科学星球

106.从大地到星辰，人类如何丈量世界？

我们人类，是怎么知道自己在哪里的？这不仅包括我们在大地上的位置，我们也要聊聊，我们如何知道自己在宇宙中的位置，怎么知道那些非常非常遥远的星星有多远，以及，整个宇宙到底是怎样的尺度。如果你看过那些表现宇宙空间的视频，还能在俯瞰整个银河系，点出我们所在的位置，其实这些画面都是根据已经被天文学家算出来的数据推算合成的，实际上根本不可能有一个摄像机在银河系外面拍摄银河系，还能看到我们的位置，人类在地球上能…

105.两代诺奖女神，17岁战火成人礼：辐射、偏见与永不妥协

今天，我想讲一对母女的故事，这两个人你肯定很熟悉，上学的时候就读过，但她们的故事你肯定不熟悉，因为种种原因，课本里没有写。我并不准备聊一个「母爱伟大」的典型案例——至少不是你想象中那种。我甚至在整理材料的时候，好几次被气的浑身发抖。这个母亲，放下了最重要的学术生涯，把十七岁的女儿带上了战争的前线。而她们在战场上效忠的，是一个根本不尊重她们、甚至在迫害她们的国家。她让女儿在炮火声里操作 X…

巴西真实核灾难：废墟里的蓝色粉末，威胁一座城的隐形死神

今天我们来聊一个可怕又陌生的东西：核辐射。最近，Netflix 上有一部非常火的巴西剧——《放射危机》。这部剧上线之后迅速霸榜，弹幕里全是“后背发凉”“比恐怖片还吓人”这样的评论。剧集里有这么一个被疯传的画面。1987…

春节有没有“三十”是谁定的？农历阳历哪个准？历法的真相里藏着宇宙的小脾气

为啥有的春节没有腊月三十，而是腊月二十九过除夕？这谁说了算的？为啥农历和公历总是对不上？阴历生日和阳历生日哪个更准？这些话题总是出现在我家的桌上，不知道有没有让你感到过困惑，我也搜过一些短视频来讲这件事，每次都发现，看完还是没彻底搞明白。今儿我想把农历和公历的事，在时间这个尺度上彻底聊明白，看这个进度条你就知道，这事儿还真不是三言两语能说清楚的。在这一趟把东西方历法搞清楚的旅途上，咱们还会有不少别…

黄金的金色为何高贵？因为它是宇宙留给人类的一封亿万年的密信

最近金价一路狂飙，成了全民话题。但我猜，当你手里捏着一颗沉甸甸的金豆子时，可能从未想过一个极其简单、简单到有点“傻”的问题：黄金，它为什么偏偏是金色的？你可能会说：“这算什么问题？金子金子，当然是金色的啊！”但你仔细回想一下，在化学元素周期表里，那些出身显赫的金属——银、铂、钛、铝、铬……放眼望去，几乎全是白茫茫的一片银白色。唯独黄金，像是个不合群的叛逆者，固执地披着那层耀眼的、充满神性的黄橙色。…

没有人看月亮的时候它是什么样？爱因斯坦与玻尔的世纪大辩论

今天我想和你聊聊，科学历史上最著名的一场世纪大辩论，咱们今天总挂在嘴边的量子纠缠，就是从这儿来的。如果你能回到 1927 年布鲁塞尔那个阴沉的秋日午后，走进大都会酒店的餐厅，你可能会觉得自己穿越进了一个科学版的“诸神黄昏” 。在那间充满雪茄烟雾和低沉讨论声的宴会厅里，29…

从数学怪兽到生命密码：是否存在介于2维和3维之间的物体？

当你仔细观察一个人，头顶那片浓密的黑发，为什么到了脖颈处就悄悄变淡，而且过渡还很自然，再往下又成了几乎透明的绒毛？难道我们的身体里，藏着一份标注每根毛发颜色的 “说明书”吗？当你深呼吸感受空气涌入肺部时，你有没有好奇过：小小的胸腔里，怎么装得下能铺满一个网球场的肺泡？3 亿个肺泡像迷宫一样排布，它们的位置是一个个被规划好的吗？如果你把一片雪花放在显微镜下，能看到更小的雪花形状嵌套其中，这种…

给没有WIFI和手机的外星人讲明白：无线通信到底是怎么回事？

有朋友想让我说说，在物理学上刨根问底，无线电、广播和WIFI是怎么回事？我觉得这是个好问题，它们和电一样，都是我们日常在用的技术，但似乎稍一追问就会发现完全不理解它们到底是怎么回事。仔细一想，无论是火、风、水，还是电、电磁波，它们都是自然界本来就存在的现象，但像是电和无线电，似乎又是非常“高级”的自然现象，不是简简单单就能拿来用的。还是我在《刨根问底：电，到底是什么？》节目提出的那个问题，如果人类…

刨根问底：电，到底是什么？

你买了台电视回家，把电源插在插座上，电视就亮了。你知道，电从插座里跑到了电视里，插座里的电是从哪来的呢？应该是从发电站来的。为什么发电站的电可以直接用？为什么不同的电器可以接同样的电源？这些恐怕你不知道。如果再深问一句：仔细想想，你真的知道，电到底是什么吗？如果你觉得自己知道，那我们换个问法，如果有一天人类文明彻底毁灭，任何工厂都没有了，当然也没有一台发电机，你可能很快都能想办法搞来火，搞来水，但…

比二向箔更可怕的《闪光》：当数学规则被篡改，宇宙会发生什么？

你有没有想过，如果我们的世界，乃至整个宇宙，最底层的逻辑——数学——突然发生了改变，一切会变成什么样？如果某种生命遵循和我们不同的数学定律，它们又会是什么样？我很喜欢读科幻小说，其实每一本好的科幻，都是作者的一次思想实验，如果我们篡改了某个我们熟悉的物理现实，比如让时间可以回溯，或者把某一个还只在理论中的现象搬到现实世界，比如外星人，然后看故事中的人和世界会发生怎样的变化。今天想给你讲的这个故事，…

从暗物质到人类文明：一场跨越亿万年的宇宙 “蝴蝶效应”

这期我们来聊聊暗物质。我们不仅要追问暗物质到底是什么，和你说说最新的科学发现和计算模型，还要给你聊一个疯狂而大胆的假说：地球上存在人类文明，是一次极大的幸运，而这个幸运背后的重要推手，也是暗物质。在聊之前，我们先要打破你对“看得见、摸得到”这个概念的一切刻板印象。为什么要打破这个印象呢？因为如果你的脑海中认为，一个东西在那，总能被我们用某种方式探测到，最直接的就是看到它；如果它特别小，那我们总能用…

宇宙大尺度的形状：对称性背后的时空密码

问你个问题：在大尺度上，宇宙整体是什么形状的？你可能从来没觉得这是个问题，你在很多视频和图片里都看到过宇宙的样子，就是一个黑黑的大球，从大爆炸的一个小球开始，逐渐变大。我先直接告诉你答案，不对，宇宙不是一个三维球体，请先把这个形状在你的脑子里删除掉。好，接下来请你认真想一想，它可能是什么形状？我们的地球差不多是个球型，但太阳系不是，它是个扁的圆盘，银河系也是圆盘行，但它有很多的悬臂；不是所有星系都…

物理定律是永恒不变吗？时间的存在与多重宇宙解释

你对科学了解越深，就越是会去怀疑一些公认的东西到底是不是千真万确的。一开始人们怀疑地心学说，后来开始怀疑时间和空间是不是一成不变的，再后来甚至怀疑宇宙是不是只有一个。在我所知道怀疑者中，最激进的人应该是物理学家李·斯莫林了，他怀疑的是，我们观察到的物理定律，它们是被一开始就写好的吗？会不会物理定律也在随着时间变化呢？对，时间，这个东西是李·斯莫林所有学说中最重要的因素。我们在上一集中讲到，传统的牛…

超越牛顿范式的终极理论，让时间重回物理学的舞台中心

时间这个东西，它真实的存在吗？我是说，除了人类的主观感知，它是一个客观存在的东西吗？并不是所有的名词都对应物理上客观存在的事物，比如正义、艺术、幸福，都只是人类的语言，并不代表物理实在。我们之前曾经讲过一期节目，标题是《时间的消失：物理学在时间内，数学在时间之外》，时间隔得比较久，忘了的话可以去听听：https://m.ximalaya.com/sound/483402033?from=pc这里面…

宇宙边缘是什么样的？被迫诞生的“暴涨理论”和多元宇宙

在前面的节目中，我收到了两位朋友发来的提问，问题非常好，我决定以这两个问题为起点，开始今天的思维探索之旅。范德彪西提了个问题：如果这个宇宙是大爆炸产生的，那么现有的宇宙空间应该是一个球形，我们的地球极大概率不处于这个球的圆心上。可我们用望向宇宙深处时，看到了130亿年前的影像，这是距宇宙大爆炸不太久后的样子。如果用此方法向前后左右上下各观察一次，获得每个方向上可观察宇宙边界的距离，是不是就能计算出…

本特利悖论和奥尔贝斯悖论：宇宙到底是有限还是无限？

今天的我们总会被各种各样的科学结论直接喂饱，打开各种视频网站，你会看到很多言之确凿的理论，再配上一些星球和星系的画面，仿佛我们已经站在上帝视角看穿了宇宙的一切。但实际上，你看到的那些画面，绝大多数都是计算机模拟的，我们没有、也不可能有那样的设备，在俯视角看到宇宙的全貌、再把画面传回地球。和这些内容相反，我更感兴趣的，是发掘这样一个过程：渺小的人类，凭借双脚站在这个像沙粒一般的小星球上，仰望星空，仅…

寻根究底：物理层面上看，硅基生命能不能取代碳基生命存在？

上期节目的最后，我跟你讨论了一个看起来很简单，其实深挖下去很深刻的问题，从量子层面考虑，为什么科学家在寻找外星生命的时候，总是先考察一颗星球上到底有没有水，为什么生命就必须得有水，也就是H2O这种物质。可能你会在直觉上觉得科学家太保守了，一点想象力都没有，但当我们从微观世界原子和电子之间的关系，一路推演到形成多细胞复杂生命必要的条件，你就知道，还真就得是H2O这种看起来普通、实则非常特殊的物质，才…

从原子到生命：从量子的角度看，“水”为什么不可替代？

上一期内容，我们用了比较大的篇幅讨论了这样一个问题：在一个混沌黑暗的宇宙中，怎么能形成超级有序的恒星？这个过程明明是反热力学第二定律的，那它又是怎样实现的？那期内容是今天这一期很重要的基础，强烈建议你听听。今天这一期往下的几期，我们要来聊聊，站在纯物理学的角度来看，在一个热力学第二定律主宰的宇宙里，为什么会出现比恒星更加精密、更加低熵的奇特现象：生命。

窥视时间的尽头：宇宙毁灭前一刻，还会有生命存在吗？

只要等待的时间够长，所有生命的最终命运，就早已有了定论。生命，最终将在宇宙中消失。于是，作为智慧物种，在思考过宇宙起源，探索了原子、恒星和行星的形成过程，并扫视生命、意识和文化的出现之后，我们将把目光投向几千年来，持续给我们带来焦虑的那个命题：时间的尽头，有生命的位置吗？也就是说，我们将从此时此地出发，去思考永恒。

从三体到N体，科学如何走出混沌？