21世纪十大待解科学谜团:时间本质到底是什么(图)

　　热门科幻大片《星际穿越》剧照，片中的宇航员试图找到另一颗适居行星。

　　1月30日报道 美国科学新闻网站1月28日报道称，过去几百年科学的发展很迅速。不过，时至今日，还有许多未解之谜，本世纪我们还剩86年去解开它们。

　　10.生命是如何起源的？

　　这个问题看起来似乎并不难，却总是解决不了。对于生命基本构成是如何在原始条件下产生，或者是如何从太空来到地球的，不断有各种新发现冒出来。

　　9.暗物质到底是什么？

　　80多年前天文学家就发现，太空中的引力远比可见物质能产生的引力要多。探索产生额外引力的那种未知亚原子粒子是一项艰苦的工作。一些实验中得到的线索总是在其他实验中被推翻。

　　8.推动宇宙加速的暗能量本质是什么？

　　假如你觉得暗物质太难研究了，那么试试解释暗能量吧。有一种物质在推动着宇宙以日益加快的速度膨胀。但暗能量的本质仍是个谜。

　　7.如何衡量证据？

　　这个问题太神秘了，以至于许多科学家都没有意识到它的存在。举个例子：你做了一个实验，得到具有重要统计学意义的数据结果，然后重复实验，结果一样，那你就会认为这样得到的证据比做一次实验要强。但假如第二次实验得出的数据意义稍弱一些，那么两次实验的合并P值反而更弱了，尽管实验证据原本应被认为是更强的。

　　6.基因、癌症和运气

　　你最近可能听到了这样的说法，即大多数癌症患者都是因为运气不佳，美国《科学》周刊发表的一份研究报告就是这样说的。该研究引发了抗议之声，有人认为这种说法会给公众“传递错误的信息”。专家们对随机突变（坏运气）、遗传（父母的原因）、生活方式（你自己的原因）和环境（别人的原因）等因素到底孰轻孰重也意见不一。把这些问题理出头绪，同时解决有关癌症的其他谜团应是21世纪科学界最重要的任务之一。

　　5.空间还有多出来的维度吗？

　　我不知道为什么会有人这么问，就我看来，并没有多出的维度。不管有多少维度，它们都是必要的。这个问题或许应该这样问：空间到底有多少维度？许多物理学家认为，物理学要想正确地解释宇宙，普通的三维肯定是不够的。理解这个问题的关键是“卡-丘”空间——这是个能以无数不同的方式蜷缩的高维空间，要想探查到其中有多少额外的维度存在是非常困难的。要想知道这其中无数可能性中哪种是与我们所生存的宇宙相对应，那就难上加难了。

　　4.时间的本质

　　这么多谜团，解决它们的时间又很紧迫，除非我们了解了时间的本质，也许就能找到些利用时间的捷径。时间持续和逝去的本质是什么——是虚幻的还是以某种难以琢磨的方式“真实”存在？时间的方向是什么——总是向前走吗？为什么？时间旅行可能吗？信息能向过去传递吗？也许最大的谜团就是，这些有关时间的问题是相互联系的还是各自独立的？

　　3.量子引力

　　量子物理学和广义相对论似乎都准确地描述了宇宙及其组成，但这两者看起来却互不相容。要把它们合并成统一的理论就像在美国国会达成妥协那么难。不过还是有线索的。1930年，爱因斯坦试图驳倒量子力学（主要是海森堡不确定性原理），他提出，在秤上挂一个盒子，在盒子上绑一个时钟，这样就既能测量光子的质量，又能测量逃逸出盒子的确切时间（根据海森堡原理，两者是不能同时测量的）。不过丹麦科学家尼尔斯·玻尔指出，时钟上的时间是不确定的，因为随着盒子在引力场中向上移动，爱因斯坦的相对论就会需要时间的变化，那样所带来的不确定性就与海森堡时间测定中的一样。

　　2.其他地方存在智慧生命吗？

　　似乎很有可能，因为外星球的数量太多了。但要找到外星生命肯定需要接收到确切的信息。搜寻外星文明研究所等机构就在寻找这类信息，但迄今还未成功。有两种可能的解释：第一，根本没有这样的信息。第二，有信息，但没人知道怎么探测或破译。

　　1.量子纠缠的意义

　　所有关于量子的谜团都没有令人满意的解答，不过假如量子纠缠问题得到解决，其他问题都会迎刃而解。纠缠发生在有着共同历史却又相互分离的部分组成的系统中；测量其中一个部分会揭示出测量其“远亲”时的结果。纠缠是一种自然现象，也在实验中得到了很好的证实。它表明，时间和空间不会像束缚人类活动那样束缚量子现象。有关量子纠缠的最新需要解开的问题包括黑洞。黑洞看起来可以出现纠缠，这显然跟它们通过虫洞相连接差不多。相关研究显示，空间、时间和引力都是一个巨大的量子纠缠网络的组成部分。