2现代宇宙学中的几个问题
恩格斯关于宇宙学哲学问题的论述对现代宇宙学的启示
作者： 吴延涪
作者机构： 中国人民大学哲学系
出版物刊名： 哲学研究
页码： 19-26页
主题词： 哲学问题;现代宇宙学;恩格斯;马克思主义哲学;《自然辩证法》;启示;《反杜林论》;
创造性;三个问题;疑难问题
摘要： <正> 在《自然辩证法》、《反杜林论》等著作中,恩格斯对宇宙学中的哲学问题进行了创造性的研究。
这些研究——其中有不少精辟的见解,至今未被人们所充分重视——对于创立马克思主义哲学,尤其对奠定自然辩证法的基础都起到了特殊的作用。
重温这些思想,对于解决现代宇宙学中一些新的哲学问题或科学疑难问题,仍然有很大的启示。
恩格斯关于宇宙学哲学问题的论述,内容极为丰富,下面我们着重考察其中的三个问题。
物理学中的现代宇宙学概念介绍
物理学中的现代宇宙学概念介绍当我们仰望星空，心中总会涌起无尽的好奇和遐想。
宇宙，这个广袤而神秘的存在，一直吸引着人类不断探索。
而现代宇宙学作为物理学的一个重要分支，正试图揭开宇宙的神秘面纱，为我们描绘出一幅关于宇宙的壮丽画卷。
现代宇宙学的研究基于一系列重要的理论和观测成果。
其中，爱因斯坦的广义相对论无疑是基石之一。
广义相对论为我们理解引力现象提供了全新的视角，也为研究宇宙的大尺度结构和演化奠定了基础。
宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的核心观点之一。
根据这一理论，大约 138 亿年前，宇宙从一个极其高温、高密度的奇点开始迅速膨胀。
这个奇点包含了宇宙中所有的物质和能量，随着爆炸的发生，宇宙开始逐渐冷却并形成各种基本粒子。
在随后的演化过程中，物质逐渐聚集形成恒星、星系等天体。
为了验证宇宙大爆炸理论，科学家们通过观测宇宙微波背景辐射取得了重要的证据。
宇宙微波背景辐射是一种均匀分布在整个宇宙空间的微弱电磁辐射，其温度和频谱特征与大爆炸理论的预测高度吻合。
暗物质和暗能量是现代宇宙学中两个令人着迷且充满神秘色彩的概念。
尽管我们无法直接观测到暗物质，但通过对星系旋转曲线、星系团的引力透镜效应等现象的研究，科学家们推断出暗物质的存在。
暗物质似乎不与电磁力相互作用，但其引力效应却对星系和星系团的结构形成和演化产生了重要影响。
而暗能量则更加神秘。
观测表明，宇宙正在加速膨胀，而暗能量被认为是导致这种加速膨胀的原因。
但对于暗能量的本质，我们目前还知之甚少，它是物理学和天文学领域亟待解决的重大谜题之一。
宇宙的结构形成也是现代宇宙学研究的重要课题之一。
在宇宙早期，物质分布存在微小的不均匀性，这些不均匀性在引力的作用下逐渐增长，最终形成了我们今天所看到的星系团、星系以及星系中的各种结构。
在研究宇宙学的过程中，科学家们还运用了多种观测手段和技术。
例如，通过大型地面和空间望远镜，我们能够观测到遥远星系的光谱，从而了解它们的距离、速度和化学成分。
宇宙究竟是平的还是弯曲的(宇宙究竟是平的还是弯曲的呢)
宇宙究竟是平的还是弯曲的
宇宙的形状一直是人类探讨的一个深奥而又充满挑战的问题。
关于宇宙究竟是平的还是弯曲的这个问题，引发了无数科学家和哲学家的思考和争论。
在现代宇宙学中，我们通常将宇宙的几何形状描述为三种可能性：平的、开曲的和闭曲的。
首先，让我们来谈谈宇宙是平的这个假设。
在平的宇宙模型中，宇宙的空间几何被描述为欧几里德空间，即直线之间的夹角为180度。
这意味着在平的宇宙中，光线会一直向前传播，而且宇宙的总质量密度等于临界密度。
平的宇宙模型得到了大多数观测数据的支持，包括宇宙微波背景辐射的温度分布和宇宙大尺度结构的形成。
其次，开曲的宇宙模型认为宇宙的空间几何是向外弯曲的，就像一个开口的碗。
在这种模型下，光线在传播过程中会向外偏转，宇宙的总质量密度小于临界密度。
开曲的宇宙模型通常与宇宙加速膨胀的观测结果相吻合，这些结果表明宇宙的膨胀速度正在不断增加。
最后，闭曲的宇宙模型则认为宇宙的空间几何是向内弯曲的，就像一个闭合的球面。
在这种模型下，光线会向内偏转，宇宙的总质量密度大于临界密度。
虽然目前的观测数据更倾向于平的宇宙模型，但闭曲的宇宙模型仍然有其理论上的支持者。
总的来说，关于宇宙究竟是平的还是弯曲的这个问题还没有最终的答案。
随着科学技术的不断进步和观测数据的不断完善，我们或许有望在未来揭开这个宇宙之谜。
无论宇宙的形状是怎样的，我们对宇宙的探索和理解将永远持续下去，这也正是科学的魅力所在。
现代宇宙学 机遇与挑战
现， 宇宙正在加速膨胀， 而非人们通常认为的减速膨
胀。 这是十分惊奇的结果， 它显示宇宙有一个相当于宇 宙学常数的暗能量成分存在 。
２０ 年， 美国Ｄ Ｓ （ｅｒ Ａ ｇｌ Ｓａ Ｉｅ ０２ Ａ Ｉ ｇ ｅ ｕｒ ｌ ｎ ｒ Ｄ ｅ ｎ ａ ｃ ｅ － ｔ ｆｏｅ ｒ探测仪第一次观测到微波背景辐射的 ｅ ｍｔ） ｒ ｅ 极化。
１９年代以来，基础物理理论和天文观测方面都 ９０ 取得了长足的进步。在基础理论方面， 人们对引力和 时空的本质有了更深刻的理解。始于诺贝尔物理学奖 获得者霍夫特（． ｏｆ和著名理论物理学家萨斯坎 （ ＇Ｈ ｏ） Ｇ ｔ ｔ 德（． ｓｉ ） Ｌ Ｓｓ ｎ 分别在 １９ ｕｋｄ ９ ３年和 １９ ９４年的工作 ， 人
矍
么？“ 精质” 与标准模型粒子如何发生作用？如何探测 “ 精质 ” 精质” ？“ 与最近观测到的精细结构常数的变化 是否存在联系？这些问题必须 由描写宇宙的基本理论
在观测到的微波背景辐射的涨落来源于宇宙暴胀时期 的量子涨落 ，而宇宙暴胀时期是一个极高能物理过程 （ １ ｌｍ １ ９ ｏ 吉电子伏） ０－ 。在此高能标下， 新物理可能会进 人高能物理过程。因此 ， 在计算原初密度谱时， 应考虑 时空非对易性 、 反常色散关 系、 违反洛伦兹不变性 、 超 普朗克物理等效应。此外 ，暴胀期间时空是准德西特 相。德西特空间是最大对称空间， 没有空间无穷远 ， 非 常不同于 Ａ Ｓ空间和平坦 的Ｉ科夫斯基空间。因此到 ｄ ｍ 目前为止 ，还没有好 的方法定义德西特时空中的守恒 量。在德西特时空中的量子场论方面，不同真空的选 择会严重影响原初密度谱的计算 。如何选择与 自然相 应的真空仍然是待解难题。在这方面 ，首先研究德西 特时空的全息性质可能是有希望的方 向。总之 ，从基 本理论出发构造成功的暴胀模型并理解与此相关 的物
第二讲宇宙学(论)
二、两种不同时空观
牛顿时空观: 盛放物质的容器。
爱因斯坦时空观:静态、有限、无界的时空。
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牛顿时空观: 盛放物质的容器。
牛顿的力学方程中没有宇宙中心的位置，任何时 空点都是平等的，即相对于任何时空点来计算， 物理规律都是一样的。这就是牛顿时空观中的相 对性。
牛顿对时间的认识是“绝对的、纯粹的、数学的时 间，就其本身和本性来说，均匀地流逝而与任何 外在的情况无关。”
1917年 爱因斯坦根据广义相对论建立了一个“静止、 有限、无界”的宇宙模型，引进宇宙学原理、弯曲 时空等概念，从而开创了现代宇宙学研究的时代。
1922年，前苏联数学家弗里德曼研究了爱因斯坦所作
的计算，认为静态宇宙仅仅是场方程的一个解，应
该还有一个膨胀宇宙解。
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1927年 比利时主教、天文 学家勒梅特提出均匀各 向同性膨胀宇宙学模型。
大爆炸宇宙论
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大爆炸理论的提出
宇宙的产生为什么会想到大爆炸？ 二十世纪匈牙利科学家勒梅特设想：
物质结构和次序的认识：物质的形成由简到 繁。
熵增原理： 最简单就是一个原子-----原始的原子的演变
到现在的宇宙
想到大爆炸理论的人是爱因斯坦
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广义相对论理论基础 宇宙红移的观测事实
宇宙大爆炸理论观念 的形成
1950年前后，伽莫夫（美籍俄国）第一个建立了热大爆 炸的观念。
伽莫夫认为，宇宙开始于高温、高密度的原始物质。最 初温度超过几十亿度，很快降至十亿度，那时的宇宙 中充满的是辐射和基本粒子，随后温度持续下降，宇 宙开始膨胀。当膨胀持续了几百万年时，温度冷却至 四千度，物质逐渐凝聚成星云，再演化成今天的各种 天体。
他认为，太阳是宇宙的中 心，地球和水星、金星、 火星、木星、土星等绕 太阳旋转天穹的视运动 只不过是地球自旋的反 映而已。
关于宇宙的科学问题
关于宇宙的科学问题追问无穷无尽的宇宙的奥秘，是一项永远不会结束的挑战。
从诞生以来，人类就一直在努力地寻找答案，发现秘密，并解释各种现象。
然而，随着科技的飞速发展，我们的视野和认知，正在逐渐拓宽，越来越多的问题已经得到了解答，而这还只是冰山一角。
在本文中，将探讨一些基础的关于宇宙的科学问题，以及向未来探索宇宙的一些前沿思路。
1. 宇宙的起源宇宙的起源是一个无法回答的科学问题，但科学家们已经做出了假设。
大多数科学家认为，宇宙诞生于约138亿年前的一次大爆炸。
这种理论被称为“大爆炸理论”，它解释了宇宙中的所有物质都是从一种无形的原初物质中诞生的，如今我们称之为“宇宙微波背景辐射”。
虽然我们对于宇宙诞生的形成还不能给出具体的解释，但科学家们已经开始了无数次的实验和观测，通过一些科学问题的处理，我们能够逐渐了解更多细节和知识。
2. 宇宙中的物质我们所生活的空间会被认为是宇宙的一个微小的角落。
然而，即使我们的角落，也包含了大量的宇宙物质。
除了常见的氢原子，其他物质还包括：氦、氧、重元素等等。
有意思的是，科学家们还在不断地发现新的物质。
例如，尘埃颗粒是宇宙中的一种常见物质,这些颗粒可以被追踪，从而获得真正的数据和学术观点。
3. 宇宙中的能量宇宙中其中一种重要的形态是能量。
宇宙能量既可以是电磁辐射，如太阳辐射能，也可以是介质动能，如风，也可以是由质能转换而来的能量，如在若干物质互相反应时放出的能量等。
宇宙的能量非常奇妙，无论是储量还是分配，都是人们研究的关键问题之一。
4. 宇宙中的黑暗物质黑暗物质是宇宙学中尚未被完全理解的一个概念。
简单地说，黑暗物质是一种没有被观测到的物质形式，这种物质组成了宇宙的大部分质量。
现代宇宙学中，大约有80%的宇宙质量都是黑暗物质，这个数字在第一次被提出的时候，赋予了宇宙学以一种新的角度。
可是，我们并不能直接观察到它们的存在，这就让科学家们更加困惑和好奇，此问题也成为现代宇宙研究的前沿之一。
物理学最前沿八大难题
物理学最前沿八大难题当今科学研究中三个突出得基本问题就是:宇宙构成、物质结构及生命得本质与维持,所对应得现代新技术革命得八大学科分别就是:能源、信息、材料、微光、微电子技术、海洋科学、空间技术与计算机技术等。
物理学在这些问题得解决与学科中占有首要得地位。
我们可以从物理学最前沿得八大难题来了解最新得物理学动态。
难题一:什么就是暗能量宇宙学最近得两个发现证实,普通物质与暗物质远不足以解释宇宙得结构。
还有第三种成分,它不就是物质而就是某种形式得暗能量。
这种神秘成分存在得一个证据,来源于对宇宙构造得测量。
爱因斯坦认为,所有物质都会改变它周围时空得形状。
因此,宇宙得总体形状由其中得总质量与能量决定。
最近科学家对大爆炸剩余能量得研究显示,宇宙有着最为简单得形状——就是扁平得。
这又反过来揭示了宇宙得总质量密度。
但天文学家在将所有暗物质与普通物质得可能来源加起来之后发现,宇宙得质量密度仍少了2／3之多！难题二:什么就是暗物质我们能找到得普通物质仅占整个宇宙得4％,远远少于宇宙得总物质得含量。
这得到了各种测算方法得证实,并且也证实宇宙得大部分就是不可见得。
最有可能得暗物质成分就是中微子或其她两种粒子: neutralino与axions(轴子),但这仅就是物理学得理论推测,并未探测到,据说就是没有较为有效得测量方法。
又这三种粒子都不带电,因此无法吸收或反射光,但其性质稳定,所以能从创世大爆炸后得最初阶段幸存下来。
如果找到它们得话,很可能让我们真正得认识宇宙得各种情况。
难题三:中微子有质量不久前,物理学家还认为中微子没有质量,但最近得进展表明,这些粒子可能也有些许质量。
任何这方面得证据也可以作为理论依据,找出4种自然力量中得3种——电磁、强力与弱力——得共性。
即使很小得重量也可以叠加,因为大爆炸留下了大量得中微子,最新实验还证明它具有超过光速得性质。
难题四:从铁到铀得重元素如何形成暗物质与可能得暗能量都生成于宇宙初始时期——氢、锂等轻元素形成得时候。
自然辩证法考试题
自然辩证法考试题1、自然辩证法的正确英文表述是：A. philosophy of nature and societyB. dialectic of nature and societyC. dialectic of nature and materialismD. philosophy of nature and technology正确答案是：D. philosophy of nature and technology2、自然辩证法的基本问题是：A.思维和存在的关系问题B.运动和静止的关系问题C.物质和意识的关系问题D.科学和哲学的关系问题正确答案是：C.物质和意识的关系问题3、马克思主义认为，自然界的演化和发展是：A.完全被动的、机械的过程B.完全主动的、有目的的过程C.既受客观规律支配，又受人的意识影响的过程D.完全偶然的、无规律的过程正确答案是：C.既受客观规律支配，又受人的意识影响的过程4、下列选项中，不属于自然辩证法范畴的是：A.地震的产生和预防B.基因编辑技术的发展和应用C.人工智能的设计和制造D.环境问题的产生和解决正确答案是：D.环境问题的产生和解决5、下列选项中，最能代表自然辩证法研究对象的是：A.物质世界和意识的关系B.人类社会和自然的关系C.科学技术和产业革命的关系D.科学技术和生态环境的关系正确答案是：C.科学技术和产业革命的关系二、简答题（每题20分，共100分）1、请简述自然辩证法的基本观点和主要内容。
2、请阐述科学技术对现代社会发展的重要作用和影响。
3、请分析生态环境问题产生的根源和解决途径。
4、请探讨自然辩证法在当代社会的现实意义和实践价值。
1、下列哪一项不是牛顿的贡献？A.提出万有引力定律B.发明蒸汽机C.建立微积分学D.提出相对论2、下列哪一项不属于量子力学的应用？A.原子能开发B.量子计算机C.激光技术D.原子弹3、下列哪一项不属于人工智能的研究范畴？A.自然语言处理B.机器人技术C.计算机视觉D.人类行为研究4、下列哪一项不属于现代宇宙学的理论？A.大爆炸理论B.黑洞理论C.暗物质理论D.绝对空间理论5、下列哪一项不属于可持续发展的特征？A.经济可持续性B.环境可持续性C.社会可持续性D.精神可持续性6、下列哪一项不属于现代生物技术的技术？A.克隆技术B.基因工程C.神经科学D.纳米医学7、下列哪一项不属于信息技术的特点？A.数字化B.网络化C.自动化D.模拟化8、下列哪一项不属于人工智能在医疗领域的应用？A.医学影像诊断B.病原体识别与防治C.药物研发D.手术机器人9、下列哪一项不属于中国的四大发明？A.造纸术B.印刷术C.指南针D.火药术10、下列哪一项不属于未来科技的趋势？A.量子计算机的研发与应用B.人机融合技术的研究与发展C.可再生能源技术的推广与应用D.高维空间理论的研究与探索。
宇宙真的有造物主吗
宇宙真的有造物主吗
关于宇宙是否有造物主的问题，目前并没有科学证据能够证实宇宙背后确实存在一个全能的、创造宇宙和生命的“造物主”。
科学观点：许多科学家认为宇宙的结构和规律并非偶然，而是遵循一定的法则，这种观点可能导致一些人认为宇宙背后可能有某种至高无上的存在，但这种观点并没有得到科学证实。
哲学和宗教观点：在哲学和宗教领域，关于宇宙是否有造物主的问题，各种观点都有。
例如，有宗教信仰的人可能会认为宇宙是由某个神或神祇创造的，而佛教则认为宇宙万物共主是独立于众生的意识之外的，是永恒的、遍及一切的、绝对的存在。
现代宇宙学观点：现代宇宙学认为宇宙是由物质和能量通过大爆炸过程产生的，这个过程是无目的、自然发生的，因此不存在一个“造物主”。
综上所述，宇宙是否有造物主的问题目前没有定论，它涉及到哲学、宗教和科学的多个领域，需要更多的科学研究和证据才能给出明确的答案。
宇宙中的科学知识
宇宙中的科学知识一、宇宙的起源与演化宇宙的起源是一个引人入胜的科学问题。
据现代宇宙学理论，宇宙起源于约138亿年前的一次大爆炸，即大爆炸理论。
大爆炸后，宇宙开始膨胀，物质开始聚集形成星系、恒星和行星等天体。
随着时间的推移，恒星在宇宙中燃烧并产生能量，同时也会经历演化，最终形成黑洞或白矮星等天体。
二、宇宙的结构宇宙的结构是指宇宙中各种天体的分布和排列方式。
宇宙中最大的结构是宇宙大尺度结构，包括星系团和超星系团等。
宇宙中的星系团是由多个星系组成的庞大天体，而超星系团则是由多个星系团组成的更大规模的结构。
此外，宇宙中还存在大量的星系、恒星和行星等。
这些天体的排列和分布规律揭示了宇宙的演化过程。
三、宇宙的黑暗物质和黑暗能量黑暗物质和黑暗能量是宇宙中的两个重要概念。
黑暗物质是指无法通过电磁波辐射来直接观测到的物质，但通过其引力作用可以间接证明其存在。
黑暗能量则是指填满整个宇宙的一种特殊能量形式，其作用是推动宇宙的加速膨胀。
黑暗物质和黑暗能量在宇宙中占据了绝大部分的比例，对宇宙结构和演化产生了重要影响。
四、宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸之后产生的残留热辐射。
它是宇宙辐射场中的一个重要组成部分，也是宇宙学研究中的重要观测对象。
通过对宇宙微波背景辐射的观测，科学家可以了解宇宙早期的演化过程，验证宇宙大爆炸理论，并获取有关宇宙结构和组成的重要信息。
五、宇宙中的引力波引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种波动现象。
它是由质量物体在运动或变形时所产生的扰动，通过时空传播。
宇宙中的引力波是由于质量物体（如黑洞、中子星等）在运动或碰撞时所产生的，具有非常微弱的信号。
科学家通过探测引力波，可以进一步验证广义相对论，研究黑洞、中子星等极端物理现象，以及揭示宇宙的演化和结构。
六、宇宙中的暗能量暗能量是一种导致宇宙加速膨胀的能量形式，与黑暗能量不同。
它的存在和性质至今仍然是一个待解决的科学问题。
暗能量的存在可以解释宇宙加速膨胀的观测结果，但其具体性质和来源仍然不明确。
什么是宇宙大爆炸理论？
什么是宇宙大爆炸理论？宇宙大爆炸理论，又称宇宙起源学说，是现代宇宙学的基础理论之一，它试图解释关于宇宙从何处来，以及现在的宇宙是如何演化而来的这些问题。
本文将通过三个方面详细介绍宇宙大爆炸理论。
一、宇宙大爆炸理论的起源宇宙大爆炸理论始于二十世纪二三十年代，当时天文学家们发现银河系以外的星系正在不断向我们远去。
根据当时光谱的观测数据，天文学家们推测这些星系正在以极快的速度向外运动，而这种运动表现出来的效果就像空气中的声音，即“多普勒效应”。
基于这一现象，天文学家胡勒斯与韦格纳提出了“宇宙膨胀学说”，提出了大爆炸的理论基础。
后来，爱因斯坦创立的广义相对论在宇宙学上的应用，使得宇宙大爆炸的理论进一步得到了发展。
二、宇宙大爆炸理论的基本说法根据宇宙大爆炸理论的基本说法，宇宙在起源时是一团非常致密、非常热的物质云。
由于物质云内部温度和压力的瞬间变化，使得宇宙急剧膨胀，并且爆发出了巨大的能量，随即发生了宇宙大爆炸事件。
在此之后，宇宙不断扩张，物质不断稀释，而其中间，也发生了许多复杂的演化过程，比如说宇宙的强子时期、重子时期、核合成时期等。
至于现在的宇宙，宇宙学家们则将它描述为越来越广阔、越来越稀疏、越来越冷的状态。
三、宇宙大爆炸理论的进一步解释宇宙大爆炸理论虽然已经有了基本框架和时序，但它仍然存在一些疑问需要进一步解释。
其中一个问题是，为什么宇宙会以一个最小单元的“奇点”开始爆炸？一个可能的答案是，奇点是由于某种物理过程的失控导致的。
但这种解释在物理学上仍需要进一步研究。
另一个问题是，宇宙的加速膨胀现象是如何发生的？这个问题的答案称为“暗能量”问题，暗能量目前被认为是一种能够驱动宇宙加速膨胀的推动力量。
在总结本文的内容时，宇宙大爆炸理论被认为是现代宇宙学的基础理论之一，尽管还存在一些未解决的问题，比如奇点的起源和暗能量的力量等。
但这都是未来宇宙学家需要继续研究的问题。
总之，了解宇宙大爆炸理论不仅可以帮助我们更好地理解宇宙的演化过程，同时也可以拓宽我们的宇宙视野，让我们更好地认识到人类在宇宙中的微不足道。
现代宇宙学简介(2)
四十年后，这种天文观测和理论的尴尬遭遇又 再次上演。天文学家观测星系中恒星的运行速 度，观测的结果让他们目瞪口呆： 围绕星系中心旋转的恒星，无论距离远近，旋 转速度趋于一致。
当你把一切不可能的结论都排除之后，那剩下的， 不管多么离奇，也必然是事实。 ——夏洛克.福尔摩斯
暗能量
观测一：
什么叫测到了真空能？
真空能肯定被测到了吗？
关于真空能（暗能量）问题
何谓真空？ 经典物理： 量子物理：
真空 = 完全没有物质 真空能密度只能是零． 真空 = 场处于基态 真空能密度不一定为零．
若不为零，它将产生引力．
关于真空能（暗能量）问题
什么叫测到了真空能？
1. 真空产生的引力只能用广义相对论处理。 2. 真空产生的是斥性引力。( Repulsive gravity ) 3. 测到的是宇宙在加速膨胀。人们把它作为真 空能存在的证据。
Before WMAP
WMAP
High precision
精确宇宙学的诞生
结
语
Kelvin：19世纪物理学
物理学正是一片晴空，但也还有两朵乌云：
“以太”与“黑体谱”——导致了世纪性的革命 ——相对论与量子力学。
现在也有两朵乌云（三朵？四朵？）： “暗能量”与“暗物质”——会导致什么？
暗能量在召唤新的Einstein！将会出什么新的“招”？
宇宙成分分配
Ostriker & Steinhardt, 2003, Science, 300, 1909
暗能量： 73%； 暗物质： 23%； 普通物质: 4%（恒星, 星系际气体, 辐射, 黑洞, …）
当今世界十大物理难题
当今世界十大物理难题100年前，德因数学家戴维·希尔伯特在巴黎的国际数学家大会上以一番发人深省的话语开始了他划时代的讲话。
他在讲话中罗列了当时尚未解决的23个重大难题。
希尔伯特宣称：“—个伟大时代的结束，不仅要求我们回首过去，而且还引导我们回首对未知的将来进行深思。
”随着又一个世纪——实际上是整整一个千年纪元的结束，有一种要求显得比以往任何时候更为紧迫，那就是通过罗列最引人入胜的宇宙之谜来显示人类的无知。
2008年5月，马萨诸塞州剑桥的克莱数学学会仿效希尔伯特，在巴黎宣布了7道“千年大奖难题”，每道题悬赏100万美元征求解答。
无独有偶，上月存圣巴巴拉加州大学，物理学家们像通常那样不事张扬地结束了一次有关超弦理论的会议。
他们的最后一次讨论题为“干年疯狂”，议程是挑选出他们领域中10个最匪夷所思的问题。
这就像是一场由科学界最聪明的一批人参加的荒岛游戏。
圣巴巴拉加州大学的理论物理学家戴维·格罗斯在公布选出的问题时说：“我是这样考虑的：如果我从现在起昏迷100年，当我醒来时，我会问什么问题。
”在剔除一些大法问答的问题(例如“怎样获得终身职位?”)后，评委们列出了足够让物理学家忙上100年的难题。
尽管没有任何悬赏，不过，解决下列问题中的任何一个差不多都能保证获得诺贝尔奖。
1．表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算，或者是否存在一些仅仅取决于历吏或量子力学偶发事件，因而也是无法推算的参数?爱因斯坦的表述更为清楚：上帝在创造宇宙时是否有选择?想象上帝坐在控制台前，准备引发宇宙大爆炸。
“我该把光速定在多少?”“我该让这种名叫电子的小点带多少电荷?”“我该把普朗克常数——即决定量子大小的参数——的数值定在多大?”他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字?抑或这些数值必须如此，因为其中深藏着某种逻辑?2．量子引力如何帮助解释宇宙起源?现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论。
高中物理科学研究的前沿领域与成果
高中物理科学研究的前沿领域与成果一、引言物理科学是自然科学的基础，研究着自然界的运动规律和物质性质。
高中阶段，我们通过学习基础的力学、光学、电磁学等知识，奠定了进一步深入探索物理世界的基础。
而在现代科技的不断推动下，高中物理科学也在不断发展与创新之中。
本文将介绍几个高中物理领域的前沿方向和最新成果。
二、量子力学1. 量子纠缠和量子隐形传态量子纠缠作为量子力学最神秘迷人之处之一，在过去十年间得到了广泛关注和深入研究。
它描述了两个或多个粒子存在一种特殊联系状态，并使它们无论距离有多远都能够相互影响。
利用这种关联现象进行通信，则可以实现“隐形传态”。
近期相关实验成功地将信息从一个地点传递至千米级距离外，并保持双方状态完全相同。
2. 量子计算机以及超导体材料量子计算机被誉为下一代计算机，有潜力突破目前传统计算机的处理速度限制。
它利用量子比特（qubits）进行计算，而非传统二进制方式。
最新研究表明，超导体材料在实现稳定并持续时间较长的量子比特上有较大突破，并为构建可靠且有效的量子计算机提供了重要基础。
三、相对论与宇宙学1. 引力波探测和黑洞物理引力波是很具挑战性的科学问题之一，在2015年首次被直接探测到，并为研究黑洞爆发、恒星碰撞等天体事件提供了新的手段。
随着激光干涉仪技术日益成熟和探测灵敏度增加，我们对于引力波源头和性质越来越了解。
2. 暗能量与暗物质暗能量与暗物质是当前宇宙学中两个最大的谜题之一。
暗能量被认为是导致宇宙膨胀加速的驱动力，而暗物质则通过其巨大质量影响星系形成和演化过程。
近年来，国际合作项目不断推进相关实验以及理论研究，试图揭示暗能量和暗物质的本质以及相互作用。
四、凝聚态物理1. 二维材料与拓扑绝缘体二维材料具有在一个原子层里发生的特殊性质。
例如，石墨烯被证明拥有出色的导电性能。
此外，一些新型二维材料呈现出“所见即所得”规律，其广泛应用于电子器件和能源转换等领域。
而拓扑绝缘体则是近年来充满活力的新兴领域，在晶格结构中产生非常特殊、优异性质，并展示出在量子计算方面巨大潜力。
关于爱宇宙和一切的终极问题的答案 两位数
关于爱宇宙和一切的终极问题的答案两位数1.偏移太阳（或任何光源）多少度时会产生彩虹？产生彩虹的方法有很多：包括雨滴、瀑布、花园水管、雾气和液态喷雾。
所有这些方法都有一些共同点，那就是都是由水滴反射出的光产生的，都源自于与光源方向相反的方向。
而且只要是由淡水水滴产生的，它们都有一个峰值强度，呈弧形，与光源方向偏移42°。
你所见过的每一道彩虹都显示出同样的弧形角。
如果有一道彩虹是太阳创造的，与太阳的方向完全相反，寻找一个与该方向偏移42°的圆（或圆的一部分），就能看到它。
这是一个很简单的物理学原理：光是射线，在水中的速度与在空气中的速度是不同的，当光进入或离开该介质时，它总是以一种可预测的方式弯曲，这由水和空气界面的入射角所决定。
当光从空气中穿到水中时，不同的波长会以稍微不同的角度弯曲，导致颜色分散。
光照射到水滴的背面时（假设所有的水滴都是完美的球形），以已知且可预测的角度发生反射。
当它重新出现在空气中时，每个波长都会以特定的角度偏移到原来的位置：在可见光光谱中，从略低于41°以到43°以下一点的峰值强度都是42°。
在任何一个星球，如果大气层稀薄、对可见光透明、光在真空中的传播速度接近光速，且大气中存在纯净水滴，都会看到同样的42°彩虹现象。
2.10这个数有多少种分法？在数学中，分区具有很特殊的含义：你可以用多少种独特的方式将正整数相加，从而得到某个数？例如，有7种方法可以对数字5进行分割。
· 1 + 1 + 1 + 1 + 1· 1 + 1 + 1 + 2· 1 + 1 + 3· 1 + 2 + 2· 1 + 4· 2 + 3· 5对于数字10来说，共有42种不同的方法。
这并不是10和42的唯一关系，10可以写成2+2，而42则可以写成2+2+2。
如果我们把这些数字写成二进制，“10 ”就会变成1010，而“42”就会变成101010。
当代世界经济与政治试题库(含答案)
当代世界经济与政治网络作业一答案第 1 大题多项选择题1 . (3分) 战后70年代，在推进世界经济格局多极化发展过程中，出现了亚洲“四小龙”，“四小龙”是指（）。
1 . 新加坡2 . 香港、台湾3 . 韩国4 . 菲律宾正确答案：1,2,32 . (3分) 当代战争的特点主要表现在以下几个方面：（）。
1 . 世界大战爆发的可能性正逐步减少，局部战争和武装冲突是当代世界和平与稳定的主要威胁2 . 当代战争具有高技术战争的特征3 . 当代战争具有很强的不确定性4 . 当代战争后果严重、破坏性大5 . 当代战争耗资巨大正确答案：1,2,3,4,53 . (3分) 二战后，发达资本主义国家继续发展仍然面临的障碍有（）。
1 . 发达资本主义国家经济发展不平衡问题突出2 . 资本主义经济的发展周期并未消失3 . 各国间经济竞争加剧，摩擦不断4 . 资本主义国家经济基础薄弱正确答案：1,2,34 . (3分) 战后美国通过有关协定建立了以美元为中心的国际货币体系，确立在国际金融上的霸主地位。
这些协定是（）。
1 . 《关税及贸易总协定》2 . 《联合国货币金融会议最后协定书》3 . 《国际货币基金组织协定》，《国际复兴开发银行协定》4 . 《巴特尔法案》正确答案：2,35 . (3分) 二战后科学革命的主要内容有（）。
1 . 现代宇宙学的发展2 . 粒子物理学的发展3 . 生命科学的革命4 . 系统科学的产生和发展正确答案：1,2,3,46 . (3分) 制止战争、维护和平的途径有（）。
1 . 反对霸权主义和强权政治，建立国际新秩序2 . 停止军备竞赛，实行彻底有效的裁军3 . 和平解决矛盾和争端4 . 充分发挥联合国等国际组织的调节作用5 . 发展壮大发展中国家的力量正确答案：1,2,3,4,57 . (3分) 在国家力量中，居于中心地位的是（）。
1 . 经济力2 . 军事力3 . 科技力4 . 文化力正确答案：1,38 . (3分) 战后初期至20世纪60年代末，美国通过各种手段确立和加强了其经济霸主地位，这些手段有（）。
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2、现代宇宙学中的几个问题在所有科学学科中，宇宙学是最吸引公众的学科之一。
康德说过：“有两种事物，我们愈是沉思，愈感到它们的崇高和神圣，愈是增加虔诚与信仰，这就是头上的天空和心中的道德律。
”古代天文学，以天体测量为主，主要研究天体在空间的位置及其运动；至牛顿时代，牛顿创立牛顿力学，使天文学出现了一个新的分支--天体力学，这是天文学发展历史上的一个巨大飞跃；以爱因斯坦提出广义相对论为标志，天体物理学自此诞生并一跃成为天文学研究的主流…。
现代宇宙学从整体上研究大尺度的时空性质，物质运动的规律。
它是当代天文学中最活跃的前沿阵地之一。
现代宇宙学的最大特征是必须尊重观测到的客观事实，必须能在理论物理学的基础上给予科学的说明。
它涉及到恒星的起源和演化，星系的起源和演化，元素的起源和演化等多方面的基础理论问题。
1、量子引力如何帮助解释宇宙起源？现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论．前者利用量子力学来描述亚原子粒子以及它们所服从的作用力，而后者是有关引力的理论．很久以来，物理学家希望合二为一，得到一种“万物至理”--即量子引力论，以便更深入地了解宇宙，包括宇宙是如何随着大爆炸自然地诞生的．实现这种融合的首要候选理论是超弦理论，或者叫M理论--这是其名称的最新“升级版”，M代表“魔法”（ｍａｇｉｃ）、“神秘”（ｍｙｓｔｅｒｙ）或“所有理论之母”（ｍｏｔｈｅｒｏｆａｌｌｔｈｅｏｒｉｅｓ）．宇宙真的是在不断膨胀吗？宇宙真的是由一次热大爆炸中形成的吗？如果真的是，那么大爆炸之前的所谓数学奇点是什么东西？它是怎么形成的？大爆炸前一秒钟的激发机制又是什么？有证据表明，在最初的时刻，宇宙经历了又一次的巨大爆炸，称为膨胀，这样宇宙中的最大星体就起源于亚原子量子态的绒毛微细结构。
这一膨胀的根本物理原因是个谜。
Sloan 数字寻天项目是利用美国新墨西哥州的ApachePoint观测站2.5米的天体望远镜来观测可见宇宙的实验。
该项目完成对整个天空四分之一的系统测绘任务后，产生详细的图像，确定一亿个以上的天体的位置和绝对亮度，将在某种程度上阐明膨胀之谜。
该实验还将测量距100万多个最近星系的距离，通过一个比我们到目前探索大100倍的体积，给出宇宙一个三维图像。
最后，使我们前所未有地了解到可见宇宙边缘的物质分布情况。
这会提供质量密度中原始波动情况，膨胀的结果应该是这样。
如果自然界的4种力量事实上是在几百万度以下表现为不同形式的一种力，那么大爆炸时期温度极高、密度极大的宇宙中，重力、强力、粒子和反粒子之间就没有什么区别了，爱因斯坦的物质和时空理论是以更普通的水准点为基础，因此无法解释宇宙初始时炙热的弹丸之地是如何膨胀成今天我们看到的景象的，我们甚至不知道宇宙为什么充满了物质，根据当今物理学的看法，早期宇宙中的能量应该产生了数量相当的物质和反物质，之后它们会互相湮灭，而某些神秘而作用巨大的物理过程使天平倾向了物质，于是足够的物质产生了充满星球的星系。
幸运的是，初期宇宙还留下了一些线索，一个是宇宙微波本底辐射，这是大爆炸的余辉，几十年来，不管天文学家从宇宙的哪个角度测量，这种微弱的辐射都是一样的，天文学家相信，这种统一性说明，大爆炸是伴随着比光速还快的时空膨胀开始的。
宇宙学观测表明宇宙是膨胀着的。
通过对微波背景辐射和宇宙大尺度结构等的观测，宇宙的历史可以追溯到极早期发生的大爆炸。
我们所知的基本物理，比如广义相对论和粒子物理标准模型，在那里都不适用。
为理解宇宙起源，需要了解大爆炸时期的基本物理。
2、黑洞信息悖论的解决方法是什么？根据量子理论，信息--无论它描述的是粒子运动的速度还是油墨颗粒组成文件的确切方式--是不会从宇宙中消失的．但物理学家基普·索恩、约翰·普雷希尔和斯蒡芬·霍金却提出了一个固定的假设：如果你把一本大不列颠百科全书扔进黑洞中去，将会发生什么事？宇宙中是否有其他同样的百科全书是无关紧要的．正如物理学中所定义的，信息并不等同于含义，信息仅指二进制的数字，或是一些其他的代码，它被用来精确地描述一个物体或一种方式．所以看起来那些特定的书本里的信息将被吞没，并永远地消失．但人们觉得这是不可能的．霍金博士和索恩博士相信那些信息确实消失了，而量子力学必须对此作出解释．普雷希尔博士推测信息其实并没有消失；它也许以某种形式显示于黑洞的表面，如同在一个宇宙中的银幕上．3、表达物理世界特征的所有（可测量的）无量纲参数原则上是否都可以推算，或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件，因而也是无法推算的参数？爱因斯坦的表述更为清楚：上帝在创造宇宙时是否有选择？想象上帝坐在控制台前，准备引发宇宙大爆炸．“我该把光速定在多少”？“我该让这种名叫电子的小点带多少电荷”？“我该把普朗克常数--即决定量子大小的参数--的数值定在多大”？他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字？抑或这些数值必须如此，因为其中深藏着某种逻辑？4、为什么宇宙常数有它自身的数值？它是否为零，是否真正恒定？直到最近，宇宙学家仍然认为宇宙是以一个稳定的速度在膨胀．但最近的观察发现，宇宙可能膨胀得越来越快．人们用一个叫宇宙常数的数字来描述这种轻微的加速．这个常数是否如人们早期所认为的是零，或者是一个非常小的数值，物理学家现在还无法做出解释．根据一些基本计算，这个常数应该很大--是我们观测结果的大约10到122倍．换句话说，宇宙应该以跳跃般的速度在膨胀．而实际情况并非如此，肯定有什么机制在压制这种作用．如果宇宙真是超对称性的，那宇宙常数就该被完全抵消掉．但这种对称性--如果确实存在的话--看来已经破灭．如果这个常数随时间的变化而变化的话，那情况就更加复杂了．5、宇宙中为什么存在2.73K微波黑体背景辐射？它是由什么东西组成的？既然质量较大的中子星必将导致引力塌缩形成黑洞，黑洞缩小时引力塌缩又必将导致引力势能趋于无穷大，也就是黑洞质量必将趋于无穷大。
由此必将导致引力场强度、引力作用范围都趋于无穷大的“发散”现象。
那为什么我们发现的所有星系中央星系核内都有巨大质量的黑洞，却从未见到质量、引力场强度、引力作用范围的“发散”现象？6．既然我们已经知道所有的星系都是由大团星云收缩形成的。
那么，从宇宙热大爆炸充分膨胀扩散形成稀薄的超大团星云，到星云分裂收缩成星系的过程中，密度和万有引力场又该是如何变化的？为什么有的形成椭圆星系，有的形成旋涡星系，有的又形成棒旋状的星系呢？星系的旋臂是怎么形成、演化的？整个星系在形成、演化过程中，是逐渐收缩的？还是逐渐扩散的？7．现在天文学界一致认定宇宙年龄约150亿年。
该年龄是指恒星年龄、古老球状星团表面恒星年龄、星系核中央黑洞的年龄、还是整个星系的年龄？宇宙中占90%以上的暗物质到底是什么东西？它们算不算宇宙中的主要成员？这90%以上的暗物质年龄又是多少？宇宙种子磁场的来历是什么？8、恒星、行星的形成：天体的形成是天体物理学中的重要问题。
适合生物存在的行星，在银河系中出现的几率到底是多少？9、对于宇宙学家、圆周研究所主任尼尔·图罗克（Neil Turok）来说，让他无法入睡的问题则是世间一切的起始——大爆炸。
在宇宙创生之时，它处于温度和密度都无穷大的状态——奇点，所有已知的物理定律在那时都会失效。
“我们不知道该如何描述它，”他说，“任何一个囊括所有物理的理论怎么能不包含它？”为了避免宇宙创生的奇点，他参与提出了“火劫”理论。
这一理论认为，我们所处的世界是至少10维的宇宙中的一张低维膜，两个分立的三维膜会沿着垂直的维度前后震荡。
每一万亿年左右，这两个膜就会彼此靠近并且碰撞，碰撞会释放出一个火球进而使得每个宇宙“重生”。
同时，图罗克还寄希望于弦理论以及相关的“全息原理”。
根据全息原理，一个三维的奇点可以被转换为二维空间中一个在数学上更容易处理的东西。
这也许意味着第三维和引力只不过是一种“幻影”。
他说：“这些工具给我了一条思考这一问题的新途径，并且它在数学上非常让人满意。
”10、按爱因斯坦引力场方程计算，细圆环和双球体引力场中心会出现奇点，表明时空奇异性是采用弯曲坐标的描述方法引起的，不是自然本性。
所谓奇异性黑洞、白洞和虫洞以及时间旅行等在自然界中都是不存在和不可能的。
附录：八大宇宙未解之谜：有的可能永远找不到答案（来源：星际使者发布时间：2012-06-05 15:42:20）美国《科学》杂志日前选出了八大宇宙未解之谜，这八大宇宙未解之谜都是由顶尖的科学家从他们所钻研的领域中归纳出来的。
科学家认为，部分谜题的产生是因为他们还没找到解决它们的线索，通过天文观测，最终一部分能得到解决。
但他们也承认，其中一些“可能永远也无法找到答案”，特别是暗物质。
《科学》杂志盘点的八大宇宙未解之谜分别是：1、暗能量，构成现存宇宙的73%但从未被观察到或测量过。
暗能量的存在是“应需而生”的，它能平衡关于宇宙的数学公式，但可能永远不会被观测到；2、暗物质，与暗能量紧密相关，被描述为将宇宙万物粘合在一起的“胶水”。
为《科学》杂志撰写相关论文的阿德里安·丘认为，与暗能量不同，科学家们很可能有朝一日能切实观测到这种物质；3、重子哪里去了？重子是一种能构成特殊物质的颗粒，但出于某些原因，当研究人员把暗能量、暗物质相加并把其它归于重子时，研究者所得的结果竟不是100%；4、为什么恒星会爆炸？人们已经对有关恒星形成以及太阳系形成的许多过程有了初步认知，但科学家们承认，他们仍不能完全理解当一个恒星爆炸时其内部情况到底是怎样的，只知道爆炸后会形成超新星；5、是什么使宇宙再电离？自宇宙大爆炸后数十万年，电子被从原子上剥离，但目前尚不知这是为什么；6、各种能量充沛的宇宙射线的源头是什么？尽管地球的大气层能帮助我们抵挡住大多数宇宙射线，但我们每天仍会受到这些射线的“轰击”，科学家们至今无法就这些射线的源头达成共识；7、为什么我们的太阳系如此独特？我们所在的太阳系是按照逻辑逐步形成的，还是误打误撞罢了？没人真正知晓。
8、为什么日冕那么热？专研太阳的科学家们始终想不明白。
日冕是太阳的最外层部分，但其温度之高仍超乎想象。
距离我们最近的这颗恒星所拥有的这层奇怪“分层”仍旧是个谜。
（本文来自：新浪科技）。