物理未来的25个问题 (by David Gross)

1.宇宙起源：我们所知的基本物理，比如广义相对论和粒子物理标准模型，在那里都不适用。

2.暗物质的本质：现代宇宙学观测表明宇宙中存在暗物质和暗能量。但是它们的起源仍然是个谜。

3.暗能量的本质

4.恒星、行星的形成

5.广义相对论：广义相对论在所有尺度上都是正确的吗？

6.量子力学：量子力学取得了巨大成功，但它描述的是自然的最终理论吗？也许它会在很小的距离上和非常复杂的系统中失效，是否可用来描绘整个宇宙也还值得探讨。

7.标准模型

8.超对称：存在低能超对称吗？超对称伴子的质量谱是什么？

9.量子色动力学(QCD)：量子色动力学可以完全求解吗？

10.弦论：超弦理论是一个有望成功地统一自然相互作用的理论，但它到底是什么？

11.时空的观念：时空是什么？超弦理论最终可能会放弃时间和空间这两个概念。

12.物理理论是否与环境相关

13.新物态：存在常规实验可探查的一般非费米流体行为吗?

14.复杂性：对一般的复杂大系统而言，其内在的混沌特性决定了系统的不可预测性。如何运用计算手段来分析这类系统、鉴别哪些特征？

15.量子计算机：如何防止量子计算中的“退相干”？如何实际制造量子计算机？

16.物理学的应用：如何得到室温甚至室温以上的超导材料？如何用电子材料(如半导体)制造室温铁磁体？

17.理论生物学：生物学的理论是什么？理论物理学有助于生物学研究吗？需要新的数学吗？如何描述生物体这样呈现出多时间尺度动力学的体系？

18.基因组学：物理学家如何参与基因组的“解密”？可能拥有一个定量的、可预测的进化理论吗？甚至能否直接从基因组出发“计算”有机体的形状？

19.意识的研究：记忆和意识后面的自组织原则是什么？有可能在幼儿期测量到意识的发生吗？什么时候？如何发生？如何测量？能否制造一个具有“自由意志”的机器？

20.计算物理学：计算机能代替解析计算吗？如果是，那么将来物理学家所受的训练该如何相应改变？

21.物理学的分化：物理学自身发展日益分化，如何面对这种状况？

22.还原论：是否应该怀疑这个物理学的根本逻辑？是否保持一个开放的态度？

23.“理论”应该扮演何种角色：在对复杂系统的细节描述中，如何估价物理学家一贯坚持的“简洁性”和数学“优美性”等原则？

24.物理学未来发展中潜在的危险

25.物理学是否仍将是最重要的科学？