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科学在身边：宇宙专题｜粤语

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14:28

粤语｜张浩然博士：万有理论 - 科学家的终极梦想

科学在身边：宇宙专题｜粤语 ·

2019/09/15

万有理论是科学家梦寐以求的一种终极理论，而且人类对此的追求，已经延续了几千年。原始民族大多流传着各种神话和传说，试图解释世界运行的规律。宗教以外，当然还有科学或哲学。例如，古希腊的哲学家就尝试运用几条基本公理，推导出世界上各种现象背后的原理。十七世纪的牛顿力学，也是运用数学和实验推导出来的一套既简单而又能够解释物体运动原理的理论。但是进入二十世纪，科学家又发现牛顿力学原来也不是万有理论，代之而起的是相对论和量子力学，而且两者并不相容。于是，人类又再次回到追寻万有理论的循环里面，希望有朝一日可以找到这个终极理论。而超弦理论，就是目前其中一个比较有希望的方向。关于对万有理论的追求，很多人可能觉得难以理解。究竟万有理论的吸引力在哪里？为什么科学家千方百计都要找到它呢？找到万有理论，又是否代表科学的终结呢？这些问题，张老师会为你逐一探讨。#

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14:28

粤语｜张浩然博士：万有理论 - 科学家的终极梦想

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2019/09/15

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11:51

粤语｜张浩然博士：超级炫酷的超弦理论

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2019/09/08

标准模型是粒子物理学的核心理论。但是标准模型的最大缺陷，就是没有考虑到万有引力。宇宙里面有四种基本力，分别是强力、弱力、电磁力、万有引力。其中前面三种力都出现在微观尺度，可以用量子力学中的标准模型来解释，而万有引力则可以用爱因斯坦的相对论来解释。一般来说，量子力学和相对论通常都可以二择其一。可是，宇宙中真的有些情况，是量子力学和相对论都无能为力的，例如是在黑洞的中心，或者在宇宙大爆炸不久，因为这些都是微观尺度，量子效应很明显，同时万有引力又大到不能忽略不计。科学家的终极目标，是寻找一个在任何的物理条件底下，都能够解释宇宙中所有现象的万有理论。量子力学和相对论，各自都有不能应付的时候，所以都不能算是万有理论。而这个困难的其中一个解决方案，就是超弦理论 (superstring

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粤语｜张浩然博士：超级炫酷的超弦理论

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2019/09/08

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10:27

粤语｜张浩然博士：神秘的上帝粒子

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2019/09/01

巨型强子对撞机 (LHC) 是人类历史上能量最大的粒子加速器，建造成本达到48亿美元，每年的营运开支也达到10亿美元。这台机器2008年9月10日开始运作，在过去的11年间进行了很多大大小小的实验。其中最重要的成果之一，就是发现希格斯玻色子 (Higgs

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粤语｜张浩然博士：神秘的上帝粒子

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2019/09/01

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10:51

粤语｜张浩然博士：灭世机器？可怕又可敬的巨型强子对撞机

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2019/08/25

为了研究基本粒子，科学家除了埋头苦干，进行各种行外人难以明白的理论计算之外，还需要一些适当的实验仪器来进行实验，验证他们的理论。讲到高能粒子物理学的实验仪器，当然不得不提的是粒子加速器。其中最有名的粒子加速器，应该就是位于瑞士和法国边境地底的巨型强子对撞机 (LHC)

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粤语｜张浩然博士：灭世机器？可怕又可敬的巨型强子对撞机

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2019/08/25

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09:09

粤语｜张浩然博士：告别低能 - 浅谈高能粒子物理

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2019/08/19

「高能粒子物理」是物理学里面一个很重要而又有趣的课题。如果说量子力学是有关微观粒子的物理学，那么高能粒子物理就是基本粒子的物理学。基本粒子当然也是微观粒子，微观粒子却不一定是基本粒子。原来，所谓的微观粒子只要足够小就可以了，但是基本粒子除了要小之外，还要是不能够再进一步分割的，是物质的最基本组成单位。原子并不是物质的最基本组成单位，因为原子可以进一步分割成质子、中子和电子。质子和中子各自又是由「夸克」（quarks）组成，这夸克才是基本粒子。除了夸克之外，电子、中微子等等称为「轻子」（leptons），也是基本粒子。还有一种很有趣的基本粒子，它们不代表物质，而是代表能量，科学家都把这些当成为粒子来研究。比如是代表光的「光子」（photon），代表万有引力的「重力子」（graviton），还有号称「上帝粒子」的「希格斯玻色子」（Higgs

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粤语｜张浩然博士：告别低能 - 浅谈高能粒子物理

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2019/08/19

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10:28

粤语｜张浩然博士：超导体与宏观量子效应

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2019/08/11

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10:28

粤语｜张浩然博士：超导体与宏观量子效应

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2019/08/11

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12:21

粤语｜张浩然博士：量子加密与三体人的智子 - 鬼魅般的量子缠结

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2019/08/04

上次提到，量子电脑是利用量子力学的原理来进行运算的。由于微观粒子可以同时存在多种量子态的叠加，所以量子电脑比传统电脑有更高的容量与运算能力。不过有利必有弊。量子电脑可以轻易破解目前在網上交易常用的RSA加密技术，因此必须寻找替代方案。其中一种替代方案称为量子加密技术，它也是基于量子力学原理，而且理论上不会被破解。这种量子加密技术目前已经有商业应用，而其背后的原理－－「量子缠结」（quantum

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粤语｜张浩然博士：量子加密与三体人的智子 - 鬼魅般的量子缠结

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2019/08/04

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12:20

粤语｜张浩然博士：神奇的量子电脑

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2019/07/28

上回讲到，「量子穿隧效应」是所有半导体的基础，而半导体是现今所有电子科技的基础。今次要讲量子力学的另外一个应用，这个应用也是跟电脑有关，不过不是传统的电脑，而是更厉害的量子电脑 (quantum computer)。1981年，物理学家费曼 (Richard Feynman) 在麻省理工的一次学术研讨会上，讨论了量子电脑的构想。费曼是1965年诺贝尔物理学奖的得主，他有一个绰号叫做「科学顽童」，因为他经常都有一些异想天开的想法。作为一名量子物理学家，他当时关注的是如何使用电脑来模拟量子物理中的现象。传统的电脑由于容量和运算能力的限制，只能对物理系统进行近似的模拟，亦即是说这些模拟既不完整，也不准确。费曼并不满足于近似的模拟，于是他就提出，有没有可能运用我们对量子力学的认知，建构一种全新的电脑，用量子力学来模拟量子力学。这个设想，就是量子电脑的雏型。那么具体来说，量子电脑的原理是怎样的呢？它目前发展到什么程度呢？除了模拟之外，量子电脑还可以用来解决什么问题呢？今集，张老师会为你讲解。参考文献：Bravyi, S., Gosset, D., &

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粤语｜张浩然博士：神奇的量子电脑

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2019/07/28

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10:29

粤语｜张浩然博士：如何科学地穿墙透壁 - 不可思议的量子穿隧效应

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2019/07/21

很多年前有一个魔术，你可能也听过，就是著名魔术师大卫高柏飞 (David Copperfield) 于1986年表演的「穿越长城」的魔术。在这个魔术里面，大卫高柏飞从长城的一侧消失，过了一会，竟然在长城的另外一边出现，就好像他穿过了长城一样。由于长城在中国人心目中的重要性，这个魔术当年引起了全国广泛的关注。当然，魔术归魔术，大卫高柏飞不可能真的穿过了长城。但是在量子力学里面，像这样穿墙透壁的表演，并不是魔术，而是在微观世界里面很普遍的一种现象，名叫「量子穿隧效应 (quantum tunneling

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粤语｜张浩然博士：如何科学地穿墙透壁 - 不可思议的量子穿隧效应

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2019/07/21

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10:39

粤语｜张浩然博士：平行宇宙里有另外一个我吗？

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2019/07/14

「平行宇宙」是科幻故事里面很常见的主题。通常的说法是这样的：我们所身处的宇宙并不是唯一一个宇宙。除了我们的宇宙之外，还有很多个相似的宇宙平行地存在着。其中一些宇宙里面，可能还有另外一个你，但是你在那个宇宙中的遭遇，又跟这个宇宙中的你不尽相同。平行宇宙并不完全是科学幻想。这个理论其实是哥本哈根诠释以外，量子力学的另外一种理解方式。提出平行宇宙理论的是一位名叫 Hugh Everett

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粤语｜张浩然博士：平行宇宙里有另外一个我吗？

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2019/07/14

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