愛因斯坦的廣義相對論預測出了黑洞的存在，但即使到了現(xiàn)在，物理學家還在為黑洞這個概念感到頭疼，因為關于它，有太多棘手的問題等待解決。然而黑洞并不是唯一能讓物理學家感到頭疼的概念，下面我們就再舉幾個類似的例子。

量子的多重性

現(xiàn)實似乎非常確定——你在這里，足球在那里，你把足球踢飛，它最終會落到不遠處，這都看起來很正常。但在量子力學里，所描述的畫面將會是完全不同的。

量子力學認為，事物在我們測量之前的狀態(tài)是不確定的，它會同時處于多種狀態(tài)之中，直到測量時，它的狀態(tài)才被唯一地確定下來。就像那只足球，我們沒有檢測到它時，它可以同時處于各個位置上，只有當我們檢測到它，它才可能確定在操場某處。

愛因斯坦有點不信這一套，他在一次散步中曾向他旁邊的學生提問：“你是否相信，月亮只有在看著它的時候才真正存在？”愛因斯坦認為，事物在測量之前應該也是確定的，而量子力學的解釋恐怕不正確。但是，許多物理學同行并不這么認為，畢竟量子力學是有史以來最成功的科學理論，理論與實驗結果極為相符。為了理解量子力學這種看似荒謬的推論，物理學家還提出了很多不同的詮釋。一個很出名的詮釋叫做多世界詮釋，它認為在測量之后，每個之前曾存在的量子狀態(tài)都會繼續(xù)存在下去，只不過它們處于平行世界中，我們只是看不見它們而已。還是用那只足球來比喻，當我們看到它時，它雖然確定在操場上，但也可能在別處，只是在別處的那只足球在與我們世界相平行的另一個世界里。

宇宙常數(shù)

入圍，出局，再入圍，再出局……宇宙常數(shù)的歷史就是這么折騰。

愛因斯坦曾把宇宙常數(shù)加入到他的廣義相對論方程中，用以確保宇宙在自身的引力下不會膨脹也不收縮。然后，在20世紀20年代，美國天文學家愛德文·哈勃和其他人發(fā)現(xiàn)宇宙實際上正在膨脹，這促使愛因斯坦拋棄了宇宙常數(shù)這個概念，并認為這是他一生中“最大的錯誤”。

然而在20世紀90年代，天文學家通過觀測發(fā)現(xiàn)，宇宙實際上正在加速膨脹，而導致加速膨脹背后的力量被稱之為“暗能量”。物理學家又把宇宙常數(shù)引入進來，認為暗能量就是一種宇宙常數(shù)，它能起到與引力相反的作用。

唯一的問題是，20多年過去了，人們還沒有搞清楚宇宙常數(shù)（暗能量）的來源。當前最好的猜想是，宇宙常數(shù)是一種真空能，是真空中無數(shù)個轉瞬即逝的粒子貢獻出的能量。不過，物理學家根據(jù)量子理論推導出的真空能密度，約為1094克/立方厘米。但是，他們根據(jù)對宇宙膨脹情況的觀測，得出的結果卻只有10-29克/立方厘米。也就是說，宇宙常數(shù)的理論值竟然是觀測值的10123倍。到現(xiàn)在物理學家也沒搞清楚這么大的差距是怎么來的。

無窮

數(shù)學家相信無窮的存在，他們還認為，不僅存在無窮，而且還存在很多種無窮。但對物理學家來說，無窮無疑是一種痛苦。只要它在一個物理理論中出現(xiàn)，它就傾向于毀掉這個理論。例如，物理學家曾試圖把電磁力和弱核力統(tǒng)一起來，但是他們的公式中老是出現(xiàn)無窮大的結果，使得計算無法進行下去。物理學家最終花了幾十年才找到正確的數(shù)學方法，解決了該問題。而現(xiàn)在，黑洞、大爆炸之前的宇宙都存在密度無窮大的“奇點”，這些無窮仍在阻礙引力理論與量子理論的統(tǒng)一。

一些物理學家已經受夠無窮了。他們認為，宇宙可能不存在真正的無窮，那些被認為是無窮的東西，可能只是近似無窮而已。

時間

關于時間，你可能會認為，時間正不斷地從過去流向未來，但這其實是你的大腦產生的錯覺。自從20世紀初愛因斯坦提出相對論以來，物理學中的時間概念已經被表達得很清楚了：時間并不流逝，客觀的過去和客觀的未來也都不存在。

除了這個矛盾以外，相對論和量子力學對描述時間的方式也不相同。相對論認為，時間與空間緊密相連，它們都是相對的概念。比如物體運動得越快，時間流逝得越慢。但量子力學卻認為存在一個絕對的時間。

如何解決這些矛盾呢？大多數(shù)物理學家的回復可能仍是：“閉上嘴，去計算！”然而，一些物理學家仍在想辦法去解決這些時間問題。其中一個觀點認為，我們只需要對過去、現(xiàn)在和未來給出一個更好的物理定義，那么許多問題就有可能得到解決了。這個觀點是否正確呢？只有時間才能告訴我們答案。