有什么现象是物理学家至今仍无法合理解释的？

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热门回答：

这就很多了。我认为这个分为两种。

简单、常见的的现象。但其实科学并没有很好的解决。

少见、极端的现象。科学没有合理解释。或者至今认识不是很全面。

先说第一种。有些很原始的技术。完全靠我们的经验建立「唯像模型」。一样非常可靠。但深层次的科学原理。暂时解释不清楚。

比如：混凝土

在材料学上。我们仍然不知道混凝土配比、性能之间确却的因果关系。

我不是土木工程和材料学专业。只有引用别人的答案。网易有个专栏叫《了不起的中国制造》。就谈到过混泥土问题。有兴趣可以看一下：

第二种。我们在极端环境下观测到这种现象。由于经验太少。无法很好的解释。

比如：核聚变发电的电浆约束（plasma confinement）：也即对高温高压的电浆（等离子体）进行约束。

我们常说物质有三态：气态、固态、流体态。其实还有和【等离子态】和【超临界态】等等。宇宙中物质九成是发热发光的恒星。恒星都是【等离子态】。

但是恒星是自然界的奇迹。是重力和核聚变反应两个力动态平衡的结果。

核聚变就是在地球上模拟太阳。让二者平衡。稳定、持续的释放热能。说简单一点就是让氢弹「慢慢的爆炸」。

太阳是依靠重力约束让其慢慢的爆炸。那在地球上怎么办？

这就涉及【电浆约束】。目前有两种方法：惯性约束聚变（inertial confinement fusion）和磁约束聚变（Magnetic confinement fusion）。

比如美国的国家点火系统(NIF)。用的是惯性约束聚变。而我们国家的人造太阳：EAST （Experimental Advanced SuperconductingTokamak）。用的是苏联最先研究出来【托卡马克（Tokamak）】方式。是实现磁约束核聚变的一种方法。

【托卡马克（Tokamak）】磁约束被认为最有前途。但有两个难点需要攻克：

第一。材料学上需要找到能约束电浆的可靠经久耐用的材料。对抗中子的轰击。保护人类不受核辐射。

第二。电浆在核聚变炉内。呈现出一种流体状态。因为粒子数目太多。运动太过于复杂。我们现在只有一些很少的经验。但并不能准确预测电浆流体的运动。

我们知道电磁学（电动力学）核心是麦克斯韦方程组。但是。电浆（等离子体）太复杂了。跟气体一样。会产生「电浆湍流」。而「湍流」也是流体力学的一座无法攻克的大山。

所以。目前也找不到第一原理。也就无法推理、预测。无法构建公理系统。也就无法准确的预测因果关系。所以工程上无法应用。

但是。没有公理系统也不要紧。依靠经验建立【唯像模型】。在工程上一样很完美的应用。

但麻烦的是。电浆不是水或者气体。非常难以获得。非常不稳定的。这就增加了实验难度。难以获得数据。

说简单一点：气体「湍流」问题。可以建风洞模拟实验。所以。我们一样制造高速飞行的战斗机。

而【唯像模型】的建立就是要不停的试错积累数据。电浆几千万度的温度。你怎么建【电浆风洞】？所以电浆实验成本非常之高。而且持续的时间又短。你怎么获得大量的经验和数据？

这门学科叫做：电浆流体力学或者叫电磁流体力学（electromagnetohydrodynamics）

所以。目前不断提高聚变的时间。就是为了获得电浆流体力学的数据。建立一个可靠的模型。从而更好的控制电浆。

就算这一步实现了。但是。没有炉子也是完全白搭呀！

材料学上怎么办？说简单一点。你能控制【煤炭】。炉子呢？用什么材料造？核电站一运行几年几十年。什么材料能够抵挡【太阳】？用什么材料保护人类免受核辐射？

其他观点：

如果问题是“物理学家无法解释的”。那么答案是太多了。因为物理学是人类认识宇宙万物最深入的学科。越深入。遇到无法解释的问题就越多。而深入程度正逐渐到达人类能力的极限。所以那些哲学问题先不谈。我更愿意把这个问题“物理学家无法合理解释的”做一个界定：

1、现象是经过实验验证真实存在的

2、物理基础理论已经存在。不会跳出已知物理学的范围

3、缺少具体合理模型。但合理模型应该能找到并实验确认。

这个界定。就排除了暗物质。暗能量等重大问题。虽然它们虽然符合1。但可能不符合2和3。也就是需要新的物理学来解释。或者符合2但不符合3。量子力学和相对论原理仍然适用。但是模型无法通过实验确认。

符合这个界定的问题。我能想到两个。第一个是高温超导。量子力学成功解释了低温超导。但是高温超导自实验发现以来。因为系统过于复杂。合理的理论模型还没有建立。但高温超导这种量子材料问题一定在量子力学的范畴之内。否则我们这个世界早已面目全非。正因为迟迟没有解决。高温超导已经成为凝聚态物理学的圣杯。吸引着一代代物理学家。它的解决代表着研究量子多体系统的一次飞跃。也许它是最接近解决的物理学重大问题。我们拭目以待。

第二个问题是的人脑的物理机制。或者更广泛说。智能和意识的起源。这是每个人都无法否认的现象。但是生物学上无法给出解释。物理学家尝试解释的时候。曾怀疑过是否存在量子计算过程。但给出的假说在我看来并不合理。也许只需要那么一点点量子效应。或者根本不需要量子效应。完全靠经典物理学能够搞定。但是目前合理的解释一个没有。这个问题一旦合理解释。不仅仅是让人类完全认识自我。更重要的是将带来信息技术的又一次飞跃。出现真正意义的人工智能。

其他观点：

知道得越多。不知道得就越多

现代科学是在300多年前的牛顿时代建立起来的。牛顿的力学理论和万有引力定律是经典物理学的地基。而相对论和量子力学则是现代物理学的两大支柱。现代科学发展到现在。能够解释的现象非常多。但是正如那句老话：知道得越多。不知道得就越多。

科学的发展就是如此。每当科学发展向前推进一步。人类就会发现自己不懂的地方又变得更多了。因此。如今在科学领域。还有许许多多的谜团没有被解开。不仅如此。即便是未来解开了这些谜团。还会出现更多的谜团等着我们。那么问题来了。如今还有哪些现象是物理学家无法合理解释的呢？

这回我们就来聊一聊这话题。

起源问题

在2000多年前。不同古代文明中的学者们都不约而同地开始思考：这个世界的本质。

说白了就是起源问题或者终极问题。实际上。这些问题至今已经有了一些答案。但是这些答案要么不够完整。要么还存在一些不合理的地方。

首先。宇宙的起源。如今的主流科学理论叫做：标准宇宙模型。这个模型演化过很多次。如今叫做Λ-CDM模型。之所以叫这么个奇怪的名字。是因为“Λ”是如今研究的前沿。是一个谜团。它的意思是宇宙学常数。是衡量宇宙膨胀速度的一个重要参数。和暗能量有关系；“CDM”的意思是冷暗物质。也是如今研究的前沿领域。

暗能量对应的是“宇宙膨胀”的现象。而暗物质对应的是“星系中违反牛顿万有引力”的现象。也就是说。我们对这两个现象还无法给出合理的解释。根据目前的理论和模型的推演。暗物质和暗能量占据了宇宙总物质的95%以上。如果我们能够搞清楚搞清楚暗能量和暗物质的本质。人类的视野将会被打开。物理学将会有一次大幅度的革新。

暗物质和暗能量影响的是宇宙整体的演化。实际上。对于宇宙的过去依然有很多无法解释的问题。比如：宇宙早期前38万年内到底发生什么？

科学家目前只能结合理论推导、对撞机中的实验以及探测器中的观测给出一个还存在一些问题的理论。如果我们要真正地了解这段时期的历史。就需要利用“引力波”或者“中微子”来获得那个时期直接的观测证据。只不过。目前科学家对于“引力波”和“中微子”的了解还是非常的局限。这两个领域也是如今的前沿研究。

实际上。不仅仅是物理学还存在着许多谜团。在其他学科当中。也有类似的情况。就拿化学来说。化学家手里有一张“武林秘籍”：元素周期表。如今元素周期表上的元素有118号。从99号开始。元素基本上都是依靠实验来合成。

那么问题就来了。元素周期表的尽头到底是几号元素？

这看似是一个化学问题。但实际上是由物理学家从理论上探讨。从实验中寻求答案。目前实验中的元素。大多都是由物理学家通过加速器来实现的。不过。“元素周期表尽头”的问题在学术圈是众说纷纭。有126号。137号。172号等等说法。而且每一种说法都有获得过诺奖的大佬背书。比如：费曼就支持137号元素的说法。但客观地说。这里每一种说法都有问题。并不完全是完美的。

同样的。生物学领域也有很多未解之谜。比如：生命起源问题。这个问题已经争论了300多年。至今的主流理论是海底热泉口假说和RNA世界假说。“假说”并不是说这个理论就是不靠谱。只是说这个理论还没有一些没有解决的问题。或者没有被实验和观测所证实。

也就是说。海底热泉口假说和RNA世界假说目前还是存在这一些问题的。实际上也确实有一些化学家和生物学家并不认同这两个假说。除了生命起源之外。由于主流的进化论还没有办法解释寒武纪生物大爆发。所以生物学家现在还搞不清楚寒武纪生物大爆发到底是什么原因导致的？

因此。无论是物理、化学还是生物。各个领域当中还存在着许许多多无法解释的现象和谜团。这些现象和谜团正式推动科学家进步的原动力。

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