粤语｜张浩然博士：万有理论 - 科学家的终极梦想
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...
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科学在身边：宇宙专题｜粤语
《科学在身边》是一个以粤语为主的科普频道，旨在提供易学易懂但又殊不简单的科普内容，专为工作忙碌却又对科学有浓厚兴趣的你而设。宇宙专题（逢星期一播出）上下四方谓之宇，古往今来谓之宙。宇宙不但包罗万有，更隐藏著物理学的终极秘密。在宇宙专题里，主持人张老师会带你从地球出发，冲出太阳系，穿过茫茫星海，一直到达宇宙尽头，为你诉说宇宙中各种兴衰起落的故事。之后我们又会回到地球，观看地球过去...
科学在身边：宇宙专题｜粤语 Podcast Guide
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20 of 67 episodes粤语｜张浩然博士：超级炫酷的超弦理论
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...
粤语｜张浩然博士：神秘的上帝粒子
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 boson)，也就是大名...
粤语｜张浩然博士：灭世机器？可怕又可敬的巨型强子对撞机
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) 了，它是人...
粤语｜张浩然博士：告别低能 - 浅谈高能粒子物理
「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...
粤语｜张浩然博士：超导体与宏观量子效应
张老师在大学读物理时做过一个超导体悬浮实验：把磁石放在一块超导体上面，再倒入液态氮。过了一会之后，那块磁石竟然浮起来了！这个现象叫做迈斯纳效应，1933年由德国物理学家迈斯纳及奥克林菲尔德发现。 这个超现实的迈斯纳效应是怎样来的呢？原来，迈斯纳效应是一种宏观量子效应，亦即它本身是...
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
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...
粤语｜张浩然博士：神奇的量子电脑
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)...
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
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...
粤语｜张浩然博士：平行宇宙里有另外一个我吗？
「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...
粤语｜张浩然博士：猫是死的还是活的？量子力学中的著名虐猫案件
量子力学里面有一宗著名的虐猫案件：一只可怜的猫被人放到密封的箱子里，箱内有一个装置，有一半机会会放出毒气。如果毒气被放出来，猫就会被毒死，否则就能生存。科学家想知道的是，究竟这只猫是生还是死呢？ 不用担心！虽然读物理的人很疯狂，但上述的只不过是一个思想实验，后世称为「薛定谔的猫」...
粤语｜张浩然博士：主宰微观世界的物理定律 - 薛定谔方程
根据量子力学，微观世界的物理法则跟宏观世界不一样，有很多难以置信而又千真万确的奇怪现象。到目前为止，张老师已经讲过两个现象，一个是波粒二象性，一个是测不准原理。但是，要透过科学来理解世界，单单知道表面现象是不够的，科学家还需要追寻现象背后的原理。 在量子力学之前，科学家用牛顿定律...
粤语｜张浩然博士：鱼与熊掌不可得兼 - 微观世界中的测不准原理
「测不准原理」跟上回讲的「波粒二象性」是量子力学的一体两面。「测不准原理」讲的就是鱼与熊掌的关系：你不能够同时间准确地测量微观粒子的位置与速度。如果你准确知道粒子的位置，你对它的速度就一无所知。相反，如果你准确知道粒子的速度，你对它的位置也会一无所知。又或者，位置与速度，你各自都...
粤语｜张浩然博士：怀疑人生！令科学家抓狂的波粒二象性
上回讲到，微观世界中物质的本质，跟我们习惯的不一样。这句说话是什么意思呢？ 量子力学里面有一个很重要的概念，叫做「波粒二象性」。在日常观念中，波和粒子是截然不同的。以一个网球为例，网球是一个球体，我们可以把它当成为粒子。把网球丢进水里会产生涟漪，这个涟漪就是波。正常人是不会把波和...
粤语｜张浩然博士：从宏观到微观 - 量子力学的神奇国度
转眼间，《科学在身边．宇宙专题》推出已经接近一年了。过去一年，我们从地球讲到宇宙的宏观结构，从宇宙大爆炸讲到宇宙的结局，把宇宙的上下四方、古往今来都游历过一遍。之后我们又回到地球，探索宇宙中最复杂的结构，也就是生命。我们谈到了生命的起源与演化，亦探讨过外星生命。 讲了这么多不同范...
粤语｜张浩然博士：泰坦移民指南(2)
你想感受拍翼傲翔的滋味吗？来泰坦吧！ 上回讲到，泰坦卫星的大气层，在成分上、气压上，条件都相当不错。所以，如果说改造大气层是改造一个星球的关键，泰坦应该是太阳系之中最容易改造的了。兼且当地天然资源丰富，水、氧气、燃料、甚至肥料，都能自给自足。更好玩的是，泰坦重力低，空气密度高，靠...
粤语｜张浩然博士：泰坦移民指南(1)
要移居外星，最关键而又最困难的，就是要改造大气层。月球没有大气层，火星的大气层太稀薄，成份也不对。幸好，我们还有一个冷门的选择，就是土星的62个卫星之一、编号土卫六的泰坦卫星。 泰坦卫星是土星最大的卫星，也是太阳系里面第二大的卫星。作为土星的卫星，泰坦是围绕着土星公转的，所以中秋...
粤语｜张浩然博士：火星移民指南(2)
火星是人类移居外星的最热门地点。SpaceX计划最快2028年左右，在火星设立永久基地。接着再花十多年时间，建造人类第一座火星城市。然而，即使SpaceX的计划如期完成，也只能说是在火星上建立了一个据点而已。迎接首批火星移民的不是鸟语花香的新世界，而是一座座位处荒凉红色平原上的密...
粤语｜张浩然博士：火星移民指南(1)
上次讲过移民去月球的方法。月球重力低，没有大气层，也没有磁场，加上月球的自转被地球引力锁住，月球上的一天等于地球上的半个月，这样会带来很多麻烦。结论就是：虽然月球离地球很近，但是如果要大规模移民月球，实在是不太可行。 那么作为另外一个移民热点的火星，它的条件又怎样呢？火星是太阳系...
粤语｜张浩然博士：月球移民指南
外星人这个话题讲了几个星期，现在我们知道了：什么小绿人、三体人等等，要么不存在，要么找不到，要么样子平凡。对于一众科幻迷来说，这样的宇宙还真是非常乏味！ 但是其实人类还有机会。既然外星人令人失望，那么我们人类自己去别的星球当外星人又如何？这样的计划还真的有人在做，而近年最受关注的...
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