隨著物理學家們的不斷努力和刻苦鑽研，他們已經能夠解釋宇宙中許多此前令人匪夷所思現象，但同時還存在許多令他們苦惱的問題，至今都無法對其做出解釋，那麼物理學家們絞盡腦汁也無法說得通的物理學難題都有哪些呢？

第一，在物理世界中，表達其特徵的所有能夠測量出來的無綱量引數，從原則上講，是不是都能夠推算出來？或者存不存在一些無發事件？且這些偶發事件只取決於量子力學或者歷史，是否因此也是沒有辦法推斷出來的引數？這樣說大家可能不太清楚是什麼意思，用愛因斯坦的話來講，就是上帝在創造我們這個宇宙時，是否有選擇性？比如他在準備引發宇宙大爆炸之前，是不是需要思考一下，我該把這個宇宙中的光速定為多少呢？我應該讓電子帶多少電荷呢？我應該把郎克常數的數值設定成多少？他到底是為了趕時間而隨機設定了一些數字，還是這些數字必須得是如此？這些數值之間又蘊藏著什麼樣的邏輯呢？

愛因斯坦

第二、量子力學是怎樣幫助解釋宇宙的起源的？

在現代物理學中，有兩大理論，即廣義相對論和標準模型。廣義相對論是一種與引力有關的理論，而標準模型是利用量子力學來描述亞原子和這些亞原子所服從的作用力。長時間以來，物理學家們都希望將這兩大理論合二為一，進而得出一種“萬物至理”，也就是量子引力論，這樣能夠使我們更加深入的瞭解宇宙，甚至還可能能弄清楚，宇宙到底是怎樣隨著大爆炸而誕生的？

第三、質子的壽命是多久呢？我們又該如何理解它？

從前人們認為質子和中子是不一樣的，覺得它們永遠不會再分裂，成為更小的顆粒，並且曾經將這一認識當作真理，但是在70年代，理論物理學家發現，他們提出的各種也許會成為“大一統理論”，這一理論認為質子一定不是穩定的，只要經過足夠長的時間，在非常偶然的情況下，它們還是會出現分裂現象的。不過要觀察到這一分裂現象，就必須得想辦法捕捉到處於死去過程中的質子，多年來，相關的實驗研究人員一直在實驗室中緊密觀察著大型的水槽，希望能夠發現原子內部正在死去的質子，但是截止到今天，這些質子的死亡率始終是零，這其實也能夠說明，要麼質子是一種極其穩定的顆粒，要麼它們就是擁有極長的壽命，也許會在十億億億億年以上。

第四、自然界是否是超對稱的？如果是的話，它的超對稱性又是怎樣破滅掉的？

有很多的物理學家都認為，把所有的作用力都統一成一種單一理論，這一理論所要求證明的兩種差異極大的粒子之間存在密切的聯絡，而這種密切的關係，就是我們所說的超對稱現象。但是物理學家至今還沒有對超對稱性的破滅作出解釋，隨著宇宙的冷卻和後來的凝結，形成了當下這種不對稱的狀態，那麼在其誕生之時所擁有的數學上的完美就被打破了。

第五、 宇宙所表現出來的，為什麼是三個空間維數和一個時間維數呢？

這只是由於目前人們還沒有想出來一個，我們能夠接受的答案，因為我們除了向上向下和前後左右這幾個方向運動之外，沒有辦法想象出來再去怎樣向其他的方向上運動。但是我們沒有辦法將其想象出來，並不能夠就此認為宇宙本就是這樣的。其實根據超限理論，我們能夠得知一定還有另外六個維數存在，並且這每一個維數都十分的微小，呈現出一種捲曲狀，所以我們沒有辦法察覺到它。若這一理論是對的，那又為何只有這三個維度是伸展開來呢？

第六、為何宇宙常數擁有它自身的數字？它是不是恆定的？它是不是零？

宇宙學家一直認為宇宙在以一個非常穩定的速度持續膨脹，並且據他們最近的觀察得知，宇宙在膨脹的過程中可能速度會越來越快，宇宙常數便是人們用來描述宇宙的這一緩慢加速的。那麼這個常數到底是一個非常小的數值，還是就如人們對其之前的認識一樣，覺得它是零呢？目前為止，物理學家沒有辦法對這一數值做出相應解釋，不過根據一些基本的計算，我們知道這個常數可能會很大，可能是我們所觀測到的數值的10到122倍，也就是說，或許宇宙正在以跳躍般的速度膨脹。但是實際上卻並不是這樣，所以一定存在著某種機制在對此進行壓制。但是具體到底是怎樣的？至今我們都未可知。

第七、M理論的基本自由度是多少？這一理論是否能夠真實地描述自然呢？

多年以來超弦理論都有一個很大的弱點，那便是它有五個不同的版本。那麼到底哪個議論是正確的？如果超弦理論存在的話，它是否能夠描述的了宇宙呢？在M理論出現後，它給亞原子的物質譜增加了一種神秘物質，這種神秘物質叫做“膜”，這種膜與生理學上的膜是一樣的，但是它卻最多可以存在九個維度數。那麼到底什麼是更基本的物質組成單位呢？是膜組成了弦還是弦 組成了膜？又或許宇宙中還有另外更為基本的物質單位，只是我們目前還不知道呢？

第八、黑洞資訊悖論的解決方法是什麼？

我們能夠從量子理論得出，不管資訊所描述的是油墨顆粒組成檔案的確切方式，還是粒子運動時的速度，它都不會在這個宇宙中消失。而就像物理學中對資訊的定義一樣，它不等同於含義，資訊其實指的僅僅是二進位制的數字，或者是一些其他的程式碼，不論它是數字還是程式碼，都是被人們用來精確的描述這種方式或者是一個物體的。所以如果我們將百科全書扔進黑洞中，這些書裡的資訊可能就會被吞沒，並且永遠地消失在宇宙中。人們認為這是不可能的，但是又無法對此做出解釋。

第九、基本粒子的典型質量與它的重力之間，的巨大差距用哪種物理學能夠解釋呢？

換句話來說，就是為什麼物體的重力比其他的作用力要小的多？我們可以用回形針和磁鐵來打比方，一塊磁鐵就能夠完全將回形針吸起來，但是地球的引力卻不能夠將回形針從磁鐵上拉下來。

第十、對於量子色動力學中夸克和膠子約束，以及它們之間的質量差距，我們能不能定量地理解它呢？

量子色動力學是用來描述強核子力的一種理論，這種力便是膠子所攜帶的，它能夠將夸克組合成質子和中子這樣的顆粒。量子色動力學理論認為這些微小的亞力子永遠都會受到約束，我們不能夠將一個膠子或者一個夸克從質子中分離出來，由於它們之間的距離越遠，這種強大的作用力就會越大，便可以快速地將他們拉回原位。但是至於膠子和夸克，為什麼永遠無法脫離約束，以及為什麼所有能感受強作用的粒子的質量都不能是零，物理學家們還無法對此做出解釋。

雖然這幾大難題至今都困擾著世界各國的科學家們，但是相信，也許在未來很短的時間內，隨著人們對宇宙的不斷探索與瞭解，這些問題能夠一個一個的迎刃而解。