ปัญหาฟิสิกส์
ลักษณะของแสงคืออะไร?
แสงในบางกรณีมีพฤติกรรมเหมือนคลื่น และในบางกรณีก็มีลักษณะเหมือนอนุภาค คำถามคือ เขาคืออะไร? ไม่อย่างใดอย่างหนึ่งหรืออื่น ๆ อนุภาคและคลื่นเป็นเพียงการแสดงพฤติกรรมของแสงอย่างง่าย อันที่จริง แสงไม่ใช่อนุภาคหรือคลื่น แสงกลับกลายเป็นว่าซับซ้อนกว่าภาพที่แสดงให้เห็นอย่างง่ายเหล่านี้
เงื่อนไขภายในหลุมดำคืออะไร?
หลุมดำพิจารณาในบทที่ 1 และ 6 มักจะเป็นแกนที่ยุบตัวของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่รอดชีวิตจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา พวกมันมีความหนาแน่นมากจนแม้แต่แสงก็ไม่สามารถทิ้งความลึกได้ เนื่องจากการอัดตัวของหลุมดำภายในขนาดมหึมา กฎฟิสิกส์ปกติจึงไม่มีผลกับหลุมดำ และเนื่องจากไม่มีสิ่งใดสามารถทิ้งหลุมดำได้ จึงไม่สามารถทำการทดลองใดๆ เพื่อทดสอบทฤษฎีบางอย่างได้
มีกี่มิติในจักรวาลและเป็นไปได้ไหมที่จะสร้าง "ทฤษฎีของทุกสิ่งที่มีอยู่"?
ตามที่ระบุไว้ในช. 2 ซึ่งกำลังพยายามแทนที่แบบจำลองมาตรฐานของทฤษฎี อาจทำให้จำนวนมิติกระจ่างชัดเจนขึ้น รวมทั้งนำเสนอ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" ให้เราทราบ แต่อย่าให้ชื่อหลอกคุณ หาก "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจธรรมชาติของอนุภาคมูลฐาน รายการปัญหาที่ยังไม่ได้แก้ไขที่น่าประทับใจก็รับประกันได้ว่าทฤษฎีดังกล่าวจะปล่อยให้คำถามสำคัญๆ มากมายที่ยังไม่ได้รับคำตอบ เช่นเดียวกับข่าวลือเกี่ยวกับการตายของ Mark Twain ข่าวลือเกี่ยวกับการตายของวิทยาศาสตร์ที่มี "ทฤษฎีของทุกสิ่งที่มีอยู่" นั้นเกินจริงเกินไป
การเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้หรือไม่?
ตามทฤษฎีแล้ว ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ช่วยให้เดินทางได้ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบที่จำเป็นต่อหลุมดำและ "รูหนอน" ในทางทฤษฎี จะต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ซึ่งเกินความสามารถทางเทคนิคในปัจจุบันของเรามาก คำอธิบายที่ชัดเจนของการเดินทางข้ามเวลามีอยู่ในหนังสือของ Michio Kaku Hyperspace (1994) และ Images (1997) และบนเว็บไซต์ http://mkaku. องค์กร
สามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้หรือไม่?
หอสังเกตการณ์บางแห่งกำลังยุ่งอยู่กับการค้นหาหลักฐานของคลื่นความโน้มถ่วง หากพบคลื่นดังกล่าว ความผันผวนเหล่านี้ในโครงสร้างกาลอวกาศเองจะบ่งบอกถึงหายนะที่เกิดขึ้นในจักรวาล เช่น การระเบิดซุปเปอร์โนวา การชนกันของหลุมดำ และอาจยังไม่ทราบเหตุการณ์ สำหรับรายละเอียด โปรดดูบทความเรื่อง "Space-Time Ripples" ของ W. Waite Gibbs
อายุขัยของโปรตอนคือเท่าไร?
บางทฤษฎีที่อยู่นอกแบบจำลองมาตรฐาน (ดูบทที่ 2) ทำนายการสลายตัวของโปรตอน และตัวตรวจจับหลายตัวได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อตรวจจับการสลายตัวดังกล่าว แม้ว่าจะยังไม่ได้สังเกตการสลายตัวเอง แต่ขีด จำกัด ล่างของครึ่งชีวิตของโปรตอนอยู่ที่ 10 32 ปี (อายุเกินของจักรวาลอย่างมีนัยสำคัญ) ด้วยการกำเนิดของเซ็นเซอร์ที่มีความละเอียดอ่อนมากขึ้น อาจเป็นไปได้ที่จะตรวจจับการสลายตัวของโปรตอน หรืออาจจำเป็นต้องย้ายขีดจำกัดล่างของครึ่งชีวิตของมัน
ตัวนำยิ่งยวดเป็นไปได้ที่อุณหภูมิสูงหรือไม่?
ความเป็นตัวนำยิ่งยวดเกิดขึ้นเมื่อความต้านทานไฟฟ้าของโลหะลดลงเหลือศูนย์ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว กระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในตัวนำจะไหลโดยไม่สูญเสีย ซึ่งเป็นลักษณะของกระแสธรรมดาเมื่อผ่านตัวนำ เช่น ลวดทองแดง ปรากฏการณ์ของความเป็นตัวนำยิ่งยวดเกิดขึ้นครั้งแรกที่อุณหภูมิต่ำมาก (เหนือศูนย์สัมบูรณ์ -273 °C) ในปี 1986 นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการผลิตวัสดุตัวนำยิ่งยวดที่จุดเดือดของไนโตรเจนเหลว (-196 °C) ซึ่งอนุญาตให้มีการสร้างผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมแล้ว กลไกของปรากฏการณ์นี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ แต่นักวิจัยกำลังพยายามที่จะบรรลุความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียพลังงาน
จากหนังสือ น่าสนใจเกี่ยวกับดาราศาสตร์ ผู้เขียน Tomilin Anatoly Nikolaevich5. ปัญหาการนำทางท้องฟ้าเชิงสัมพัทธภาพ หนึ่งในการทดสอบที่น่าขยะแขยงที่สุดที่นักบินและตอนนี้เป็นนักบินอวกาศต้องเผชิญ ตามที่แสดงในภาพยนตร์คือม้าหมุน เราซึ่งเป็นนักบินในอดีตเคยเรียกมันว่า "เครื่องเล่นแผ่นเสียง" หรือ "เครื่องแยก" คนที่ไม่ใช่
จากหนังสือ ห้าปัญหาวิทยาศาสตร์ที่ยังไม่แก้ ผู้เขียน วิกกินส์ อาเธอร์ปัญหาที่แก้ไขไม่ได้ ตอนนี้เราเข้าใจแล้วว่าวิทยาศาสตร์เข้ากับจิตใจของมนุษย์อย่างไรและทำงานอย่างไร เราจะเห็นได้ว่าความเปิดกว้างของมันช่วยให้เราสามารถเข้าใจจักรวาลได้อย่างสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ปรากฏการณ์ใหม่กำลังเกิดขึ้น
จากหนังสือ The World in a Nutshell [ill. หนังสือนิตยสาร] ผู้เขียน ฮอว์คิง สตีเฟน วิลเลียมปัญหาของเคมี องค์ประกอบของโมเลกุลกำหนดลักษณะที่ปรากฏของมันได้อย่างไร การรู้โครงสร้างการโคจรของอะตอมในโมเลกุลอย่างง่ายทำให้ง่ายต่อการกำหนดลักษณะที่ปรากฏของโมเลกุล อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการศึกษาทางทฤษฎีเกี่ยวกับการปรากฏตัวของโมเลกุลที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีความสำคัญทางชีววิทยา ยังไม่มีการศึกษา
จากหนังสือ History of the Laser ผู้เขียน แบร์โตล็อตติ มาริโอปัญหาทางชีววิทยา สิ่งมีชีวิตทั้งหมดพัฒนาจากไข่ที่ปฏิสนธิเพียงตัวเดียวได้อย่างไร? 4: โครงสร้างและจุดประสงค์ของโปรตีโอมคืออะไร? แน่นอน สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีของมันเอง
จากหนังสือ ปัญหาปรมาณู โดย Ren Philipปัญหาธรณีวิทยา อะไรทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในสภาพอากาศของโลก เช่น ภาวะโลกร้อนและยุคน้ำแข็ง? ธารน้ำแข็งกำลังเคลื่อนตัวขึ้นและลดลงทั่วทุกแห่ง
จากหนังสือ อันตรายจากดาวเคราะห์น้อย: เมื่อวาน วันนี้ พรุ่งนี้ ผู้เขียน ชูสตอฟ บอริส มิคาอิโลวิชปัญหาทางดาราศาสตร์ เราอยู่ตามลำพังในจักรวาลหรือไม่ แม้จะไม่มีหลักฐานการทดลองใดๆ เกี่ยวกับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตนอกโลก แต่ก็มีทฤษฎีมากมายในหัวข้อนี้ เช่นเดียวกับความพยายามที่จะตรวจจับข่าวจากอารยธรรมที่ห่างไกล
จากหนังสือ The New Mind of the King [ในคอมพิวเตอร์ การคิด และกฎฟิสิกส์] ผู้เขียน เพนโรส โรเจอร์ปัญหาที่ยังไม่แก้ของฟิสิกส์สมัยใหม่
จากหนังสือ Gravity [จากลูกแก้วถึงรูหนอน] ผู้เขียน Petrov Alexander Nikolaevichปัญหาเชิงทฤษฎี รายการ Wikipedia Psychedelic - สิงหาคม 2013 ด้านล่างคือรายการปัญหาที่ยังไม่แก้ในฟิสิกส์สมัยใหม่ ปัญหาเหล่านี้บางส่วนมีลักษณะเป็นทฤษฎี ซึ่งหมายความว่าทฤษฎีที่มีอยู่ไม่สามารถอธิบายบางอย่างได้
จากหนังสือ นิรันดร. เรื่องราวของความหลงใหล ผู้เขียน Ord-Hume Arthurบทที่ 14 วิธีแก้ปัญหา พบปัญหาหรือหลายปัญหาด้วยวิธีแก้ปัญหาเดียวกัน? การประยุกต์ใช้เลเซอร์ ในปี พ.ศ. 2441 เวลส์ได้จินตนาการในหนังสือของเขาเรื่อง The War of the Worlds การครอบครองโลกของดาวอังคารโดยใช้รังสีมรณะที่สามารถทะลุผ่านก้อนอิฐ เผาป่าไม้ และ
จากหนังสือทฤษฎีอุดมคติ [การต่อสู้เพื่อสัมพัทธภาพทั่วไป] ผู้เขียน เฟอเรร่า เปโดรครั้งที่สอง ด้านสังคมของปัญหา ปัญหานี้ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสำคัญที่สุดและน่าสนใจที่สุด เนื่องจากความซับซ้อนอย่างมาก เราจึงจำกัดตนเองไว้ที่นี่เฉพาะการพิจารณาทั่วไปเท่านั้น1. การเปลี่ยนแปลงภูมิศาสตร์เศรษฐกิจโลก ดังที่เราเห็นข้างต้น ต้นทุน
จากหนังสือของผู้เขียน1.2. มุมมองทางดาราศาสตร์ของปัญหา ACH ประเด็นในการประเมินความสำคัญของอันตรายจากดาวหางดาวเคราะห์น้อยนั้น ประการแรก ด้วยความรู้เรื่องประชากรของระบบสุริยะโดยวัตถุขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งวัตถุที่สามารถชนกับโลกได้ ความรู้ดังกล่าวจัดทำโดยดาราศาสตร์
จากหนังสือของผู้เขียน จากหนังสือของผู้เขียน จากหนังสือของผู้เขียนปัญหาใหม่ของจักรวาลวิทยา ให้เรากลับไปที่ความขัดแย้งของจักรวาลวิทยาที่ไม่สัมพันธ์กัน จำได้ว่าเหตุผลของความโน้มถ่วงที่ผิดธรรมดาคือไม่มีสมการเพียงพอที่จะกำหนดเอฟเฟกต์ความโน้มถ่วงอย่างเฉพาะเจาะจง หรือไม่มีวิธีตั้งค่าให้ถูกต้อง
จากหนังสือของผู้เขียน จากหนังสือของผู้เขียนบทที่ 9 ปัญหาของการรวมเข้าด้วยกัน ในปี 1947 นักศึกษาจบใหม่ Bryce DeWitt ได้พบกับ Wolfgang Pauli และบอกเขาว่าเขากำลังทำงานเกี่ยวกับการวัดปริมาณสนามโน้มถ่วง Devitt ไม่เข้าใจว่าทำไมแนวคิดที่ยอดเยี่ยมสองข้อของศตวรรษที่ 20 - ฟิสิกส์ควอนตัมและทฤษฎีทั่วไป
- การแปล
แบบจำลองมาตรฐานของอนุภาคมูลฐานและปฏิสัมพันธ์ของเราเพิ่งจะสมบูรณ์อย่างที่ใครๆ ก็ปรารถนา อนุภาคมูลฐานทุกอนุภาค - ในทุกรูปแบบที่เป็นไปได้ - ถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ วัดผล และกำหนดคุณสมบัติสำหรับทุกคน ควาร์ก แอนติควาร์ก เทานิวทริโน และแอนตินิวตริโนที่ถือครองยาวนานที่สุด และในที่สุด ฮิกส์โบซอน ก็ตกเป็นเหยื่อของความสามารถของเรา
และสุดท้าย ฮิกส์โบซอน ยังแก้ปัญหาเก่าของฟิสิกส์ได้ด้วย ในที่สุด เราก็สามารถแสดงให้เห็นว่าอนุภาคมูลฐานได้มวลมาจากไหน!
ทุกอย่างเจ๋ง แต่วิทยาศาสตร์ยังไม่จบเมื่อคุณไขปริศนานี้เสร็จ ตรงกันข้าม มันทำให้เกิดคำถามสำคัญ และหนึ่งในนั้นคือ "อะไรต่อไป" สำหรับ Standard Model เราสามารถพูดได้ว่าเรายังไม่ทราบทุกอย่าง และสำหรับนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ คำถามข้อหนึ่งมีความสำคัญเป็นพิเศษ ในการอธิบาย ให้พิจารณาคุณสมบัติต่อไปนี้ของแบบจำลองมาตรฐานก่อน
ในอีกด้านหนึ่ง การโต้ตอบที่อ่อนแอ แม่เหล็กไฟฟ้า และแรงอาจมีความสำคัญมาก ขึ้นอยู่กับพลังงานและระยะทางที่เกิดปฏิกิริยา แต่แรงโน้มถ่วงไม่ได้เป็นเช่นนั้น
เราสามารถหาอนุภาคมูลฐานสองอนุภาค - มวลใด ๆ และขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ใด ๆ - และพบว่าแรงโน้มถ่วงมีขนาด 40 คำสั่งที่อ่อนแอกว่าแรงอื่น ๆ ในจักรวาล ซึ่งหมายความว่าแรงโน้มถ่วงนั้นอ่อนกว่าแรงทั้งสาม 10 40 เท่า ตัวอย่างเช่น แม้ว่าพวกมันจะไม่ใช่ปัจจัยพื้นฐาน แต่ถ้าคุณเอาโปรตอนสองตัวและกระจายพวกมันออกจากกันหนึ่งเมตร แรงผลักแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างพวกมันจะแรงกว่าแรงดึงดูด 10 40 เท่า หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง เราต้องเพิ่มแรงโน้มถ่วงขึ้น 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 เท่า เพื่อให้เท่ากับแรงอื่นใด
ในกรณีนี้ คุณไม่สามารถเพิ่มมวลของโปรตอนได้เพียง 1,020 เท่า ดังนั้นแรงโน้มถ่วงจะดึงพวกมันมารวมกันเพื่อเอาชนะแรงแม่เหล็กไฟฟ้า
ในทางกลับกัน เพื่อให้ปฏิกิริยาดังที่แสดงไว้ด้านบนเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเมื่อโปรตอนเอาชนะแรงผลักแม่เหล็กไฟฟ้า คุณจำเป็นต้องรวบรวมโปรตอน 1,056 ตัวเข้าด้วยกัน โดยการรวมตัวกันและยอมจำนนต่อแรงโน้มถ่วงเท่านั้นที่สามารถเอาชนะแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ปรากฎว่าโปรตอน 10 56 ตัวจะสร้างมวลน้อยที่สุดที่เป็นไปได้ของดาวฤกษ์
นี่คือคำอธิบายว่าจักรวาลทำงานอย่างไร - แต่ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น เราไม่รู้ เหตุใดแรงโน้มถ่วงจึงอ่อนกว่าแรงอื่นมาก เหตุใด "ประจุความโน้มถ่วง" (เช่น มวล) จึงอ่อนกว่าไฟฟ้าหรือสีมาก หรือแม้แต่อ่อนแรง
นี่เป็นปัญหาของลำดับชั้น และด้วยเหตุผลหลายประการ ปัญหาทางฟิสิกส์ที่แก้ไม่ตกมากที่สุด เราไม่รู้คำตอบ แต่เราไม่สามารถพูดได้ว่าเรางมงายอย่างสมบูรณ์ ในทางทฤษฎี เรามีแนวคิดดีๆ ในการหาทางแก้ไข และเครื่องมือในการหาหลักฐานเพื่อความถูกต้อง
จนถึงปัจจุบัน Large Hadron Collider ซึ่งเป็นเครื่องชนกันพลังงานสูงสุดเท่าที่เคยมีมา ได้รับพลังงานถึงระดับที่ไม่เคยมีมาก่อนในห้องปฏิบัติการ รวบรวมข้อมูลจำนวนมาก และสร้างสิ่งที่เกิดขึ้นใหม่ที่จุดกระทบ ซึ่งรวมถึงการสร้างอนุภาคใหม่ที่ไม่เคยเห็นมาก่อน (เช่น ฮิกส์โบซอน) และการปรากฏตัวของอนุภาครุ่นมาตรฐานที่รู้จักกันดี (ควาร์ก เลปตอน เกจโบซอน) นอกจากนี้ยังสามารถ (ถ้ามี) ในการผลิตอนุภาคอื่น ๆ ที่ไม่รวมอยู่ในแบบจำลองมาตรฐาน
มีสี่วิธีที่เป็นไปได้ที่ฉันรู้ นั่นคือ สี่แนวคิดที่ดี ในการแก้ปัญหาลำดับชั้น ข่าวดีก็คือถ้าธรรมชาติเลือกอย่างใดอย่างหนึ่ง LHC จะพบมัน! (และหากไม่ใช่ การค้นหาจะดำเนินต่อไป)
นอกเหนือจาก Higgs boson ที่ค้นพบเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยังไม่พบอนุภาคพื้นฐานใหม่ที่ LHC (ยิ่งไปกว่านั้น ไม่พบผู้สมัครอนุภาคใหม่ที่น่าสนใจเลย) และถึงกระนั้น อนุภาคที่พบก็สอดคล้องกับคำอธิบายของแบบจำลองมาตรฐานอย่างสมบูรณ์ ไม่พบคำใบ้ที่มีนัยสำคัญทางสถิติของฟิสิกส์ใหม่ ไม่ใช่สำหรับคอมโพสิต Higgs boson ไม่ใช่สำหรับอนุภาค Higgs หลายตัว ไม่ใช่สำหรับการสลายที่ไม่ได้มาตรฐาน ไม่มีอะไรแบบนั้น
แต่ตอนนี้ เราได้เริ่มรับข้อมูลจากพลังงานที่สูงขึ้นกว่าเดิม สองเท่าของพลังงานก่อนหน้านี้ จนถึง 13-14 TeV เพื่อค้นหาอย่างอื่น และอะไรคือวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้และสมเหตุสมผลสำหรับปัญหาลำดับชั้นในแนวทางนี้
1) สมมาตรยิ่งยวดหรือ SUSY สมมาตรยิ่งยวดเป็นสมมาตรพิเศษที่สามารถทำให้มวลปกติของอนุภาคใดๆ มีขนาดใหญ่พอที่แรงโน้มถ่วงจะเทียบได้กับแรงอื่นๆ เพื่อตัดกันด้วยระดับความแม่นยำที่ยอดเยี่ยม ความสมมาตรนี้ยังถือว่าทุกอนุภาคในแบบจำลองมาตรฐานมีคู่ของอนุภาคยิ่งยวด และมีอนุภาค Higgs ห้าอนุภาคและอนุภาคพิเศษของพวกมัน 5 ตัว หากมีสมมาตรเช่นนี้ จะต้องแตกสลาย มิฉะนั้นซุปเปอร์พาร์ทเนอร์จะมีมวลเท่าๆ กับอนุภาคธรรมดา และจะพบมานานแล้ว
หาก SUSY มีอยู่ในมาตราส่วนที่เหมาะสมสำหรับการแก้ปัญหาลำดับชั้น LHC ที่มีพลังงานถึง 14 TeV ควรหา superpartner อย่างน้อยหนึ่งราย และอนุภาค Higgs ตัวที่สอง มิฉะนั้น การมีอยู่ของซุปเปอร์พาร์ทเนอร์ที่หนักหน่วงมากจะนำไปสู่ปัญหาลำดับชั้นอื่นที่ไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่ดี (ที่น่าสนใจคือ การไม่มีอนุภาค SUSY เลยแม้แต่น้อยพลังงานจะหักล้างทฤษฎีสตริง เนื่องจากสมมาตรยิ่งยวดเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับทฤษฎีสตริงที่มีแบบจำลองมาตรฐานของอนุภาคมูลฐาน)
นี่คือวิธีแก้ปัญหาลำดับชั้นที่เป็นไปได้อย่างแรก ซึ่งขณะนี้ยังไม่มีหลักฐาน
เป็นไปได้ที่จะสร้างโครงยึดซุปเปอร์เย็นขนาดเล็กที่เต็มไปด้วยคริสตัลเพียโซอิเล็กทริก (ซึ่งสร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อเสียรูป) โดยมีระยะห่างระหว่างกัน เทคโนโลยีนี้ช่วยให้เราสามารถกำหนดขีดจำกัด 5-10 ไมครอนสำหรับการวัด "ขนาดใหญ่" กล่าวอีกนัยหนึ่ง แรงโน้มถ่วงทำงานตามการคาดการณ์ของสัมพัทธภาพทั่วไปบนตาชั่งที่เล็กกว่ามิลลิเมตรมาก ดังนั้นหากมีมิติพิเศษขนาดใหญ่ พวกมันจะอยู่ที่ระดับพลังงานที่ LHC ไม่สามารถเข้าถึงได้ และที่สำคัญกว่านั้น พวกมันจะไม่แก้ปัญหาเกี่ยวกับลำดับชั้น
แน่นอนว่าสามารถพบวิธีแก้ปัญหาที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงสำหรับปัญหาลำดับชั้น ซึ่งไม่สามารถพบได้ในเครื่องชนกันสมัยใหม่ หรือไม่มีวิธีแก้ปัญหาเลย มันอาจเป็นสมบัติของธรรมชาติโดยไม่มีคำอธิบายใดๆ แต่วิทยาศาสตร์จะไม่ก้าวหน้าโดยไม่พยายาม และนั่นคือสิ่งที่แนวคิดและภารกิจเหล่านี้พยายามทำ นั่นคือ ผลักดันความรู้ของเราเกี่ยวกับจักรวาลไปข้างหน้า และเช่นเคย เมื่อเริ่มต้น LHC รอบที่สอง ฉันตั้งตารอสิ่งที่อาจเกิดขึ้นที่นั่น นอกเหนือจาก Higgs boson ที่ค้นพบแล้ว!
แท็ก:
- แรงโน้มถ่วง
- ปฏิสัมพันธ์พื้นฐาน
- ถัง
กว่า 200 ปีที่ผ่านมา วิทยาศาสตร์สามารถตอบคำถามจำนวนมากเกี่ยวกับธรรมชาติและกฎหมายที่มนุษยชาติต้องเผชิญ ทุกวันนี้ ผู้คนกำลังสำรวจกาแลคซีและอะตอม สร้างเครื่องจักรที่แก้ปัญหาที่บุคคลไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยตนเอง อย่างไรก็ตาม ยังมีคำถามบางคำถามที่นักวิทยาศาสตร์ยังตอบไม่ได้ ปัญหาทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ที่ยังไม่ได้แก้ไขเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องสับสนและพยายามหาคำตอบสำหรับคำถามของพวกเขาอย่างมหาศาล
ทุกคนรู้จักการค้นพบแรงโน้มถ่วงของนิวตัน หลังจากการค้นพบครั้งนี้ โลกได้เปลี่ยนไปอย่างมาก การวิจัยของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ ทำให้เราได้มองปรากฏการณ์นี้อย่างลึกซึ้งและสดใหม่ ต้องขอบคุณทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ ที่มนุษย์สามารถเข้าใจปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับความโค้งของแสงได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถเข้าใจการทำงานของอนุภาคย่อยของอะตอม หลักการทำงานซึ่งอยู่บนพื้นฐานของกฎของกลศาสตร์ควอนตัม
ในปัจจุบัน มีหลายทฤษฎีเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงควอนตัม แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครพิสูจน์ทฤษฎีเหล่านี้ได้ แน่นอนว่าการแก้ปัญหานี้ไม่น่าจะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อชีวิตประจำวันของมนุษย์ แต่บางทีอาจช่วยไขความลึกลับที่เกี่ยวข้องกับหลุมดำและการเดินทางข้ามเวลาได้
การขยายตัวของจักรวาล
แม้ว่าที่จริงแล้วในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์รู้อยู่แล้วค่อนข้างมากเกี่ยวกับโครงสร้างทั่วไปของจักรวาล แต่ก็ยังมีคำถามมากมายที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของมัน เช่น จักรวาลสร้างขึ้นจากอะไร
ไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าจักรวาลของเรามีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และอัตราการขยายตัวของจักรวาลก็เพิ่มขึ้น สิ่งนี้ทำให้พวกเขาคิดว่าบางทีการขยายตัวของจักรวาลอาจจะไม่มีที่สิ้นสุด ในเรื่องนี้ คำถามที่เกิดขึ้น: อะไรเป็นสาเหตุของการขยายตัวของจักรวาล และทำไมอัตราการขยายตัวของมันเพิ่มขึ้น?
วิดีโอเกี่ยวกับปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่ยังไม่แก้ - การขยายตัวของจักรวาล
ความปั่นป่วนในตัวกลางที่เป็นของเหลว
ทุกคนคงรู้ดีว่าความปั่นป่วนเกิดขึ้นอย่างกะทันหันระหว่างเที่ยวบิน อย่างไรก็ตาม ในกลศาสตร์ของไหล คำนี้มีความหมายแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง การเกิดขึ้นของความปั่นป่วนในการบินนั้นอธิบายได้จากการรวมตัวของอากาศสองลำที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกัน แต่ก็ยังค่อนข้างยากสำหรับนักฟิสิกส์ที่จะอธิบายปรากฏการณ์ความปั่นป่วนในตัวกลางที่เป็นของเหลว นักคณิตศาสตร์ยังค่อนข้างงงงวยกับปัญหานี้
ความปั่นป่วนในสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลวรอบตัวบุคคลทุกที่ ตัวอย่างคลาสสิกของความปั่นป่วนดังกล่าวคือตัวอย่างของน้ำที่ไหลจากก๊อกน้ำที่แตกตัวเป็นอนุภาคของเหลวที่วุ่นวายซึ่งแตกต่างจากกระแสทั่วไป โดยธรรมชาติแล้ว ความปั่นป่วนเป็นปรากฏการณ์ที่พบได้บ่อยมาก โดยเกิดขึ้นในกระแสน้ำในมหาสมุทรและธรณีฟิสิกส์ต่างๆ
แม้จะมีการทดลองจำนวนมากซึ่งเป็นผลมาจากการได้รับข้อมูลเชิงประจักษ์บางส่วนทฤษฎีที่น่าเชื่อถือว่าสิ่งที่ทำให้เกิดความปั่นป่วนในของเหลวอย่างไรมันถูกควบคุมอย่างไรและจะปรับปรุงความโกลาหลนี้ได้อย่างไร สร้าง.
กระบวนการชราภาพเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการละเมิดทีละน้อยและสูญเสียหน้าที่ที่สำคัญโดยร่างกาย รวมถึงความสามารถในการงอกใหม่และสืบพันธุ์ เมื่อร่างกายมีอายุมากขึ้น จะไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้อีกต่อไป ทำให้ทนต่อการบาดเจ็บและโรคได้น้อยกว่ามาก
- วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาประเด็นที่เกี่ยวข้องกับความชราของร่างกายเรียกว่า gerontology
- การใช้คำว่า "ความชรา" เป็นไปได้เมื่ออธิบายกระบวนการทำลายระบบที่ไม่มีชีวิตใด ๆ เช่น โลหะ เช่นเดียวกับเมื่ออธิบายกระบวนการชราของร่างกายมนุษย์ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบคำตอบสำหรับคำถามว่าเหตุใดพืชจึงมีอายุมากขึ้น และปัจจัยใดบ้างที่เริ่มต้นโปรแกรมการชราภาพ
ความพยายามครั้งแรกในการอธิบายทางวิทยาศาสตร์ของกระบวนการเช่นความชราเกิดขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 โดย Weismann เขาแนะนำว่าความชราเป็นคุณสมบัติที่เกิดขึ้นจากวิวัฒนาการ Weisman เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตที่ไม่แก่นั้นไม่เพียงไม่มีประโยชน์เท่านั้น แต่ยังเป็นอันตรายอีกด้วย การตายของพวกเขาเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับคนหนุ่มสาว
ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้เสนอสมมติฐานค่อนข้างมากเกี่ยวกับสาเหตุของความชราในสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ ทุกทฤษฎีประสบความสำเร็จอย่างจำกัด
tardigrades อยู่รอดได้อย่างไร?
Tardigrades เป็นจุลินทรีย์ที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ พวกเขาอาศัยอยู่ในเขตภูมิอากาศและทุกทวีป พวกเขาสามารถอาศัยอยู่ที่ระดับความสูงและในทุกสภาวะ ความสามารถพิเศษของพวกเขาในการเอาชีวิตรอดหลอกหลอนนักวิทยาศาสตร์หลายคน เป็นเรื่องแปลกที่สิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกเหล่านี้สามารถอยู่รอดได้แม้ในสุญญากาศที่อันตราย ดังนั้น tardigrades หลายตัวจึงถูกนำขึ้นสู่วงโคจรโดยที่พวกเขาได้รับรังสีคอสมิกประเภทต่างๆ แต่เมื่อสิ้นสุดการทดลอง เกือบทั้งหมดยังไม่ได้รับอันตราย
สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่กลัวจุดเดือดของน้ำ พวกมันอยู่รอดได้ในอุณหภูมิที่สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์เล็กน้อย Tardigrades รู้สึกปกติที่ความลึก 11 กิโลเมตรในร่องลึกบาดาลมาเรียนา อดทนต่อแรงกดดันของมันอย่างใจเย็น
Tardigrades นั้นโดดเด่นด้วยความสามารถที่เหลือเชื่อในการแอนไฮโดรไบโอซิสนั่นคือการทำให้แห้ง ในสถานะนี้มีกิจกรรมการเผาผลาญที่ชะลอตัวลงอย่างมาก หลังจากการทำให้แห้ง สิ่งมีชีวิตนี้จะหยุดกิจกรรมการเผาผลาญของมัน และหลังจากเข้าถึงน้ำ สถานะเดิมของมันก็กลับคืนมา และ tardigrade ยังคงมีชีวิตอยู่ราวกับว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น
การศึกษาสิ่งมีชีวิตนี้สัญญาว่าจะให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ หากไครโอนิกส์มีชีวิต การใช้งานของไครโอนิกส์จะน่าทึ่งมาก ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์อ้างว่าเมื่อไขความลับของการอยู่รอดของทาร์ดิเกรดแล้วพวกเขาจะสามารถสร้างชุดอวกาศซึ่งจะสามารถสำรวจดาวเคราะห์ดวงอื่นได้และการจัดเก็บยาและยาเม็ดจะเป็นไปได้ที่อุณหภูมิห้อง
ดาราศาสตร์, ฟิสิกส์, ชีววิทยา, ธรณีวิทยา - เหล่านี้เป็นพื้นที่ที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนทำงาน ต้องขอบคุณการค้นพบของพวกเขา ทฤษฏีอันน่าเหลือเชื่อใหม่ๆ จึงปรากฏขึ้น ซึ่งดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์เมื่อสองสามทศวรรษที่แล้ว และบางที ในไม่ช้าก็จะทำให้สามารถคลี่คลายปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข
ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่ยังไม่ได้แก้ไขข้อใดที่คุณสนใจมากที่สุด เล่าสู่กันฟัง
10 ปัญหาที่ยังไม่แก้ของฟิสิกส์ยุคใหม่
ด้านล่างนี้เรานำเสนอรายการปัญหาที่ยังไม่แก้ในฟิสิกส์สมัยใหม่
ปัญหาเหล่านี้บางส่วนเป็นเรื่องทฤษฎี ซึ่งหมายความว่าทฤษฎีที่มีอยู่ไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้หรือผลการทดลองบางอย่างได้
ปัญหาอื่นคือการทดลอง ซึ่งหมายความว่ามีปัญหาในการสร้างการทดลองเพื่อทดสอบทฤษฎีที่เสนอหรือเพื่อศึกษาปรากฏการณ์ในรายละเอียดเพิ่มเติม
ปัญหาเหล่านี้บางส่วนมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด ตัวอย่างเช่น มิติเพิ่มเติมหรือสมมาตรยิ่งยวดสามารถแก้ปัญหาลำดับชั้นได้ เชื่อกันว่าทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมที่สมบูรณ์สามารถตอบคำถามเหล่านี้ได้เกือบทั้งหมด
จุดจบของจักรวาลจะเป็นอย่างไร?
คำตอบส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพลังงานมืด ซึ่งยังคงเป็นคำที่ไม่รู้จักในสมการ
พลังงานมืดมีส่วนรับผิดชอบต่อการขยายตัวอย่างรวดเร็วของจักรวาล แต่ต้นกำเนิดของมันคือความลึกลับที่ปกคลุมไปด้วยความมืด หากพลังงานมืดคงที่เป็นเวลานาน เราอาจอยู่ใน "การแข็งตัวครั้งใหญ่": เอกภพจะขยายตัวเร็วขึ้นและเร็วขึ้น และในที่สุดกาแลคซีจะอยู่ห่างจากกันมากจนความว่างเปล่าของอวกาศในปัจจุบัน ดูเหมือนเด็กเล่น
หากพลังงานมืดเพิ่มขึ้น การขยายตัวจะเร็วมากจนไม่เพียงแต่ช่องว่างระหว่างดาราจักรเท่านั้น แต่ยังเพิ่มระหว่างดวงดาวด้วย กล่าวคือ กาแล็กซีเองก็จะถูกแยกออกจากกัน ตัวเลือกนี้เรียกว่า "ช่องว่างขนาดใหญ่"
อีกกรณีหนึ่งคือพลังงานมืดจะหดตัวลงและไม่สามารถต้านแรงโน้มถ่วงได้อีกต่อไป ซึ่งจะทำให้จักรวาลขดตัว ("big crunch")
สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ ไม่ว่าเหตุการณ์จะคลี่คลายอย่างไร เราก็จะต้องถึงวาระ อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านั้นยังมีอีกหลายพันล้านหรือล้านล้านปี - เพียงพอที่จะคิดได้ว่าจักรวาลจะตายอย่างไร
แรงโน้มถ่วงควอนตัม
แม้จะมีการวิจัยเชิงรุก แต่ทฤษฏีแรงโน้มถ่วงควอนตัมยังไม่ได้สร้างขึ้น ปัญหาหลักในการสร้างคือทฤษฎีทางกายภาพสองทฤษฎีที่พยายามเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน— กลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (GR) – ขึ้นอยู่กับชุดของหลักการที่แตกต่างกัน
ดังนั้น กลศาสตร์ควอนตัมจึงถูกกำหนดให้เป็นทฤษฎีที่อธิบายวิวัฒนาการชั่วขณะของระบบทางกายภาพ (เช่น อะตอมหรืออนุภาคมูลฐาน) เทียบกับพื้นหลังของกาล-อวกาศภายนอก
ไม่มีกาลอวกาศ-เวลาภายนอกในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป - ตัวมันเองเป็นตัวแปรแบบไดนามิกของทฤษฎี ขึ้นอยู่กับลักษณะของสิ่งเหล่านั้นในนั้น คลาสสิกระบบต่างๆ
ในการเปลี่ยนไปใช้แรงโน้มถ่วงควอนตัม อย่างน้อยที่สุด จำเป็นต้องแทนที่ระบบด้วยระบบควอนตัม การเชื่อมต่อที่เป็นผลลัพธ์ต้องใช้การหาปริมาณของเรขาคณิตของกาลอวกาศและความหมายทางกายภาพของการควอนไทเซชั่นนั้นไม่ชัดเจนและไม่มีความพยายามอย่างต่อเนื่องที่ประสบความสำเร็จในการดำเนินการ
แม้แต่ความพยายามที่จะหาปริมาณทฤษฎีแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกเชิงเส้นตรง (GR) ก็ประสบปัญหาทางเทคนิคมากมาย—แรงโน้มถ่วงควอนตัมกลับกลายเป็นทฤษฎีที่ไม่สามารถปรับค่าให้เป็นมาตรฐานใหม่ได้เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าค่าคงที่โน้มถ่วงเป็นปริมาณมิติ
สถานการณ์เลวร้ายลงโดยข้อเท็จจริงที่ว่าการทดลองโดยตรงในด้านแรงโน้มถ่วงควอนตัมเนื่องจากความอ่อนแอของปฏิกิริยาโน้มถ่วงตัวเองไม่สามารถเข้าถึงเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้ ในเรื่องนี้ ในการค้นหาสูตรแรงโน้มถ่วงควอนตัมที่ถูกต้อง จนถึงตอนนี้ เราต้องอาศัยการคำนวณทางทฤษฎีเท่านั้น
ฮิกส์โบซอนไม่สมเหตุสมผลเลย ทำไมมันถึงมีอยู่?
ฮิกส์โบซอนอธิบายว่าอนุภาคอื่นๆ ได้มวลมาอย่างไร แต่ในขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดคำถามใหม่ๆ มากมาย ตัวอย่างเช่น เหตุใดฮิกส์โบซอนจึงโต้ตอบกับอนุภาคทั้งหมดต่างกัน ดังนั้น ที-ควาร์กจึงมีปฏิสัมพันธ์กับมันอย่างแรงกว่าอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นเหตุว่าทำไมมวลของตัวแรกจึงสูงกว่ามวลของอนุภาคที่สองมาก
นอกจากนี้ ฮิกส์โบซอนยังเป็นอนุภาคมูลฐานตัวแรกที่มีการหมุนเป็นศูนย์
"เรามีสาขาฟิสิกส์อนุภาคใหม่อยู่ข้างหน้าเรา" Richard Ruiz นักวิทยาศาสตร์กล่าว "เราไม่รู้ว่าธรรมชาติของมันเป็นอย่างไร"
รังสีฮอว์คิง
หลุมดำผลิตรังสีความร้อนตามที่ทฤษฎีทำนายไว้หรือไม่? รังสีนี้มีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างภายในหรือไม่ ตามการคำนวณดั้งเดิมของ Hawking?
เหตุใดจักรวาลจึงถูกสร้างขึ้นจากสสารไม่ใช่ปฏิสสาร?
ปฏิสสารก็เป็นเรื่องเดียวกัน: มันมีคุณสมบัติเหมือนกันทุกประการกับสสารที่ประกอบเป็นดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ ดาราจักร
ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือค่าใช้จ่าย ตามแนวคิดสมัยใหม่ ในจักรวาลแรกเกิด ทั้งสองถูกแบ่งเท่าๆ กัน ไม่นานหลังจากบิกแบง สสารและปฏิสสารถูกทำลายล้าง (ทำปฏิกิริยากับการทำลายล้างซึ่งกันและกันและการเกิดขึ้นของอนุภาคอื่นๆ ของกันและกัน)
คำถามคือ เป็นไปได้อย่างไรที่สารจำนวนหนึ่งยังคงอยู่? ทำไมสสารสำเร็จและปฏิสสารล้มเหลวในการชักเย่อ
เพื่ออธิบายความเหลื่อมล้ำนี้ นักวิทยาศาสตร์พยายามมองหาตัวอย่างของการละเมิด CP นั่นคือกระบวนการที่อนุภาคต้องการสลายเพื่อสร้างสสาร แต่ไม่ใช่ปฏิสสาร
“ก่อนอื่น ฉันอยากจะทำความเข้าใจว่าการสั่นของนิวตริโน (การเปลี่ยนแปลงของนิวตริโนไปเป็นแอนตินิวตริโน) แตกต่างกันระหว่างนิวตริโนและแอนตินิวตริโนหรือไม่” อลิเซีย มาริโนจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดซึ่งร่วมตอบคำถามกล่าว “จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครสังเกตเห็นสิ่งนี้ แต่เราตั้งตารอการทดลองรุ่นต่อไป”
ทฤษฎีของทุกสิ่ง
มีทฤษฎีที่อธิบายค่าของค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐานทั้งหมดหรือไม่? มีทฤษฎีที่อธิบายว่าทำไมกฎของฟิสิกส์ถึงเป็นแบบนั้น?
ทฤษฎีของทุกสิ่ง เป็นทฤษฎีทางฟิสิกส์และคณิตศาสตร์แบบรวมเป็นหนึ่งสมมุติฐานซึ่งอธิบายปฏิสัมพันธ์พื้นฐานที่ทราบทั้งหมด
ในขั้นต้น คำนี้ถูกใช้ในลักษณะแดกดันเพื่ออ้างถึงทฤษฎีทั่วไปที่หลากหลาย เมื่อเวลาผ่านไป คำนี้ติดอยู่ในความนิยมของฟิสิกส์ควอนตัมเพื่ออ้างถึงทฤษฎีที่จะรวมพลังพื้นฐานทั้งสี่ไว้ในธรรมชาติ
ในช่วงศตวรรษที่ 20 มีการเสนอ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" จำนวนมาก แต่ไม่มีคนใดที่สามารถผ่านการทดสอบเชิงทดลองได้ หรือมีปัญหาที่สำคัญในการจัดการทดสอบทดลองสำหรับผู้สมัครบางคน
โบนัส: บอลสายฟ้า
ลักษณะของปรากฏการณ์นี้คืออะไร? บอลสายฟ้าเป็นวัตถุอิสระหรือเป็นพลังงานจากภายนอกหรือไม่? ลูกไฟทั้งหมดมีลักษณะเหมือนกันหรือมีหลายประเภทหรือไม่?
บอลสายฟ้าเป็นลูกไฟเรืองแสงที่ลอยอยู่ในอากาศ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่หาดูได้ยาก
ยังไม่ได้นำเสนอทฤษฎีทางกายภาพแบบครบวงจรของการเกิดขึ้นและเส้นทางของปรากฏการณ์นี้ นอกจากนี้ยังมีทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่ลดปรากฏการณ์เป็นภาพหลอน
มีประมาณ 400 ทฤษฎีที่อธิบายปรากฏการณ์นี้ แต่ไม่มีทฤษฎีใดที่ได้รับการยอมรับอย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมทางวิชาการ ภายใต้เงื่อนไขของห้องปฏิบัติการ ได้ปรากฏการณ์ที่คล้ายกันแต่ในระยะสั้นได้หลายวิธี ดังนั้นคำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของบอลสายฟ้ายังคงเปิดอยู่ ณ ปลายศตวรรษที่ 20 ไม่มีการสร้างแท่นทดลองใด ๆ ขึ้นมาซึ่งปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้จะถูกสร้างขึ้นมาใหม่ตามคำอธิบายของพยานผู้เห็นเหตุการณ์ของสายฟ้าแลบ
เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าบอลสายฟ้าเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าโดยธรรมชาติ กล่าวคือ เป็นสายฟ้าชนิดพิเศษที่มีมาอย่างยาวนานและมีรูปร่างเป็นลูกบอลที่สามารถเคลื่อนที่ไปตามทิศทางที่คาดเดาไม่ได้ บางครั้งก็น่าประหลาดใจ วิถีของผู้เห็นเหตุการณ์
ตามเนื้อผ้า ความน่าเชื่อถือของพยานผู้เห็นเหตุการณ์สายฟ้าแลบหลายคนยังคงเป็นที่สงสัย ได้แก่:
- ข้อเท็จจริงของการสังเกตปรากฏการณ์บางอย่างเป็นอย่างน้อย
- ข้อเท็จจริงของการสังเกตบอลสายฟ้าและไม่ใช่ปรากฏการณ์อื่น
- แยกรายละเอียดของปรากฏการณ์ ให้ไว้ในคำให้การของผู้เห็นเหตุการณ์
ความสงสัยเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของคำให้การจำนวนมากทำให้การศึกษาปรากฏการณ์นี้ซับซ้อนขึ้น และยังสร้างเหตุให้เกิดการเกิดขึ้นของวัสดุโลดโผนเก็งกำไรต่างๆ ที่ถูกกล่าวหาว่าเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์นี้
ขึ้นอยู่กับวัสดุ: บทความหลายสิบบทความจาก
นิเวศวิทยาของชีวิต นอกจากงานลอจิกมาตรฐานอย่าง “ถ้าต้นไม้ล้มในป่าแล้วไม่มีใครได้ยิน มันส่งเสียงไหม” ปริศนานับไม่ถ้วน
นอกจากปัญหาเชิงตรรกะมาตรฐานอย่าง “ถ้าต้นไม้ล้มในป่าแล้วไม่มีใครได้ยิน มันจะส่งเสียงไหม” ปริศนานับไม่ถ้วนยังคงปลุกเร้าจิตใจของผู้คนที่มีส่วนร่วมในทุกสาขาวิชาของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่และมนุษยศาสตร์ต่อไป
คำถามเช่น "มีคำจำกัดความสากลของคำว่า" หรือไม่ "" สีมีอยู่จริงหรือปรากฏอยู่ในจิตใจของเราเท่านั้น" และ "ความน่าจะเป็นที่ดวงอาทิตย์จะขึ้นในวันพรุ่งนี้เป็นเท่าใด" อย่าปล่อยให้คนนอน เราได้รวบรวมคำถามเหล่านี้ในทุกด้าน: การแพทย์ ฟิสิกส์ ชีววิทยา ปรัชญา และคณิตศาสตร์ และตัดสินใจถามคำถามเหล่านี้กับคุณ คุณตอบได้ไหม?
ทำไมเซลล์ถึงฆ่าตัวตาย?
เหตุการณ์ทางชีวเคมีที่เรียกว่าอะพอพโทซิสบางครั้งเรียกว่า "การตายของเซลล์ตามโปรแกรม" หรือ "การฆ่าตัวตายของเซลล์" ด้วยเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ เซลล์จึงมีความสามารถในการ "ตัดสินใจตาย" ในลักษณะที่เป็นระเบียบและคาดหวังได้สูง ซึ่งแตกต่างจากเนื้อร้ายอย่างสิ้นเชิง (การตายของเซลล์ที่เกิดจากการเจ็บป่วยหรือการบาดเจ็บ) เซลล์ประมาณ 50-80 พันล้านเซลล์ตายอันเป็นผลมาจากการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ในร่างกายมนุษย์ทุกวัน แต่กลไกเบื้องหลังพวกมัน และแม้แต่ความตั้งใจนี้เองก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้
ในอีกด้านหนึ่ง การตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้มากเกินไปจะทำให้กล้ามเนื้อลีบและกล้ามเนื้ออ่อนแรง ในทางกลับกัน การขาดอะพอพโทซิสที่เหมาะสมจะทำให้เซลล์ขยายตัวได้ ซึ่งอาจนำไปสู่มะเร็งได้ แนวคิดทั่วไปของอะพอพโทซิสถูกอธิบายครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Karl Vogt ในปี 1842 ตั้งแต่นั้นมา มีความคืบหน้าอย่างมากในการทำความเข้าใจกระบวนการนี้ แต่ก็ยังไม่มีคำอธิบายที่สมบูรณ์เกี่ยวกับกระบวนการนี้
ทฤษฎีการคำนวณของสติ
นักวิทยาศาสตร์บางคนเปรียบกิจกรรมของจิตใจกับวิธีที่คอมพิวเตอร์ประมวลผลข้อมูล ดังนั้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 60 ทฤษฎีการคำนวณของจิตสำนึกจึงได้รับการพัฒนาและมนุษย์เริ่มต่อสู้กับเครื่องจักรอย่างจริงจัง พูดง่ายๆ ว่าสมองของคุณคือคอมพิวเตอร์ และสมองของคุณคือระบบปฏิบัติการที่ควบคุมมัน
หากคุณดำดิ่งลงไปในบริบทของวิทยาการคอมพิวเตอร์ การเปรียบเทียบนั้นง่าย: ในทางทฤษฎี โปรแกรมสร้างข้อมูลตามชุดของอินพุต (สิ่งเร้าภายนอก การมองเห็น เสียง ฯลฯ) และหน่วยความจำ (ซึ่งถือได้ว่าเป็นทั้งฮาร์ดไดรฟ์จริง) และความทรงจำทางจิตใจของเรา) . โปรแกรมถูกขับเคลื่อนโดยอัลกอริธึมที่มีจำนวนขั้นตอนที่จำกัดซึ่งทำซ้ำตามอินพุตที่ต่างกัน เช่นเดียวกับสมอง คอมพิวเตอร์ต้องแสดงสิ่งที่คอมพิวเตอร์ไม่สามารถคำนวณได้ - และนี่เป็นหนึ่งในข้อโต้แย้งที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับทฤษฎีนี้
อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีการคำนวณแตกต่างจากทฤษฎีการแสดงแทนของจิตสำนึก โดยไม่ใช่ทุกสถานะที่เป็นตัวแทน (เช่นภาวะซึมเศร้า) และด้วยเหตุนี้จะไม่สามารถตอบสนองต่ออิทธิพลของธรรมชาติของคอมพิวเตอร์ได้ แต่ปัญหาคือปรัชญา: ทฤษฎีการคำนวณของจิตสำนึกใช้งานได้ดี ตราบใดที่มันไม่เกี่ยวข้องกับ "การตั้งโปรแกรมใหม่" สมองที่หดหู่ เราไม่สามารถรีเซ็ตตัวเองเป็นการตั้งค่าจากโรงงานได้
ปัญหาที่ซับซ้อนของสติ
ในบทสนทนาเชิงปรัชญา "สติ" ถูกกำหนดให้เป็น "ควอเลีย" และปัญหาของควาเลียจะหลอกหลอนมนุษยชาติอยู่เสมอ Qualia อธิบายอาการส่วนบุคคลของประสบการณ์ที่มีสติสัมปชัญญะ - ตัวอย่างเช่นอาการปวดหัว เราทุกคนล้วนเคยประสบกับความเจ็บปวดนี้มาแล้ว แต่ไม่มีวิธีใดที่จะวัดได้ว่าเรามีอาการปวดศีรษะแบบเดียวกันหรือไม่ หรือประสบการณ์นั้นเหมือนกันหรือไม่ เพราะประสบการณ์ของความเจ็บปวดนั้นขึ้นอยู่กับการรับรู้ของเรา
แม้ว่าจะมีความพยายามทางวิทยาศาสตร์มากมายในการกำหนดจิตสำนึก แต่ก็ไม่มีใครพัฒนาทฤษฎีที่ยอมรับกันโดยทั่วไป นักปรัชญาบางคนตั้งคำถามถึงความเป็นไปได้ของเรื่องนี้
ปัญหา Getye
ปัญหาของเกอติเยร์คือ: "เป็นความรู้ที่ถูกต้องตามหลักความเชื่อหรือไม่" ปริศนาตรรกะนี้เป็นหนึ่งในสิ่งที่น่ารำคาญที่สุดเพราะต้องการให้เราคิดว่าความจริงเป็นค่าคงที่สากลหรือไม่ เธอยังนำเสนอการทดลองทางความคิดและการโต้แย้งเชิงปรัชญามากมาย ซึ่งรวมถึง "ความเชื่อที่สมเหตุสมผล":
หัวเรื่อง A รู้ว่าประโยค B เป็นจริงก็ต่อเมื่อ:
ข เป็นความจริง
และ A คิดว่า B เป็นความจริง
และ A มั่นใจว่าความเชื่อในความจริงของ B นั้นสมเหตุสมผล
นักวิจารณ์ปัญหาอย่าง Guetier โต้แย้งว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะพิสูจน์สิ่งที่ไม่เป็นความจริง (เพราะ "ความจริง" ถือเป็นแนวคิดที่ยกระดับการโต้แย้งให้อยู่ในสถานะที่ไม่สั่นคลอน) เป็นการยากที่จะกำหนดว่าความจริงมีความหมายต่อใครบางคนอย่างไร แต่ยังหมายถึงการเชื่อว่าเป็นความจริงด้วย และมันส่งผลกระทบอย่างจริงจังทุกอย่างตั้งแต่นิติเวชไปจนถึงการแพทย์
ทุกสีอยู่ในหัวของเราหรือไม่?
ประสบการณ์ของมนุษย์ที่ซับซ้อนที่สุดอย่างหนึ่งคือการรับรู้สี: วัตถุทางกายภาพในโลกของเรามีสีที่เรารู้จักและประมวลผลจริง ๆ หรือกระบวนการให้สีเกิดขึ้นในหัวของเราเท่านั้น?
เรารู้ว่าการมีอยู่ของสีนั้นเกิดจากความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน แต่เมื่อพูดถึงการรับรู้สี ระบบการตั้งชื่อทั่วไปของเรา และข้อเท็จจริงง่ายๆ ที่หัวของเรามักจะระเบิดถ้าเราเจอสีที่ไม่เคยเห็นมาก่อนในทันใด จานสีสากลของเรา แนวคิดนี้ยังคงสร้างความประหลาดใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ นักปรัชญา และคนอื่นๆ
สสารมืดคืออะไร?
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์รู้ว่าสสารมืดไม่ใช่อะไร แต่คำจำกัดความนี้ไม่เหมาะกับพวกมันเลย แม้ว่าเราจะมองไม่เห็นมันแม้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุด แต่เรารู้ว่ามีสสารมืดในจักรวาลมากกว่าสสารธรรมดา มันไม่ได้ดูดซับหรือปล่อยแสง แต่ความแตกต่างในผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุขนาดใหญ่ (ดาวเคราะห์ ฯลฯ) ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสิ่งที่มองไม่เห็นมีบทบาทในการเคลื่อนที่ของพวกมัน
ทฤษฎีนี้เสนอครั้งแรกในปี 2475 ส่วนใหญ่เป็นปัญหา "มวลหายไป" การมีอยู่ของสสารสีดำยังคงไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่ชุมชนวิทยาศาสตร์ถูกบังคับให้ยอมรับการมีอยู่ของสสารสีดำตามความเป็นจริง ไม่ว่ามันจะเป็นอะไรก็ตาม
ปัญหาพระอาทิตย์ขึ้น
ความน่าจะเป็นที่ดวงอาทิตย์จะขึ้นในวันพรุ่งนี้เป็นเท่าไหร่? นักปรัชญาและนักสถิติถามคำถามนี้มานับพันปี โดยพยายามคิดสูตรที่หักล้างไม่ได้สำหรับเหตุการณ์ประจำวันนี้ คำถามนี้มีจุดประสงค์เพื่อแสดงข้อจำกัดของทฤษฎีความน่าจะเป็น ความยากเกิดขึ้นเมื่อเราเริ่มคิดว่ามีความแตกต่างมากมายระหว่างความรู้เดิมของบุคคลหนึ่ง ความรู้เดิมของมนุษย์ และความรู้เดิมของจักรวาลว่าดวงอาทิตย์จะขึ้นหรือไม่
ถ้า พีคือความถี่ของพระอาทิตย์ขึ้นในระยะยาว และ to พีใช้การแจกแจงความน่าจะเป็นแบบสม่ำเสมอ จากนั้นจึงใช้ค่า พีเพิ่มขึ้นทุกวันเมื่อดวงอาทิตย์ขึ้นจริงและเราเห็น (บุคคล มนุษยชาติ จักรวาล) ว่าสิ่งนี้กำลังเกิดขึ้น
137 อิลิเมนต์
ตั้งชื่อตาม Richard Feynman องค์ประกอบสุดท้ายที่เสนอของตารางธาตุ "feynmanium" ของ Mendeleev เป็นองค์ประกอบทางทฤษฎีที่อาจเป็นองค์ประกอบสุดท้ายที่เป็นไปได้ หากจะเกิน #137 ธาตุต่างๆ จะต้องเคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วแสง มีการสันนิษฐานว่าองค์ประกอบที่อยู่เหนือ #124 จะไม่เสถียรพอที่จะมีอยู่นานกว่าสองสามนาโนวินาที ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบอย่างไฟน์มาเนียมจะถูกทำลายโดยการแตกตัวที่เกิดขึ้นเองก่อนที่จะสามารถศึกษาได้
สิ่งที่น่าสนใจยิ่งกว่าคือหมายเลข 137 ไม่ได้ถูกเลือกเพียงเพื่อเป็นเกียรติแก่ไฟน์แมนเท่านั้น เขาเชื่อว่าตัวเลขนี้มีความหมายลึกซึ้ง เนื่องจาก "1/137 = เกือบเท่ากับค่าคงที่ของโครงสร้างที่เรียกว่าละเอียด ซึ่งเป็นปริมาณไร้มิติที่กำหนดความแรงของปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า"
คำถามใหญ่ยังคงอยู่ องค์ประกอบดังกล่าวสามารถอยู่เหนือทฤษฎีล้วนๆ และจะเกิดขึ้นในชีวิตของเราหรือไม่?
มีคำจำกัดความสากลของคำว่า "คำ" หรือไม่?
ในภาษาศาสตร์ คำเป็นคำสั้นๆ ที่สามารถมีความหมายใดก็ได้: ในทางปฏิบัติหรือตามตัวอักษร หน่วยคำซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเล็กน้อย แต่ยังคงสื่อสารความหมายได้ ต่างจากคำหนึ่งคำ ไม่สามารถแยกออกได้ คุณสามารถพูดว่า "-stvo" และเข้าใจว่ามันหมายถึงอะไร แต่ไม่น่าเป็นไปได้ที่การสนทนาจากเรื่องที่สนใจดังกล่าวจะเข้าท่า
ทุกภาษาในโลกมีศัพท์เฉพาะของตัวเอง ซึ่งแบ่งออกเป็น lexemes ซึ่งเป็นรูปแบบของคำแต่ละคำ โทเค็นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อภาษา แต่อีกครั้ง ในความหมายทั่วไป หน่วยคำพูดที่เล็กที่สุดยังคงเป็นคำ ซึ่งสามารถยืนอยู่คนเดียวและสมเหตุสมผล อย่างไรก็ตาม มีปัญหากับคำจำกัดความ เช่น อนุภาค คำบุพบท และคำสันธาน เนื่องจากไม่มีความหมายพิเศษนอกบริบท แม้ว่าจะยังคงคำในความหมายทั่วไป
ความสามารถเหนือธรรมชาติสำหรับเงินล้าน
นับตั้งแต่ก่อตั้งในปี 2507 ผู้คนประมาณ 1,000 คนได้เข้าร่วมในการท้าทายอาถรรพณ์ แต่ยังไม่มีใครได้รับรางวัลนี้ มูลนิธิการศึกษา James Randi กำลังเสนอเงินหนึ่งล้านดอลลาร์ให้กับทุกคนที่สามารถตรวจสอบความสามารถเหนือธรรมชาติหรืออาถรรพณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้ หลายปีที่ผ่านมา สื่อจำนวนมากพยายามพิสูจน์ตัวเอง แต่พวกเขาถูกปฏิเสธอย่างเด็ดขาด เพื่อให้ทุกอย่างประสบความสำเร็จผู้สมัครจะต้องได้รับอนุมัติจากสถาบันฝึกอบรมหรือองค์กรอื่น ๆ ในระดับที่เหมาะสม
แม้ว่าผู้สมัคร 1,000 คนไม่สามารถพิสูจน์พลังจิตที่สามารถสังเกตได้ซึ่งสามารถพิสูจน์ได้ทางวิทยาศาสตร์ แต่แรนดี้กล่าวว่าผู้เข้าแข่งขัน "น้อยมาก" รู้สึกว่าความล้มเหลวของพวกเขาเกิดจากการขาดความสามารถ โดยส่วนใหญ่แล้ว ทุกคนลดความประหม่าลงได้
ปัญหาคือแทบจะไม่มีใครชนะการแข่งขันครั้งนี้ หากใครบางคนมีความสามารถเหนือธรรมชาติ หมายความว่าพวกเขาไม่สามารถอธิบายได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ตามธรรมชาติ รับหรือไม่ เผยแพร่