測量如何使量子波函數崩潰？
在電子，光子和其它基本粒子的陌生領域，量子力學就是定律。粒子的行為不像小球，而是像散佈在大面積上的波浪。每個粒子都用“波函數”或概率分佈來描述，該函數可以說明其位置，速度和其它屬性更有可能是什麼，而不是那些屬性是什麼。粒子實際上具有所有屬性的一系列值，直到你實驗測量其中的一個（例如，其位置）為止，此時粒子的波函數“塌陷”並且僅有一個位置。
但是測量粒子如何以及為什麼使其波函數崩潰，從而產生我們認為存在的具體現實？這個被稱為測量問題的問題看起來似乎很深奧，但是我們不知道現實是什麼，或者存在的認識取決於答案。
弦論正確嗎？
當物理學家假設所有基本粒子實際上都是一維環或“弦”，每個環以不同的頻率振動時，物理學就會變得容易得多。弦理論使物理學家可以將控制粒子的定律（稱為量子力學）與控制時空的定律（稱為廣義相對論）協調起來，並將自然的四個基本力統一為一個框架。但是問題是，弦論只能在10維或11維的宇宙中起作用：三個大空間維，六個或七個緊湊空間維以及一個時間維。壓縮的空間尺寸（以及振動的弦本身）大約是原子核大小的1萬億分之一。沒有可以想象的方法來檢測這麼小的東西，因此也沒有已知的方法可以通過實驗驗證或弦理論無效。
混亂中有秩序嗎？
物理學家無法完全解決描述流體行為的方程組，從水到空氣再到所有其它液體和氣體。實際上，還不知道所謂的納維-斯托克斯方程（描述粘性不可壓縮流體動量守恆的運動方程）的一般解是否存在，或者是否存在解（無論是否在各處描述流體）或包含固有的未知點（稱為奇點）。結果，人們對混亂的本質沒有很好的理解。物理學家和數學家想知道，天氣僅僅是難以預測還是天生就無法預測？湍流會超越數學描述嗎？還是用正確的數學解決湍流，這一切都有意義嗎？
宇宙的力量會合而為一嗎？
宇宙經歷四個基本力：電磁力，強核力，弱相互作用（也稱為弱核力）和重力。迄今為止，物理學家知道，如果你將能量調高到足夠的水平（例如，在粒子加速器內部），其中三個力就會“統一”併成為一個力。物理學家已經運行了粒子加速器，並統一了電磁力和弱相互作用，並且在更高的能量下，強核力以及最終引力會發生相同的情況。
但是，即使理論認為應該發生這種情況，自然也不一定總是如此。到目前為止，還沒有粒子加速器達到足夠高的能量來統一電磁力和弱相互作用。包括重力將意味著更多的能量。尚不清楚科學家是否可以建立如此強大的實驗室。日內瓦附近的大型強子對撞機（LHC）可以使粒子以萬億電子伏特的能量相互碰撞。為了獲得巨大的統一能量，粒子能量至少需要提高到一萬億倍，因此物理學家不得不尋找這種理論的間接證明。
除了能量問題之外，大統一理論（GUT）仍然存在一些問題，因為它們預測到目前為止還沒有出現的其它觀察結果。有幾個GUT表示質子在巨大的時間跨度（大約10 ^ 36年）內應轉變為其它粒子。從未觀察到這種現象，因此質子的壽命比任何人想象的都要長得多（宇宙年齡才10 ^ 11年），或者它們確實永遠穩定。對某些類型的GUT的另一種預測是存在磁單極子-磁體的孤立的“北極”和“南極”-也沒有人見過。我們可能沒有足夠強大的粒子加速器。或者，物理學家可能對宇宙的工作方式理解有誤。
閱讀更多 熵定天下 的文章
