真实世界的“真实”

物理学家一直在寻求能够统一所有物理学的那个终极理论。现在看来，他们或许不得不止步于一组理论，无法将它们合为一体。

量子驾临宏观世界

近年实验物理学家们发现，量子力学不仅驾驭微观粒子，它还维系着乐观的世间万物，乃至芸芸众生。

隐藏的维度

想不想把手伸进第四维空间？在那里你能挣脱三维几何的枷锁。乱如麻的各种线缆从此不再让你绝望；宠物狗咬坏了你的右手手套，你可以把左手的翻过来给右手戴；牙医不需要在牙上钻孔，甚至不需要你张嘴，就可以完成根管治疗。

宇宙不是连续的吗

时空是连续的，这是21世纪物理学界的共识。但也有物理学家对此提出质疑——芝加哥城边进行的一项实验正尝试监测信息、物质和时空之间的内在联系。如若成功，这个实验将动摇当前的时间和空间理念，开启新的物理理论时代。

聚变能源 只是一场梦？

世界上最复杂的实验遭遇坎坷，通往终极能源之路何日坦平？ 1985年11月，美国“空军一号”抵达日内瓦，那里的天气阴沉而寒冷。美国总统罗纳德·里根（Ronald Reagan）到此是为了会晤苏联新任领导人米哈伊尔·戈尔巴乔夫（Mikhail Gorbachev）。

2024：登陆小行星

因为政策变化和预算紧缩，NASA不得不终止航天飞机项目，这给人类的空间探索梦想蒙上了一层阴影。不过，科学家提出的最新计划，可以用最低的代价实现深空探索，最快可在2024年登上编号为2008 EV5的近地小行星，为人类登陆火星做好准备。

量子生物学的黎明

一门新的学科——量子生物学呼之欲出。想要将量子计算机从构想变成现实，或者提高太阳能电池的转化效率，成败的关键可能并不在物理实验室，而在错综复杂的自然界中。

万物几何论

现代物理学肇始于一次意义深远的理论统一：1687年，艾萨克·牛顿（Isaac Newton）证明，当时人们为描述上至天体运动下至潮水、摆钟等各类现象而建立的纷乱芜杂的理论，实际上只是万有引力定律的不同应用。自那时起，理论统一在物理学中一直处于中心地位。

熵中妖精挑战绝对零度

19世纪的一个思维实验摇身变为实用超低温冷却技术，为新的科学发现了和诸多应用铺平了道路。

二维空间的量子引力

物理学自成为自然科学之日起，就一直在自然界中追寻统一。

核聚变能源

曾有人这样揶揄核聚变能源：无论何时，问实现的时间，永远需要20年。今天看来，这还是太过乐观了。世界上最大的等离子聚变项目，位于法国南部的国际热核聚变实验堆（ITER，参见《环球科学》201（）第4期《核聚变悬疑》一文）。最早也要等到2026年才能开始核聚变实验研究。工程人员至少需要十年时间对ITER进行测试，

寻找“种子黑洞”

宇宙诞生之初，就有质量与100万个太阳相当的黑洞存在。这些黑洞从何而来？它们如何能在短时间内迅速成长？质量小于100万个太阳的中型黑洞也许隐藏着这些大型黑洞及星系形成的奥秘。

室温超导体

火力发电厂可以建造在任何地方，但利用可再生能源的绿色电厂就要谨慎选址了，因为高原上才有强劲的风，沙漠中方能长沐日光，因此要向绿色能源转变，我们面临的最大挑战之一，就是如何跨越数百千米的距离，将这些来自偏远之地的电力输送至城市。

粒子物理学换来革命时刻

一种全新的方法让困扰物理学家多年的难题迎刃而解，更让人惊喜的是，该方法可能已经打通了通往大统一理论的道路，物理学革命也许即将到来。

守望“上帝粒子”

即便只剩下最后几个质子在孤独地旋转，物理学家仍企盼这台有史以来最成功的粒子加速器能有一鸥惊人的绝唱。

弯曲时空历险记

我们也许可以在空无一物的弯曲空间里“游动”和“滑翔”，这是爱因斯坦的广义相对论历90载而弥新，引人入胜之处。

古老数系 功力弦论

我们生活在10维宇宙之中？发明于19世纪，已经被我们遗忘的一种数系（number system）或许能对这个问题作出最简洁的解释。

“大统一”博士

多年来，宇宙和原子一直互不“兼容”。如果说有哪位物理学家能把它们“拧”到一块儿，那必定是史蒂文·温伯格。