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物理实验之弗兰克-赫兹实验弗兰克-赫兹实验是物理学中的经典实验之一。
它的目的是研究原子的结构。
据研究，原子是由电子，质子和中子组成的。
迄今为止，人们已经知道了原子的结构和组成；然而，在20世纪初，这个问题仍然是未解决的。
弗兰克-赫兹实验为研究原子组成和结构的理论提供了重要的实验证据，并为导致量子力学的发展做出了巨大的贡献。
弗兰克-赫兹实验是由德国物理学家弗兰克和赫兹于1914年在法兰克福大学进行的。
该实验的设备是一个长长的玻璃管，该管内部有空气和水银蒸气。
两个电极置于管的两端，并且通过这些电极施加电压。
电压的值非常小，只有几伏特，这足以使大约1cm的空气分子缩短350倍的距离，从而使它们成为离子。
离子化后的分子可以很容易地被带电的电子撞击，从而被激发和解离。
当电流流经玻璃管时，可以看到荧光在管内产生。
这些荧光在玻璃管的长度方向上呈现出明显的不均匀性，因此称其为荧光不稳定的阶梯状。
最初，弗兰克和赫兹发现，当电压过低时，无论电压增加了多少，都看不到荧光的变化；而当电压增加到一定程度时，荧光的形式突然发生了变化。
随着电压的增加，荧光不再呈现出阶梯状，而是变成了均匀的条纹。
这种现象表明，在一定范围内，电压对原子的结构产生了明显的影响。
进一步的研究表明，当电压增加到一定水平时，玻璃管里的荧光又重新呈现出了阶梯形状。
这是因为这时电子的能量已经足够大，能够克服空气分子中的电子吸收势垒，从而到达下一个空能态。
电流在这种情况下变成了一个突发的脉冲，因为所有的电子都同时跳到了相同的能量级。
弗兰克-赫兹实验揭示了原子结构的本质，并为发展量子力学及以后的能量及频率论发展奠定了基础。
该实验对现代物理学的发展产生了深远的影响。
今天，该实验被广泛用于研究原子结构、半导体和太阳能电池等领域，为人们理解自然界和改进技术带来极大的帮助。
量子色动力学维基百科，自由的百科全书量子色动力学（英语：Quantum Chromodynamics，简称QCD）是一个描述夸克胶子之间强相互作用的标准动力学理论，它是粒子物理标准模型的一个基本组成部分。
夸克是构成重子（质子、中子等）以及介子（π、K等）的基本单元，而胶子则传递夸克之间的相互作用，使它们相互结合，形成各种核子和介子，或者使它们相互分离，发生衰变等。
量子色动力学是规范场论的一个成功运用，它所对应的规范群是非阿贝尔的群，群量子数被称为“颜色”或者“色荷”。
每一种夸克有三种颜色，对应着群的基本表示。
胶子是作用力的传播者，有八种，对应着群的伴随表示。
这个理论的动力学完全由它的规范对称群决定。
目录[隐藏]▪ 1 历史▪ 2 理论▪ 3 微扰量子色动力学▪ 4 非微扰量子色动力学▪ 5 参考文献▪ 6 外部链接[编辑]历史静态夸克模型建立之后，在重子质量谱和重子磁矩方面取得了巨大成功。
但是，某些由一种夸克组成的粒子的存在，如等，与物理学的基本假设广义泡利原理矛盾。
为解决这个问题，物理学家引入了颜色自由度，并且颜色最少有3种。
这个时候颜色还只是引入的某种量子数，并没有被认为是动力学自由度。
静态夸克模型建立之后，经历了十年左右的各种实验，都没有发现分数电荷的自旋的夸克存在，物理学家被迫接受了夸克是禁闭在强子内部的现实。
然而，美国的斯坦福直线加速器中心SLAC在七十年代初进行了一系列的轻强子深度非弹性散射实验，发现强子的结构函数具有比约肯无标度性(Bjorken Scaling)。
为解释这个令人惊奇的结果，费曼由此提出了部分子模型，假设强子是由一簇自由的没有相互作用的部分子组成的，就可以自然的解释比约肯无标度性(Bjorken Scaling)。
更细致的研究确认了部分子的自旋为，并且具有分数电荷。
部分子模型和静态夸克模型都取得了巨大成功，但是两个模型对强子结构的描述有严重的冲突，具体来讲就是夸克禁闭与部分子无相互作用之间的冲突。
斥力大小与键角的关系随着科学技术的发展，物理学研究成果日益丰硕。
在分子力学方面，斥力大小与键角的关系是最为重要和基础的一篇研究论文，也是物理学研究者和化学家们研究长期以来关注且未解决的重要问题。
关于斥力大小与键角的关系的研究，在物理学和化学的研究中具有十分重要的意义。
斥力是一种由分子力学描述的离子作用力，其大小取决于键角大小。
斥力的大小和键角的大小之间存在着显著的关系，因此理解斥力大小与键角的关系是研究化学和物理学基础之一。
首先，可以通过对斥力与键角的实验研究来探究斥力大小与键角的关系。
首先，将相同的两个原子合成一个具有规定键角的化学键，然后计算斥力之间的距离，研究者可以得出不同键角的斥力大小。
另一方面，斥力的大小也可以通过对斥力的力学参数进行数学分析和计算来研究。
如果假设斥力的大小是由原子电荷、原子质量和原子间距离三者共同决定的，那么可以从给定的三个参数值计算出斥力大小。
力大小与键角的计算过程也可以在量子力学方面深入研究。
此外，还可以利用大数据分析技术，结合各种先进仪器和仪表对斥力大小和键角的关系进行研究。
由于化学键的生成受到环境因素的影响，斥力大小和键角之间也会受到这些因素的影响。
通过分析和比较大量的实验数据，可以得出不同环境条件下斥力大小与键角之间的关系，从而得出有意义的结论。
通过上述技术结合，我们可以深入地理解斥力大小与键角的关系。
首先，我们可以利用实验观察和数学计算，了解不同键角下斥力大小的变化特点，以此发现斥力大小与键角之间的关系规律。
其次，可以利用大数据分析，了解不同环境条件下斥力大小与键角的关系。
最后，我们还可以运用量子力学理论，更加全面地了解斥力大小与键角的关系及其物理原理。
以上，就是斥力大小与键角的关系的研究。
未来，随着科学技术的发展，我们期待能够继续深入探究斥力大小与键角的关系，为物理学和化学的发展做出贡献。
总之，斥力大小与键角的关系是一个十分重要和有价值的研究课题。
它不仅旨在探究基本物理原理，也有助于更好地理解物质的性质与相关性质，以及各种化学反应的运行规律。
原子的原理试析论文原子是组成所有物质的基本单位，理解原子的结构和性质是现代物理学的重要内容。
在过去的几个世纪中，科学家们通过一系列实验和理论研究探索了原子的本质和结构，形成了一些基础理论。
然而，这些理论中仍存在一些未知和争议的领域。
本文将试析这些领域。
一、原子的基本组成尽管原子是无形且微小的物质，但其基本构成已经被科学家们完全掌握。
所有原子由三种基本粒子组成：质子、中子和电子。
质子和中子结合在一起形成原子核，电子围绕原子核旋转。
原子核中的质子带有正电荷，电子带有负电荷，而中子则是中性的。
在中性原子中，质子和电子数量相等，所以总电荷为零。
原子的重量主要由核中的质子和中子贡献，电子的重量可以忽略不计。
二、量子力学和原子结构理论当原子的基本构成被完全掌握时，科学家们转向了解原子的结构和行为。
正是在这个过程中，他们开发了量子力学理论。
量子力学理论的核心是波粒二象性，也就是说，物质既可以看作粒子，也可以看作波。
这种结论彻底颠覆了经典物理学中的经典物质和粒子理论。
基于量子力学理论，科学家们建立了一些关于原子结构的理论。
例如，最早的原子理论是卢瑟福模型，该模型将电子看作围绕核旋转的粒子。
虽然该模型为原子结构的研究奠定了基础，但它不能解释原子的许多现象。
后来，玻尔提出了经典物理学的想法，将电子看作围绕核旋转的定量跃迁。
这种理论被称为玻尔理论，它提供了更好的解释，但它也不能完全涵盖所有现象。
在现代量子力学中，原子结构被描述为一组电子在确定能级上的波函数。
这样的波函数可以描述出电子的质量、位置和动力学行为。
三、量子力学中未解决的问题尽管量子力学已经为我们提供了一些原子结构的解释，但一些问题仍然没有得到解答。
例如，根据传统的玻尔理论，电子既有粒子性质又有波动性质。
但在实验中，科学家们发现它们的轨迹非常难以掌握和预测。
这种情况被称为“不确定性原理”，是量子力学领域中不可忽视的一部分。
此外，在量子力学中，电子在原子中的状态被描述为一组波函数，该状态是精确的，但在测量时电子状态会被“塌缩”，变成确定的位置。
世界上最难的数学题（世界上最难的7道数学题）在2000年之初，克雷数学研究所提出了7个问题，这些问题被认为是至今仍未解决的最困难的问题之一。
解决其中任何一个问题都有100万美元的赏金。
世界上最难的数学题：庞加莱猜想；P vs NP，纳维尔-斯托克斯问题，黎曼猜想（假设），伯奇和斯温纳顿-戴尔猜想，杨-米尔斯存在性与质量间隙，霍奇猜想。
庞加莱猜想庞加莱猜想，拓扑学上的一颗明珠，揭开宇宙形状之谜任何一个单连通的，闭的三维流形一定同胚于一个三维的球面。
让我们逐字分析一下。
首先，流形是一个具有局部欧氏空间性质的空间，在数学中用来描述几何体。
这意味着如果你放大它，它看起来像一条线或一个平面或一个规则的三维空间等等。
流形的一个例子是球面。
如果你离它足够远，并且身处其中，它看起来是平的(就像你感觉地球是平的一样)。
流形的维数是它在局部看起来像空间的维数。
比如球体局部看起来像平面(也就是说它有维度2)，圆局部看起来像直线(所以它有维度1)，思维球体局部看起来像三维结构(这一定很神奇，只是我们无法想象)。
如果一个流形是紧致无边界的，那么它是闭的(这是一个复杂而重要的外延概念，需要另一篇文章详细解释)。
0和1之间的线段有0和1之间的边界，所以它不是闭合的。
圆没有边界，所以是封闭的。
如果一个流形没有“孔”，则它是单连通的：等效的单连通表述是，每个环可以连续地收缩到一点。
•A中的一个环可以收紧到一个点；B中的一个环被一个孔“卡住”，不能被收紧到一个点。
如果能连续地把一个变形成另一个，然后再变回来，那么这两个流形是同胚的（允许的变形包括拉伸、挤压和扭转，但不允许撕裂和穿孔）。
这就引出了著名的甜甜圈和茶杯杯之间的比较（拓补上，它们是同一种东西）。
在拓扑学中，我们要对所有流形进行分类，其中某一类中的所有流形都是彼此同胚的。
在二维空间中，我们很容易看到，如果流形是封闭的，没有孔洞，那么它就相当于一个二维球面(圆形曲面)。
很容易确定一个二维流形是否与一个二维球面同胚。
世界上十大数学难题摘要：一、前言二、费尔马大定理三、四色问题四、哥德巴赫猜想五、庞加莱猜想六、黎曼假设七、杨-米尔斯存在性和质量缺口八、纳维叶斯托克斯方程的存在性与光滑性九、贝赫和斯维讷通戴尔猜想十、总结正文：数学是科学中最基本、也是最深入的一个领域，其中存在着许多未解决的难题。
这篇文章将介绍世界上十大数学难题。
一、前言数学是科学中最基本、也是最深入的一个领域，其中存在着许多未解决的难题。
这些难题涉及到数学的各个分支，包括几何、代数、数论、微积分等等。
本文将介绍世界上十大数学难题。
二、费尔马大定理费尔马大定理是数学领域中最著名的未解决问题之一。
它是由法国数学家皮埃尔·德·费尔马在17世纪提出的，他声称对于任意大于2的整数n，不存在三个正整数x、y、z，使得x^n + y^n = z^n 成立。
费尔马大定理的证明历经了几百年的努力，最终由英国数学家安德鲁·怀尔斯于1994年成功证明。
三、四色问题四色问题是一个关于平面图着色的数学问题。
它问的是：是否存在一种方法，能够用四种或更少的颜色为任何平面图着色，使得相邻的顶点颜色不同？四色问题的解决经历了数十年的努力，最终由美国数学家凯尔·普兰克和挪威数学家奥拉夫·海姆达尔于1976年成功证明。
四、哥德巴赫猜想哥德巴赫猜想是数论领域中的一个著名问题。
它由哥德巴赫于1742年提出，他猜测每个大于2的偶数都可以表示成三个质数的和。
尽管哥德巴赫猜想在数学家中引起了广泛的讨论，但它至今仍未得到证明。
五、庞加莱猜想庞加莱猜想是拓扑学领域中的一个重要问题。
它由法国数学家亨利·庞加莱在1904年提出，他猜测每个单连通的三维流形都可以通过一次连续的变形，变成一个圆柱。
庞加莱猜想在数学家中引起了长达一个世纪的关注，最终由俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼于2003年成功证明。
六、黎曼假设黎曼假设是数论领域中的一个重要问题。
世界数学七大难题(未解决)NP完全问题、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼假设、杨-米尔斯存在性和质量缺口、纳卫尔-斯托可方程、BSD猜想。
这七个问题都被悬赏一百万美元。
1.NP完全问题例：在一个周六的晚上，你参加了一个盛大的晚会。
由于感到局促不安，你想知道这一大厅中是否有你已经认识的人。
宴会的主人向你提议说，你一定认识那位正在甜点盘附近角落的女士罗丝。
不费一秒钟，你就能向那里扫视，并且发现宴会的主人是正确的。
然而，如果没有这样的暗示，你就必须环顾整个大厅，一个个地审视每一个人，看是否有你认识的人。
人们发现，所有的完全多项式非确定性问题，都可以转换为一类叫做满足性问题的逻辑运算问题。
既然这类问题的所有可能答案，都可以在多项式时间内计算，人们于是就猜想，是否这类问题，存在一个确定性算法，可以在多项式时间内，直接算出或是搜寻出正确的答案呢？这就是著名的NP=P?的猜想。
不管我们编写程序是否灵巧，判定一个答案是可以很快利用内部知识来验证，还是没有这样的提示而需要花费大量时间来求解，被看作逻辑和计算机科学中最突出的问题之一。
它是斯蒂文·考克于1971年陈述的。
2.霍奇猜想二十世纪的数学家们发现了研究复杂对象的形状的强有力的办法。
基本想法是问在怎样的程度上，我们可以把给定对象的形状通过把维数不断增加的简单几何营造块粘合在一起来形成。
这种技巧是变得如此有用，使得它可以用许多不同的方式来推广；最终导致一些强有力的工具，使数学家在对他们研究中所遇到的形形色色的对象进行分类时取得巨大的进展。
不幸的是，在这一推广中，程序的几何出发点变得模糊起来。
在某种意义下，必须加上某些没有任何几何解释的部件。
霍奇猜想断言，对于所谓射影代数簇这种特别完美的空间类型来说，称作霍奇闭链的部件实际上是称作代数闭链的几何部件的（有理线性）组合。
3.庞加莱猜想如果我们伸缩围绕一个苹果表面的橡皮带，那么我们可以既不扯断它，也不让它离开表面，使它慢慢移动收缩为一个点。
物理学中的创造力激发学生在物理学学习中发挥创造力与创新思维近年来，创新与创造力成为教育领域热议的话题。
而物理学作为一门关注自然界规律的学科，也有着助推学生发展创造力和创新思维的独特作用。
物理学的学习不仅仅是掌握公式和概念，更是培养学生观察力、实验能力和解决问题的能力。
本文将探讨物理学中的创造力激发学生在物理学学习中发挥创造力与创新思维的方法和重要性。
首先，物理学的学习过程中充满了各种实验和探索。
通过参与实验，学生可以亲身感受物理现象，并进行观察、测量、记录和分析。
在这个过程中，学生被鼓励提出问题、猜测、设计实验来验证假设。
通过实际操作和思考，学生的创造力得以激发和培养。
例如，在学习力学时，学生可以通过自己设计实验，观察并分析各种物体在同样条件下的运动规律。
这样的实践过程可以帮助学生培养观察力、动手能力和解决问题的能力，激发他们在物理学学习中的创造力和创新思维。
其次，物理学中的问题解决过程也需要学生运用创造力和创新思维。
物理学中的问题往往具有一定的复杂性和挑战性，需要学生通过分析、归纳、推理等能力来解决。
在解决问题的过程中，学生需要从不同的角度思考，提出新的解决方案，并进行评估与改进。
例如，在学习电路时，学生需要将电路的元件进行合理的连接，以实现特定的功能。
在设计电路的过程中，学生需要运用创造力来想出不同的连接方式，并基于电路原理进行分析与评估。
通过这样的实践，学生可以培养从问题出发、不断创新的思维方式，进一步发挥他们的创造力。
此外，物理学的学习过程中还存在许多未解决的问题和前沿课题。
这为学生提供了展示自己创造力与创新思维的机会。
学生可以通过参与科研项目、科学竞赛或科学论文写作等方式来深入探索物理学的未知领域，提出自己的研究方向和观点。
通过这样的实践，学生们可以培养独立思考、创新思维和科研实践能力，不仅在物理学中发挥创造力，还为将来的学习和职业发展做好充分的准备。
通过物理学的学习，学生可以培养自己的创造力与创新思维，这对他们的未来发展具有重要意义。
2005年，科技杂志《Science》提出了125个未解决的科学问题，这些问题被认为是当时科学领域中最具挑战性的。
这其中涉及了物理学、化学、生物学、地球科学、天文学等多个学科领域。
这篇文章将会深入探讨2005年science提出的125个问题，分析并解释其中一些问题的意义和挑战，并探讨这些问题对科学发展的重要性。
1. 宇宙是如何形成的？2005年science提出的问题之一，宇宙的起源一直是天文学界的难题。
从宇宙大爆炸到宇宙的演化，科学家一直试图解开宇宙形成的奥秘。
不同的宇宙学理论和观测数据提供了不同的解释，但宇宙的起源仍是一个未解之谜。
2. 生命是如何起源的？生命的起源一直是生物学领域的核心问题。
从无机物质向有机物质演化的过程，再到最早的细胞是如何诞生的，生命起源的过程充满了神秘和复杂性，这是科学界一直努力解答的问题。
3. 人类行为和思维的本质是什么？除了自然科学领域，社会科学领域也提出了许多挑战性的问题。
人类的行为和思维是社会科学研究的核心课题之一，不同的学科从不同角度解读和解释人类行为和思维的本质。
总结回顾科学界提出的125个问题涉及了自然科学、社会科学等多个领域，这些问题小到微观的原子结构，大到宏观的宇宙形成，涵盖了整个科学研究的广度和深度。
这些问题的意义不仅在于引领着科学家们前进的方向，更在于这些问题的解答将对我们深刻认识世界、认识自身产生重要影响。
个人观点和理解我认为，这些未解之谜不仅仅是科学领域的挑战，更是人类对自然和人类自身的认知的挑战。
随着科学技术的不断发展，相信这些问题中的大部分将会被一一解答，而这一过程也将进一步推动科学的发展，促进人类对自然和自身的认知进步。
不知道这样的文章是否符合你指定的要求，希望能对你有所帮助。
科学界提出的125个未解之谜确实涵盖了广泛的领域，这些问题们都具有重要的意义和挑战性。
在接下来的文中，我们将深入探讨这些问题，并分析它们对科学发展的重要性。
让我们来谈谈宇宙的形成。
纯理论方面的问题这里列出的基础理论问题或理论构想缺乏实验证明。
在这些问题之间，可能有强烈的相互关联。
例如，额外维度或超对称可能有办法解释级列问题（hierarchy problem）。
物理学者认为，完整无瑕的量子引力理论应该能够解释大多数列出的问题（除了稳定岛问题以外）。
量子引力、物理宇宙学、广义相对论真空剧变（vacuum catastrophe）从航海家探测卫星测量到的数据所推断出的真空能量密度上限为1014 GeV/m3，而从量子场论计算出的零点能密度却为10121 GeV/m3，两个数值竟然相差了107个数量级。
这差异被惊叹为“物理史上最差劲的理论预测”，并且很多物理学者认为这显示出当今物理理论的重大瑕疵。
量子引力如何整合量子力学和广义相对论成为完整一致的理论（即量子场论）？最基础而言，时空是否是连续的，还是离散的？这完整一致的理论是否涉及由一种假定的引力子所传递的作用力，还是从时空离散结构衍生的产物（圈量子引力论的理论）？在超小尺度、超大尺度或其它极端案例，广义相对论的预测与量子引力理论有什么差异？黑洞、黑洞资讯、黑洞辐射理论预期的黑洞热辐射现象是否属实？此种辐射是否带有关于黑洞内部结构的资讯，如同规范-引力二元性（gauge-gravity duality）所建议，还是不然，如同史蒂芬·霍金的原本计算？若为不然，则黑洞能够蒸发干净，注意到量子力学并没有给出摧毁资讯的机制，那么，储存于黑洞的资讯又会怎么样？是否黑洞蒸发到某一程度就会自动停止，只剩下残余黑洞？根据无毛定理，黑洞只有三种属性：质量、电荷量、角动量；除此以外，没有任何内部结构。
这定理是否正确？为何尚未找出探勘黑洞内部的方法？额外维度大自然是否拥有多于四个时空维度。
假若答案为“是”，则到底有多少时空维度？维度是不是宇宙的基本属性，还是其它物理定律的合理结果？物理实验能否观测到更高维度的证据？宇宙暴胀（cosmic inflation）宇宙暴胀理论是否正确？若为正确，这段时期所发生事件的细节为何？这造成暴胀的假定暴胀场（inflation field）到底为何？假若暴胀在过去某一时间曾经发生，有否有可能借着量子力学涨落的暴胀机制，继续自我维持暴胀，因此在宇宙某超远处，这暴胀仍旧正在进行中？“泡沫宇宙”示意图，宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常数，人类的“宇宙”不过是其中的一个“泡沫”而已多重宇宙有否足够的物理理论基础来支持期待其它宇宙的存在，虽然这些宇宙从根本而言是无法观测到的？例如，量子力学的多世界是否存在？在这些宇宙里，在高能量状况，由于使用别种方式破坏物理力的明显对称，所造成的物理定律是否会迥然不同。
使用人择原理来消解全局宇宙困境是否正确？宇宙监督假设（cosmic censorship hypothesis）黑洞内部有一个奇点。
通常在这奇点的外围有一层事件视界，速度最快的光波也无法逃离到事件视界之外。
裸奇点是缺乏事件视界的奇点。
由于没有事件视界隔离，物理学者可以观测到裸奇点的物理行为。
但是，至今为止，物理学者尚未观测到裸奇点的蛛丝马迹。
物理学者怀疑，从实际物理的初始条件是否能形成裸奇点？罗杰·彭罗斯提出的“宇宙监督假设”表明，这是不可能的事。
但是，物理学者还不能证明这假设的任何版本为正确无误。
时序保护猜想在广义相对论的爱因斯坦场方程的某些解答中，会出现有封闭类时曲线，即粒子移动于时空的世界线为封闭回路，从初始点移动经过一段路程后，又会返回初始点。
封闭类时曲线意味着一种时间旅行，能够返回过去的时间旅行。
史蒂芬·霍金的时序保护猜想表明，强烈地不允许任何除了微观尺度以外的时间旅行。
结合广义相对论与量子力学在一起的量子引力理论，能否排除封闭类时曲线的可能性？时间箭头物理学在微观（microscopic）的层次几乎完全是时间对称（time symmetry）的。
这意味着，假设将时间流逝的方向倒转，则原本物理定律仍然会保持为正确。
但是在宏观层次，时间存在着明显的流逝方向。
时间箭头就是用于描述这种不对称的现象。
由于时间演进和时间反演而产生的不同物理现象，它们给出的关于时间属性的资料为何？根据CPT对称（CPT symmetry）理论，从CP破坏的证实可以立即断言时间是无法反演的。
因此，时间对称性不成立，时间箭头可以建立起来。
但是，这方法并不是直接地，而是间接地证实时间对称性不成立。
测量基本粒子的内禀电偶极矩实验可以更强烈、更直接地证实这性质。
假设基本粒子拥有内禀电偶极矩，则宇称对称性和时间对称性都会被破坏。
更详尽细节，请查阅基本粒子的电偶极矩。
对于各种粒子的电偶极矩，现在最准确的实验测值为中子：[6]、电子：[7]、水银：[8]。
另外一个衍生的问题是，为什么CP破坏只有在某些弱相互作用的衰变中才能观测得到，例如K介子衰变（kaon decay），而在其它相互作用都观测不到？局域性原理（principle of locality）与非局域现象局域性原理表明，物体只会被其紧邻周遭环境事物影响。
1935年，阿尔伯特·爱因斯坦等发表EPR吊诡，量子力学的基础理论，因为违背了局域性原理，可能在某方面不正确。
三十年之后，约翰·贝尔（John Bell）提出反驳，局域隐变量理论（local hidden variable theory）不能复制量子力学的所有预测。
在量子力学里，是否会出现非局域现象？假设非局域现象存在，这是否只局限于资讯传输；能量或物质能否能以非局域方式的传播？在哪种状况可以观测到非局域现象？非局域现象的存在与否，对于时空的基本结构，有什么含意？非局域现象与量子纠缠有什么关联？如何借着非局域现象来显明量子力学基础性质的正确诠释？宇宙的终极命运根据天文观测和宇宙学理论，可以对可观测宇宙未来的演化作出预言。
宇宙最终是否走向热寂、大崩坠、大撕裂、大反弹，还是按照多重宇宙论的论述，可能存在很多各种各样的宇宙，新的宇宙可能正在诞生，同时老旧的宇宙可能正在湮灭，但整个平行宇宙永远不会完全终结？高能物理学／粒子物理学希格斯机制希格斯粒子是标准模型预言的一种自旋为零的玻色子，预期将可以帮助解释宇宙万物的质量。
但是，至今尚未在实验中观察到，是标准模型中最后一种未被发现的粒子。
请问希格斯粒子是否存在？假若不存在，则可否采纳无希格斯模型（higgsless model）？假若存在，是否还存在有其它种类的希格斯粒子？欧洲核子研究组织于2012年7月4日宣布大型强子对撞器发现的新玻色子是否就是希格斯玻色子？级列问题（hierarchy problem）为什么引力是那么的微弱？只有当质量在普朗克尺度时，大约为1019 GeV，超大于电弱尺度（electroweak scale）（246 GeV，电弱理论描述的物理行为所涉及的能量），引力才会显得强劲。
为什么这尺度的相差会有如天壤之别？是什么物理过程使得电弱尺度的物理量，例如希格斯粒子的质量，无法获得普朗克尺度数量级的量子修正？请问这是因为超对称、额外维度，还是人择的精细调整（fine-tuning）？绝对无法从磁棒制备出磁单极子。
假设将磁棒一切为二，则不会发生一半是指北极，另一半是指南极的状况，而会是切开的每一个部分都有其自己的指北极与指南极。
磁单极子绝对无法从磁棒制备出磁单极子。
假设将磁棒一切为二，则不会发生一半是指北极，另一半是指南极的状况，而会是切开的每一个部分都有其自己的指北极与指南极。
在最初宇宙、高能量的时期，粒子有否带有磁荷？若有，则为何现在那么难侦测到它们？现在有没有任何磁单极子仍旧存在？（保罗·狄拉克指出，某种磁单极子的存在可以解释电荷量子化）。
质子衰变与大统一理论怎样能够将量子场论的三种不同的基本相互作用，即强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用，统一成为单独一种相互作用？至今为止，一些常见的主流大统一模型为SO(10)模型、乔吉-格拉肖模型（Georgi–Glashow model）等等。
由于这些模型预测的新粒子的质量为大统一尺度（GUT scale）数量级，大大地超过碰撞实验的可能范围，所以，物理学者无法做实验直接观测到这些新粒子。
因此，物理学者必需使用间接方法，例如，质子衰变实验、基本粒子电偶极矩实验、中微子属性实验、磁单极子侦测实验等等。
注意到质子为质量最轻的重子，质子是否为绝对的稳定？倘若不是，质子的半衰期为何？日本的超级神冈侦测器并没有确切地侦测到任何质子衰变事件。
从实验得到的数据，质子的寿命被设定为超过1033年。
超对称时空超对称是否正确？超对称破坏（supersymmetry breaking）是怎样发生的，是为什么发生的？超对称是否能够稳定电弱尺度，避免大幅度量子修正？最轻的超对称粒子是否为暗物质的组成成分之一？第四代夸克与轻子由于共同提出卡比博-小林-益川矩阵来解释CP破坏的现象，并且给出了标准模型会允许多达三代夸克与轻子存在的原因，小林诚与益川敏英因此荣获2008年诺贝尔物理学奖。
这理论并没有限制最多只能有三代。
那么，有否可能找到第四代夸克或轻子？是否能够构想出解释不同代粒子之间质量差异的理论，一种关于汤川耦合（Yukawa coupling）的理论？中微子宇宙演化与中微子的关系？中微子的属性为何？中微子的质量为何？反物质在宇宙中，为什么侦测实验结果显示，物质比反物质多很多？大爆炸应该制造出同样数量的粒子与反粒子，而粒子会和反粒子湮灭产生光子。
因此宇宙应该充满了光子，而不会有很多物质存在。
但是，宇宙现在的状况并不是这样。
在大爆炸发生之后，一定有某些物理定律不平等地作用于物质与反物质。
请问这些物理定律为何？在最初宇宙是否有某些作用力存在，但是后来随着宇宙演化，这些作用力已消失无踪？核子物理学理论稳定岛的三维描绘图。
量子色动力学强相互作用物质有哪些相态？在宇宙中，这些相态的角色为何？核子的内部结构为何？量子色动力学对于强相互作用物质的属性方面的预测为何？哪种机制主掌了夸克和胶子的变迁为π介子与核子？是什么机制造成了量子色动力学的重要特色：夸克禁闭与渐近自由（asymptotic freedom）？怎样将量子色动力学与广义相对论合并为一个完整理论？核子天文物理学（nuclear astrophysics）中子星和稠密核物质（nuclear matter）的物理性质为何？描述宇宙中各种元素的核合成过程？驱动恒星与星际爆炸的核子反应为何？原子核核力如何将质子与中子结合为稳定原子核（stable nucleus）？稳定岛有些化学元素的原子核，其质子和中子的数目恰巧为魔数数目，核物理学家推测这些化学元素特别稳定。
这理论称为稳定岛理论。
鉴于这理论，最沉重的稳定或介稳定原子核为何其它量子混沌（quantum chaos）对应原理表明，经典力学是量子力学的经典极限，怎样以量子力学来表述经典的混沌动力系统？量子测量哪一种量子力学的诠释最为正确？量子理论对于大自然的描述，包括量子态叠加、波函数坍缩、量子退相干等等，怎样解释作实验观测到的大自然？换另外一种方法，应用测量问题（measurement problem）来表明，即造成波函数坍缩为确定态的量子测量是由哪种程序构成的？物理资讯（physical information）除了黑洞或波函数坍缩以外，还有哪些物理现象，不可挽回地湮灭了关于其先前所处状态的资讯？万有理论又称为“终极理论”，万有理论试图解释与联结所有已知的物理现象，并且预测在原则上可行的任何实验的结果。
