這裡講述的是乙個現代物理學的故事：有兩位在同乙個大學、不同領域工作的科學家。一位研究的是遠離地球的巨大物體，而另外一位則為身邊的微小物質所著迷。
為了滿足人們的好奇心，一位製造出了世界上威力最強大的望遠鏡，另外一位則製造出了世界上最好的顯微鏡。當他們分別把自己的儀器對準了更加遙遠和更加微小的物體時，他們開始觀察到從所未見、或者說從未想象到過的結構和行為。他們激動不已，但是又非常懊喪，因為現有的理論無法解釋他們觀察到的現象。
有一天，兩人離開自己的實驗儀器去喝杯咖啡休息一下，正巧在系裡的休息室裡相遇，於是開始不無同情地討論起如何解釋他們所遇到的難題來。突然間，兩人不約而同地意識到，他們雖然觀察的是宇宙的兩個相對的極端，但是他們觀察到的卻是同樣的現象。就向盲人摸象一樣，一位科學家抓住了它不斷擺動的尾巴，另一位則抓住了它碩大的鼻子。
在對照了筆記之後，兩人才發現，其實他們抓住的是同一頭動物。
如今的粒子物理學家和天文學家們所面對的正是這樣的局面。物理學家們利用線性和環形粒子加速器作為他們高解析度的顯微鏡，來研究那些小得看不見的粒子。天文學家們則利用十幾台新的超大尺寸的望遠鏡，也在研究著同樣做小的粒子，但是他們的研究物件是在太空裡。
這場奇異的資訊撞車意味著，獲取粒子物理學中聖杯般的成就--也就是對自然界所有四種力（電磁力、弱力、強力和引力）的統一的理解--將會部分地由天文學家獲得。
這些工作所隱含的意義使科學家們興奮不已，因為在以往，互不相干的現象的奇異結合曾經創造出了理解的飛躍。舉例來說，畢達格拉斯就曾經證實了抽象數學可以應用於現實世界當中，從而使科學世界大受震動。而當牛頓發現行星的運動和蘋果的掉落都是由於引力的作用時，人們對世界的理解發生了同樣的飛躍。
麥克斯韋爾統一了磁力和電力，從而創造出了物理學的新紀元。而這當中最偉大的理論統一者愛因斯坦，則是把物質、能量、空間和時間編織在了一起。
但是迄今為止，還沒有人能夠將量子力學的微小世界與我們透過望遠鏡所看到的廣大世界編織在一起。當這兩者走到一起時，物理學家們意識到，他們正在非常接近乙個單一的萬物理論，可以解釋自然界萬物的執行，它也就是人們長期以來所追尋的統一場論。
大約在兩年前，在美國國家研究理事會的董事會的一次報告會對兩種場的合併日程進行了表述之後，美國國家航空航天局的行政官丹尼爾·戈爾丁建議推出乙份特別報告，對天文學家和物理學家們從彼此的研究中能夠受益多少進行詳細的表述。不久之前，該理事會的宇宙物理學委員會發布了這份報告，其中詳細列舉了十乙個博大的謎團，其中的一些可能在十年內就得到解答。如果是這樣的話，科學將發生歷史上最偉大的一次飛躍。
讓我們首先來看看，我們還不了解答案的是那些謎團呢？
謎團一什麼是暗物質
我們能夠找到的普通物質大概只佔宇宙的百分之四左右。我們的這個推論結果，是通過計算讓星系聚集在一起、並且讓他們以巨大的星團形式運動需要多少質量而得出來的。另一種給無法看見的物質稱重的方式，是觀察引力如何使來自遙遠物質的光發生彎曲。
每次測量都告訴天文學家們，宇宙中多數的物質是看不見的。
人們可能會禁不住認為宇宙一定是充滿了灰塵或是由不動的恆星構成的黑色星雲，並且滿足於此，但是非常有說服力的論據表明事情並非如此。首先，儘管有辦法發現即使是以最黑暗形式存在的物質，人們尋找丟失的星雲和恆星的每一次嘗試都失敗了。第二，也是最有說服力的是，宇宙學家們已經可以對宇宙大**之後所發生的核反應進行精確的計算，並且將預期的結果和實際的宇宙成分進行比較。
這些計算表明，由人們熟悉的質子和中子組成的普通物質的總量，比起宇宙的總質量來要小很多，不論剩下的東西是什麼，它都不太可能是由組成我們人類的物質所構成的。
正是這尋找宇宙中丟失的一部分的探索過程，讓宇宙學家和粒子物理學家們聚在了一起。在未被發現的暗物質中，首要的候選者是微中子和其他兩種粒子：線中子和軸粒子，這兩種粒子是由一些物理理論所**的，但是從未被人們探測到過。
所有這三種粒子的電性都被認為是中性的，因此他們無法吸收或者反射光，但是又具有足夠的穩定性，能夠從宇宙大**後的最初階段留存下來。 謎團二什麼是暗能量
宇宙學近期的發現證實，普通物質和暗物質還不足以解釋宇宙的結構。還有第三種成分未被發現，它並非物質，而是某種形式的暗能量。
這種神秘成分存在的第一批證據，來自於對宇宙幾何形狀的測量。愛因斯坦的理論認為，所有的物質都會改變它周圍空間和時間的形狀。因此，宇宙的整體形狀就是由它內部全部的物質和能量來主宰的。
近期對宇宙大**遺留下來的輻射所進行的研究表明，宇宙的形狀再簡單不過了--它是扁平的！這個發現反過來也揭示出了宇宙的總體質量密度。但是在將所有的暗物質和普通物質的潛在**加起來之後，天文學家們發現，他們還少了三分之二。
第二批證據提示人們，神秘的成分必定是一種能量。對遠方的超新星進行觀察之後，科學家們發現宇宙擴張的速度並不象他們原來所假定的那樣在放慢；事實上，這種擴張的速度在增加之中。除非存在著一種遍布宇宙的、不斷地將時間和空間的結構向外推出的排斥力，這種宇宙加速度是很難解釋的。
暗能量為什麼會產生乙個排斥性的力場，這個問題有一點複雜。量子理論認為，虛無的粒子可以突然出現，存在極短的時間，然後再遁於無形。這就是說，宇宙
的真空實際上並不是真正的空無一物。更恰當地說，空間充滿了低階能量，這種能量是在虛粒子和它們的反物質夥伴短時間地存在和消失時所創造出來的，這個過程之後還有乙個被稱為真空能的非常小的場存留下來。
物理學與現代醫學的關係
摘要 醫用物理學是把物理學的原理和方法應用於人類疾病預防 診斷 和保健的交叉學科。該學科以放射 醫學影像學 核醫學，以及其他非電離輻射等為主要內容。醫用物理學可歸納為物理學應用的乙個支脈，它是將物理學的理論 方法和技術應用於醫學而形成的一門新興邊緣學科，應用於醫學上，尤其是放射醫學或雷射醫學。醫用物...
物理學習的總結
一 知識的綜合 惰性是人類的弱點之一，人人都有惰性，這在初中學生身上表現得更為明顯 初中時期的科目多，課時多，相對要讓學生掌握 吸收的知識也多，學生們大部分時間都處在負荷執行狀態，惰性就顯而易見。如果教師能幫助他們完成一些任務，幫他們減輕一些負擔，他們就會有更多的時間來進行消化 理解，並對教師抱有感...
物理學史的啟迪
作為一線教師的我們，應該如何才能把物理先輩這些優良品質傳授給學生呢？對知識的執著追求通俗的說就是興趣，興趣是最好的老師 我在講課時就刻意去培養學生的興趣，比如在電磁感應第一節劃時代的發現，課文著重講述奧斯特和法拉第在科學探索過程中的艱辛與不屈不撓 堅持不懈，首先我用多 列出多個層層遞進的小問題，然後...