结出来的经验，而人类的常识往往和事情的本质有一定的差距。

比如说，生活在地球上的人类，如果没有相应的知识，其实是很难相信脚下的大陆其实是球形的，直到今天还有很多人支持“地平论”就可以很好的说明这一点，随着科技的发展，科学逐渐和哲学分家，宗教神学也慢慢没落，科学成为人类文明高速发展的基础。

伽利略是现代科学的奠基人，他被称为“观测天文学之父”、“现代物理学之父”、“科学方法之父”、“现代科学之父 ”。而在伽利略之后，出现了一位更伟大的科学家——牛顿，他同样为科学研究指明了方向。

这两位科学家都是物理学家，并且人类历史上大多数著名的科学家都是物理学家，这是因为物理学研究的方向就是宇宙的本质，各种物理理论是放在整个可观测宇宙中都适用的“真理”，每一个理论都是人类对宇宙中物质构成和物质运动最深刻的认知。

那么，在科技这么发达的今天，人类的物理学是否还要没有解决或者是暂时无法解释的现象呢？

答案是肯定的，人类文明的科学还有很大的进步空间，物理理论看似完善，其实还有很多问题是现在无法解决的。经常可以在网上看到这样一句话：“科学的尽头是神学”，其实这句话并不正确，因为神学有尽头，而科学没有尽头！

牛顿的经典力学帮助人类从物理学的角度重新认知了这个世界，但是经典力学只能解决地球上发生的大部分事情，当人类开始探索宇宙后就发现，经典力学存在很多“漏洞”，特别是在微观领域和物体光速运动的时候，经典力学的概念就不那么适用了。

幸运的是，在牛顿之后，又出现了爱因斯坦这位天才物理学家，重新定义了引力，提出了相对论解决了很多宇宙学难题，同时也为量子力学的发展提供了大量的帮助，是量子力学的奠基人之一。

第一个难题：量子力学和相对论的矛盾

相对论和量子力学在诞生后，就代替经典力学成为了人类物理学的理论基础，而现代物理学的第一个问题也来自于这两个理论，相对论大多数时候是描述宇宙大尺度结构，比如说光的运动，天体之间的引力对时空的影响，而量子力学主要描述微观粒子的运动，两个理论描述的尺度完全不同。

两个理论的主要矛盾是对宇宙中四种基本力的解释出现了问题，电磁力，强力，弱力和引力。在量子力学的理论体系中，宇宙中的力都是由基本粒子来传递的，除了引力之外的三种基本力目前都可以用量子理论来解释，目前还没有发现传递引力的基本粒子，为此科学家还虚构出了传递引力的“引力子”。

而在相对论中，对引力的描述是“几何化”的，引力其实是时空的本质属性，我们认知中的引力其实是时空的“弯曲”，物体的质量越大产生的引力就越大，这是因为物体的存在对时空产生了影响，时空被“压弯” 了，时空的曲率导致周围的物体向弯曲的时空中心移动，这就是为什么质量越大引力就越大。

很显然，相对论对引力的解释是很完善的，同时也是目前最被认可的理论，从这个角度去思考就会发现，引力其实并不是一种力，而是宇宙这个四维时空展现出来的特质。

相对论解决了引力，却无法把解决另外三种基本力，如同引力一样用几何化的空间思维解释，而量子力学从基本粒子的角度解决了三种基本力，却无法解释引力是怎么传递的，这两个理论的矛盾是目前人类物理学最大的问题之一！

奇怪的暗物质和暗能量

科学家在探索宇宙的过程中发现，很多数据和我们的理论不一致，有大量违背万有引力定律的情况存在，我们的理论应该是正确的，所以应该是存在某种我们没有观察到的现象存在。

经过大量的研究后科学家认为我们的宇宙中可能普遍存在一种人类看不到的“暗物质”，这些暗物质在星系中大量存在，我们的银河系中就存在大量的暗物质，正是因为暗物质的存在才可以解释银河系的稳定，在结合微波背景辐射各向异性观测，和宇宙标准模型来推测，宇宙中的物质有85%都是暗物质，可见物质只是整个宇宙的很少一部分！

比暗物质更多的是暗能量，暗物质占据了宇宙总质量的26.8%，暗能量占据了宇宙总质量的68.3%，暗能量是推动宇宙运动的本质能量，宇宙的膨胀就是在暗能量的驱动下进行的。

关于暗物质的谜团有很多，首先暗物质不辐射光，也不反射光，和我们常识中的物质完全不同，不过暗物质同样会产生引力，相对密度可能会很高，那么暗物质是否具备某些正常物质不具备的性质？暗能量是否在不断的暗物质？这些问题都是困扰科学家的难题。

正反物质不对称

反物质是正常物质的相反状态，不过反物质并不是暗物质，它们是正常存在的，也会和光线发生反应，不过当正反物质相遇时双方就会相互抵消掉，然后全部的质量转化为能量释放出来。

从物理学的角度来看，宇宙中的正反粒子应该是相对等量的，但是人类并没有在地球周围发现反物质组成的天体，这代表宇宙中可能并不存在大量反粒子组成的反物质，更别提是反物质组成的星球了。

宇宙是怎么从早期正反物质对称，过渡到如今全都是正物质的状态是困扰理论物理学家一个很大的难题，我们暂时无法解释为什么反物质这么少，目前人类对反物质的研究还不够深入，毫无疑问，反物质和暗物质一样，都会在未来给我们造成巨大的影响。

三个难题

相对论和量子力学的矛盾，暗物质和暗能量，正反物质的不对称。

这三大难题解决任何一个都可能会改变我们的宇宙观，甚至可能会影响人类文明未来的发展方向， 量子力学和相对论统一，代表我们可以完美的解释宇宙中的四种基本力，这会让我们的物理学更进一步。

关于暗物质的研究会影响我们对宇宙的认知，甚至暗物质或者暗能量的运用可能会改变现代科技，而反物质可以成为一种强大的能源，它的能量释放强度要比核聚变更高，未来使用反物质或许可以让飞船进行亚光速的宇宙旅行！

这三个问题其实人类目前很难解决，因为想要解决这些问题人类在地球上很难做到，必须针对星系和未知领域进行大量的观测才行，等待未来人类离开地球，科技更加发达后，这些问题或许就会迎刃而解。

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