精选Netflix上全球最好的18部科学纪录片节目及电影等影视作品

Netflix 向来是以各种精良制作的电视剧电影而出名的。但是,Netflix上也有很多自然和科学主题的纪录片和节目。这些节目的内容从消化系统到深海探秘,保证有一款你喜欢的。但是这么多的节目还是有一个缺点的,那就是选择太!多!了!

精选Netflix上全球最好的18部科学纪录片节目及电影等影视作品

我们选出了18部在Netflix上最好的科学纪录片,系列节目,以及电影。这份列表里不止有经典,还有很多新人。

Netflix 美食纪录片《烹》”Cooked” (2016)

Netflix 美食纪录片《烹》"Cooked" (2016)

内容概要:身为记者和食物专家的迈克尔·波伦(Michael Pollan)在这部总共四集的节目里,通过四大元素:风火水土,来探索食物以及烹饪的历史。

必看原因:现代人越来越少自己动手做饭。人们更倾向于昂贵并且不健康的加工食品。波伦期望通过呈现出人类与食物的联系,以及烹饪的欢乐来把观众们拉回厨房。

《奶牛阴谋:永远不能说的秘密》 Cowspiracy: The Sustainability Secret(2014)

奶牛阴谋:永远不能说的秘密 “Cowspiracy: The Sustainability Secret”(2014)

内容概要:纪录片导演基普·安德森(Kip Andersen)与科甘·库恩(Keegan Kuhn )为观众们展现了工业化肉食生产对环境的影响:包括温室效应,生境丧失以及污染在内的一系列破坏。

必看原因:人们完全不了解他们的食物对于气候变化,干旱,生境损失以及污染这些抽象概念的影响。而且,肉食生产对于环境的负面影响必将随着消费的增长同步上升。人们需要了解他们对食物的选择会产生什么后果。

《黑鲸》 “Blackfish” (2013)

黑鲸 "Blackfish" (2013)

内容概要:这部电影通过一条名为Tilikum的虎鲸的故事展现出了海洋公园行业的各种问题。Tilikum(印第安语,意为“朋友”)在佛罗里达州的奥兰多海洋世界公园里生活,它曾杀死过数名人类。

必看原因:海洋公园是人们家庭旅行最热门的经典之一。这部纪录片描述了为了取乐而囚禁野生动物所带来的各种问题。通过惊人的录像和感人的采访,观众们会了解到为了让他们高兴,虎鲸这一聪明美丽的动物需要忍受多么残忍的虐待。

《粒子狂热》 “Particle Fever” (2013)

粒子狂热 "Particle Fever" (2013)

内容概要:这部纪录片跟随者6名科学家一同见证史上最大也是最贵的实验:使用欧洲大型强子对撞机(LHC)来复制宇宙诞生大爆炸时的环境。他们的目标是解开宇宙的奥秘和物质的来源。

必看原因:物理一直都被认为是一门及其高深难懂的学科。但是《Particle Fever》在不烧掉你大脑的前提下给你展现出物理的魅力。在这其中也有描述当初发现科学家们认为是“上帝粒子”的希格斯玻色子时的情况。这部纪录片并没有企图向观众解释粒子物理这一复杂学科,反而,整部电影都围绕着这一重大发现:发现它的科学家们的故事,以及它将如何改变人类对世界和宇宙的了解。

《地球脉动》 “Planet Earth” (2006)

地球脉动 "Planet Earth" (2006)

内容概要:展现出海洋,沙漠,冰山,还有更多美丽的自然风光的高清系列纪录片。为它配音的是女演员西格妮·韦弗(Sigourney Weaver)。Netflix上的是美国版。

必看原因:“Planet Earth就是高清电视被发明出来的原因。它有着无比动人的画面。而且当你得知制作组为了这些画面所经历的艰辛,例如为一个镜头在迷彩的遮掩下连续等待数日,你将会更加感激这些画面背后的人。这是独一无二的感觉。”——Business Insider Films制作人兼导演萨姆·雷加(Sam Rega)

你从来没有像这样见识过自然。我可以肯定Planet Earth,通过它花费五年所拍摄的高清画面,改变了自然纪录片的制作方式。当然,是向更好的方向。这是一场奇异的环球旅行。每集都会展现出你从未见过的东西:一群没有眼睛的生物,充满生命的雨林,以及巍峨的高山。而且还有大卫·爱登堡。

“Good Eats” (2011)

内容概要:厨师奥尔顿·布朗(Alton Brown)已经不满足于在摄像机前做菜了。他极富创意的解释了厨房内的一切是如何发生的,同时向您展示了完美刀工与经典菜品背后的科学和历史。

必看原因:观众对布朗的第一印象很可能不是厨师而是笑星,但是给他一次机会:《Good Eats》是一部使人充满力量的烹饪节目。了解你在厨房所做的一些事情的原因,是一种奇特的感觉,而且你还可以学会省时,找到代替材料以及其他有用的小技巧。布朗的节目的另外一个有点就是他对基本功的重视。我们每个人都想直接挑战菜谱,但是很多时候把你的菜搞砸的就是你那差劲的技巧。

《生命》 “Life” (2009)

内容概要:这部11集的纪录片历经4年的拍摄,途经各大洲以及世界上所有的环境。它展现出了植物与动物为适应和生存而进化出的各种奇特的行为。

必看原因:每集都是独特的,但是它们之间的共同点就是每集都有一些“哇”的画面,比如黑猩猩分享他们的工具时。这一幕的重点在于他们知道怎么分享,而这让人不禁的思考,我们和动物也许没有那么大的区别。总体来说,这部节目的主题就是,生命是让所有生物为了生存而进最大的努力来适应的过程。

《甜蜜的负担》 “Fed Up” (2014)

内容概要:一个调查美国食品业的纪录片,给观众们展现出加工食品,尤其是糖,是如何导致例如肥胖症的各种致命疾病的。

必看原因:肥胖通常被认为是个人意志力导致的。它是可以通过健康饮食和运动而避免的。但是Fed Up表示,通过大力游说,大型公司成功的说服政府把糖放入一切的食物里。这样的话,就算儿童想改变也没有机会。

《凝视深渊》”Into the Abyss” (2011)

内容概要:著名德国导演维尔纳•赫尔佐格(Werner Herzog)的作品。这部纪录片讲述了在2001年被判定杀害3人的死刑犯迈克尔·佩里(Michael Perry)的故事。

必看原因:这部纪录片通过对死刑犯,他们的家人,以及德克萨斯州司法系统的采访,来探索犯人和有死刑的政府关于“杀人”这种行为背后的逻辑。

《珠穆朗玛峰》“Everest”(1998)

内容概要:制作组跟随一组冒险家及向导,拍摄他们登顶珠峰的过程。

必看原因:这是一部关于如何才能攀登珠穆朗玛峰的伟大故事。

《维龙加》”Virunga” (2014)

内容概要:在因为内战和争夺资源而狼烟四起的刚果,一队忠实的护林员正严阵以待,冒着生命危险从偷猎者与军阀手中保护刚果的维龙加国家公园。

必看原因:维龙加是这世界上物种最丰富的地区之一,并且还是世界上仅存的几只山地猩猩的栖息地。通过调查报导和自然纪录片拍摄方式的混合,这部纪录片揭露了护林员们为了保护这座“被遗忘的公园”所付出的血与汗。

《人类星球》”Human Planet” (2011)

内容概要:从极地到沙漠,从海滩到雨林,这部震撼的系列片展现出了人类的适应性和人类与自然的关系。

必看原因:惊人的画面和优秀的旁白让你每一次观看都如同第一次一样,看这部纪录片永远不会感觉浪费时间。

《更大,更强,更快》”Bigger, Stronger, Faster” (2008)

内容概要:这部纪录片把观众带进了运动界非法但又泛滥的“打药”的世界中。通过与健身人士,医生,教练以及政客的采访,观众将详细的了解美国人为了“赢”而付出的一切的。

必看原因:克里斯托弗·贝尔(Christopher Bell)关于类固醇的纪录片聚焦在他自己和他两个兄弟身上。但是这是一部关于如何成为一名“更好”,或者说是科学增强人类体质的故事。这也是一部关于美国人对于:最大,最有力,最快这一执着背后的思考和讨论。

通过科学,你将见识到常见的增强表现的药物给人带来的生理和心理上的作用。同时你也将会明白使用科技和科学来成为一个更好的运动员到底意味着什么,我们是如何确定什么是被允许的,什么是被禁止的?

《冰峰168小时》”Touching the Void” (2003)

内容概要:这是一个真实的故事,描述了在1980年代,两名年轻的探险家企图征服秘鲁安第斯山Siula Grande顶峰时经历的危险。这个故事被普遍的认为是近代登山史上历史性的一刻。

必看原因:这部情节紧张的电影讲述了乔·辛普森(Joe Simpson)和西蒙·耶茨(Simon Yates)企图攀登秘鲁安第斯山脉Siula Grande峰的故事。在登顶之后,乔摔断了他的腿。西门企图用绳子把乔送下山。但是由于天气原因,乔跌落山崖。拉着绳子的西蒙无奈只能割断绳子放弃乔。

但是西蒙不知道的是乔没有被摔死,而且他还趴回了营地。这是一个关于面对死亡时,关于生存和毅力的故事,它重新定义了坚强这一词。

《宇宙时空之旅》”Cosmos: A Spacetime Odyssey” (2014)

内容概要:这部纪录系列片是1980年代卡尔·萨根(Carl Sagan)的人气节目“Cosmos: A PersonalVoyage”的副产品。著名天文学家奈尔·德葛拉司·泰森(Neilde Grasse Tyson )将带领观众畅游宇宙与地球,探索已知和未知。

必看原因:奈尔·泰森非常善于把复杂的科学解释的简单易懂。他也很善于让科学听起来很神奇。

《蓝色星球》”The Blue Planet” (2001)

内容概要:这部叫好的系列片深入的探索了海洋深处的秘密。通过在全球各处的海岸和极地海底的拍摄,观众将欣赏到各种海洋生物,不论大小。这部系列片的旁白由著名的纪录片配音员大卫·艾登堡爵士担任。

必看原因:此片必看,因为我们的星球表面大部分是水,而海里面有各种神奇怪异的生物,有些看起来犹如外星人一样。在自己探索之外,最好的选择就是在有大卫·艾登堡配音下观看深海景色了:五彩缤纷但无比脆弱的珊瑚礁,深海的深渊,以及广阔的海域里那些神奇的生物。

《食品公司》”Food,Inc.” (2008)

内容概要:导演罗伯特·肯纳(Robert Kenner)深度的展现出食品业在1950后,由于跨国公司和快餐公司的推广而经历的巨大革命。这部电影曾得到了奥斯卡的提名。

必看原因:每个人都吃饭,但是很少有人会思考生物从哪来。当你和这部纪录片的畅销书——《快餐帝国》的作家艾力克·施洛瑟一样探查的那么深,那么广之后,真相往往是惊人而恶心的。

Food,Inc有一些政治倾向,片中所提出的一些事实就有些嫌疑。但是此片的主题,人们对一个更好、更健康、更人道的食品生产系统的需求是真实的。如果你在美国吃饭,那你必须看这部片子。教育之余,它也会打动你。

《南极洲:冰上的一年》”Antarctica:A Year On Ice” (2013)

内容概要:这部纪录片展示了在这世界上最恶劣的环境:南极中工作和生活是什么样的。这部纪录片所用的一切影像都是由Frozen Planet系列片的摄影师安东尼·鲍威尔(Anthony Powell)跨越15年所拍摄的。

必看原因:通过一部有趣并充满魅力的电影,来展示出在这世界上最恶劣的环境里生活整整一年是什么样的。虽然是他的第一部影片,但是新西兰导演安东尼·鲍威尔有着在南极丰富的生活经验,这在影片中能看出来。

鲍威尔通过结合缩时摄影和跨越365天的录像展现出了南极那极致的美,以及在南极生活的人每天的工作。而且这些影像都是在非常极端的情况下拍摄的,被冰山围绕着,被暴风雪拍打着,或者经历着极昼与极夜。

【来源:Techinsider 翻译:羊羽  DeepTech深科技编辑整理】

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8 Responses

  1. 卫马说道:

    每一部纪录片都凝结了作者多年的心血与智慧,甚至为了拍摄它们有的人历经了千难万险,但是所得到公众的关注还不如一部垃圾的商业电影。

  2. Tyra说道:

    纪录片几乎清一色看BBC,这次的分享是不同风格,保存慢慢看

  3. 毒师说道:

    网红的时代常是反智的时代,深科技里却如沐春风

  4. ANdY说道:

    推荐life!那部片子开启了我探索生命科学的道路!

  5. 杨立山说道:

    请教各位朋友,哪里可以看到这些影片?感激之至

    • 作者回复说道:

      首先,您需要用科学的姿势接入互联网(你懂的),打开Netflix.com,然后申请免费试用一个月,填入您的信用卡信息完成注册,就可以开始愉快的玩耍了。每部片子都可以搜索到。一个月免费试用到期后,需续费9.99美元。 P.S. Netflix是全球著名视频内容提供商。

  6. 公孙立夏说道:

    加速器有很多应用,可以看一下美国有多少个funding agent在投资加速器项目。
    1 High energy physics office 支持高能物理的研究,对撞机或对撞机相关的加速器都是这个办公室支持的。。如LHC,美国的RHIC,曾经的tevatron 这一类质子或重离子加速器,能量高达百GeV甚至TeV。中国的BEPCII也是这类的。未来要建造的FCC也是。 高能加速器主要是研究基本粒子,超对称物质,量子色动力学,模拟宇宙之初等现象。不同的对撞机,不同的能量段有不同的应用。比如过两年RHIC 要改造成LeRHIC,降低能量来探测临界现象。把高能加速器改造成低能的并不容易,能量低了后要保持同样的流强,空间电荷效应会增加。空间电荷效应就是说两个同电性粒子放在一起会出现排斥。高能情况下这个效应可以被自磁场抵消,能量降低这个效应就很强。这就出现了对撞机的冷却装置,有随机冷却或电子冷却,和相干电子冷却等技术。其中电子冷却需要将电子加速器加速mA到A量级电子流到几个到几十MeV来和离子相互作用,减小高能离子的发射度。这些都是高能相关的。

    2 Nuclear physics office 支持核物理或反应堆的研究,能量相比于对撞机要低一些。一般靠打靶。如JLab的CEBAF。能量在十几个GeV。这类加速器有很多,用来产生核素。也有用加速器控制核反应堆的临界堆研究,用来做未来最安全的核反应堆。

    3 Photon sciences office和军方支持加速器产生光的研究,主要是同步辐射光源,自由电子激光,康普顿光源,THz之类的研究。主要加速电子,能量有几个MeV的THz光源到GeV的硬X射线光源。这些光源很多是用户装置,给材料,生物,化学提供观测微观和超快过程观测的一个手段。美国有LCLS, NSLSII,中国有上海光源,上海自由电子激光,未来的北方光源,小型的如清华的康普顿光源,北大的THz等。军方感兴趣的是自由电子激光在武器上的应用,近两年军方没耐性,已经不感兴趣了。

    4 NIH支持的癌症治疗的重离子加速器,重离子的布拉格峰可以根据不同能量释放在不同位置,所以在癌症治疗中有及其重要的应用。只打坏癌组织而对正常组织没有损害。中国的兰州重离子所已经有了这套装置。加速器在医学中应用很多,如X光机,电子流打癌细胞都用到了加速器。很多大公司如西门子都是造加速器的。

    5 公司或军方支持的加速器探测。最成功的要数清华威视的集装箱探测设备。这些能量就很低了都是MeV量级的。

    6 小公司的加速器项目。如辐照杀菌,辐照育种,辐照排污等等。我国的海鲜很多都需要加速器照照再卖,浙江江苏有好多这类加速器。

    7 material sciences的电子显微镜用十千到白千电子伏的电子去做成像。也有用几个MeV做超快电子衍射或超快成像的。

    8 前面有人提到的如阴极射线管之类最简单的加速器。。

    小型加速器实际上数量远远多于大型加速器。目前世界上超过30000多台加速器,也仅仅有200多台算是大型科研用的加速器。
    题主想想,LHC也只有1台,什么北京正负对撞机,Tevatron之类的,也是掰着指头能数过来的。
    往往在传媒上说道加速器,总以为就是对撞机。其实大型加速器也还包括各种光源,同步辐射光源、自由电子激光源、散列中子源等等,那些学化学生物材料的,都排着长长的队伍等着在这些机器上做实验呢。
    回到正题,其实小型加速器压根就不是发现什么新定律的,它们都是工业、医疗等领域上的好助手。
    这么告诉你吧,小型加速器一年的销售额就超过30亿美元,小型加速器应用范围内的工业产值高达5000亿美元。小型加速器有的尺寸只有一瓶可乐(2.5L)这么大,但整个装置的的售价高达100万美元。题主是不是不能忽视所谓的小型加速器了?
    为什么要用小加速器呢?很简单,大的更贵,更不稳定。LHC的造价100多亿美元呢,每年还花掉10亿美元,日内瓦大区10%以上的电力都是它消耗的。还娇贵得要死,动不动就出个事;你看最近丫的冷却系统又出个毛病了,耽误好几个月。
    所以加速器能用小的就用小的,能用简单的就用简单的。就好像天气热吹个电扇空调就好了,没必要上液氮制冷系统吧。

    至于题主问小加速器有啥用,这里可以参考果壳的链接:没了粒子加速器就活不下去的10个理由
    我也算是相关方向的科研民工,尝试按照自己的理解说一下小型加速器有啥用吧,需要说明,我们理解的小型加速器,一般是电压在100KV-30MV的电子加速器,以及300MeV以内的质子重离子加速器。电压更小的X光机,甚至电视机,一般我们都不算在内的。

    1. 辐照类:
    称之为辐照加速器,利用加速器中高能粒子产生的强劲辐射,产生化学、生物或者物理效应。这是小型加速最广泛的应用了。以前人们用放射元素来产生辐射,现在基本都拿加速器了:体积小、强度大,最关键是可控制(拔了插头基本就没辐射了,哪像钴60,经常有工作结束了忘了塞盖子把人照死的事情)

    a. 化学效应就是利用辐射去电离物质中的化学键(所以称之为电离辐射,不了解的可以先参考电离辐射_百度百科),我们知道化学反应的自由能通常都是eV(电子伏特)级别的。而小型加速器基本都在100KeV以上,分分钟切段化学键,因此可以实现一般化学反应完成不了的任务。
    比如拿橡胶、塑料什么的给加速器照一照,就变硬了;寿命、绝热性和绝缘性都会增强(高分子交联,还有辐射固化,参考高分子辐照交联);很多大型输电线的绝缘套都给加速器照过的。还有部分奇葩(褒义)的想法,给柏油马路的路面照一照,然后增加马路的寿命。
    又比如说给废气污水什么的照一照,污染就自动去除了,是不是很神奇。就是就是拿加速器把尾气中的分子打断,然后重组(不过目前技术不成熟)。这样二氧化硫和硫化氢变成三氧化硫,氮氧化物变成五氧化二氮;再通个氨水,变成硫酸铵和硝酸铵,绝对变废为宝啊。以后国内很多工厂,可能会大规模装备的。(参考辐射降解_百度百科)
    又比如很多水晶宝石什么的,拿加速器照一照,就从无色变成彩色了,是不是更神奇。辐照能够打断晶体的化学键,产生缺陷并改变颜色(抱歉没有好的参考资料,请参考一个例子关于黄玉(托帕石)辐照改色)
    又比如。。。

    b. 电离辐射有害,众人闻之变色,这是大家都知道的。但辐射对人有害,对细菌也有害,这就是电离辐射的生物学效应。你知不知道很多医疗器械不是拿酒精,而是拿辐射消毒。辐射无孔不入,能消除很多隐藏深处的细菌,还不说有些器械的部件会溶于酒精。很多重要信件以及包裹,处于安全考虑都拿辐射消一消(想想信封里藏着炭疽杆菌是不是吓尿了)。很多食品的消毒,拿辐射照一照就可以了,包装完了之后再照都可以,而且不破坏食品本身的风味,是不是比高温杀菌更方便。比如拿土豆照一照,把能发芽的细胞杀死了,土豆还真不发芽了,是不是很放心?。目前食品辐照消毒可是很热门的方向哦。(参考辐射消毒_百度百科)

    c. 电离辐射的物理效应,基本上就是热效应。我们知道现在有很多东西用激光加工,比如钻石切割什么的,激光能量密度高啊,遇到物质就是融化它,管你固态的时候多硬,老子把你变成气态看你还嚣张。小型加速器产生电子束也是同样的道理哦;而且激光一般对金属而言只能加工表面,高能电子束能够穿透它。所以可以进行内部操作。比如大型工件的焊接,有时候会用电子束。而且我们知道激光有衍射效应把,小于一定尺寸就不行了,电子束可没这限制;以后纳米级别的操作恐怕要电子束来进行了。不过目前的技术以及需求还没发展到这个水平。(

    2. 放射治疗:
    其实基本上就是癌症治疗。别看癌细胞嚣张,但基本上癌细胞在放射线下面死得比正常细胞快;我们也是利用这一点利用放射线治疗癌症。目前基本上都用加速器来做放射治疗哦,其实放疗副作用虽然很大(质子和重离子小一点,但太贵),但是它是肿瘤治疗中非常有效的手段(很多早中期癌症通过放疗或者手术+放疗治好的,化疗是确保不复发和转移)。放疗设备每年的需求很大,目前不光中国,发达国家现在的放疗设备也是供不应求(主要是先进放疗设备)。具体不细说了,可以参考放射治疗_百度百科,知乎上也有不少肿瘤物理师,他们更专业。

    3. 注入类:
    很多芯片比如CMOS,CCD什么的,其实都拿加速器照过。这些都是拿加速器加速某个离子,然后注入到某个半导体内部惨杂。用注入的方式总比扩散的方式快吧,而且关键是精确啊(深度和能量相关,想要什么深度就改变电压)。具体我不是很专业,希望有学微电子的能帮我补充一下。(请参考离子注入_百度百科)

    4. 无损检测
    加速器产生的辐射能够穿透物体,在不改变物体的情况下检查物体的内部。题主可能要问了,不就是拍个胸片,有必要上加速器么。还别说,大型结构你拿胸透的X光机什么都看不到。为什么?能量不够所以穿不透。检查大型结构,比如集装箱(看看有没有走私),大型铸件(比如电机叶片,航母甲板等),火箭发动机(看看燃料都填充好了没),都得拿加速器来看。(参考射线检验_百度百科)

    5. 其他:
    同位素药物的制作等什么的就不细表了。

    题主现在有没有觉得小型加速器就像金手指,指哪哪有反应。对于常年被父母和亲戚误认为我是做火箭发动机的科研狗(他们认为加速器就是加速火箭嘛),如果能看了描述后都觉得加速器其实原来这么吊,我也就心满意足了。

    就发现新物理来说,LHC和规划中的HL-LHC等高能量大型强子对撞机无疑有更大的潜力。这是高能物理中重中之重的高能量前沿,也是最能吸引关注的加速器项目。

    但除此之外,高能物理中还有高亮度高精度前沿等。需要不同能区,不同规模的加速器去达到,取得对于粒子世界比较完整的认识。

    比如现在还在运行的BEPCII(会运行到2020年左右)是目前世界上唯一运行在tau-charm能区的加速器,相比而言算小加速器。

    还有其他答案里核物理用到的重子加速器/打靶实验加速器。都是针对特定物理目标设计的。一个大加速器是无法完成每个能区物理课题研究,运行起来也不经济。

    补充一个没有提到的原因。高能物理研究团队是每个大国都必须要维持的,因此需要投入资金建实验设施。但在资金有限时,会选择建立一些小型的实验设施来维持团队。

    世界上加速器我粗略的分为两大类:
    1. 用于科研的大型加速器:几百米~几十千米不等,主要都是用于科学研究,一般来说,各大实验室的加速器的研究领域是不相互冲突的,各有各的研究范围。正是这个原因,才会有能量不同、规模不同、功率不同的加速器(正如 @Wang Erdong回答里所列举的)。如果某两台加速器适用领域重叠,必然会有一个被淘汰或者被迫升级改造,当年北京BEPC就是因为性能稍微好于美国某加速器,才在PK中存活下来。当然,这并不是说BEPC有多好,而是老外在乎的不是名声,而是切切实实的成果,你们加速其先进,那就去你们那做实验好了,没必要自己再造一台。

    2.应用型小型加速器:一百米以下,一般和科研无关,多用于实际的商业应用,这些@Wang Erdong说的很全了。

    结论就是:各有各的不可替代的用途。好比每个人都有自己的社会岗位一样,不能因为某些精英的存在而说我们这些底层工作者没用,更不能淘汰我们(虽然没什么贡献—–我也想有贡献啊啊啊~~)

    PS:
    加速器技术展现的不仅仅是科研水平,更多的是一个国家的工业水平,建造一台加速器,需要综合电源、磁铁、材料、控制、审美、计算机等多方面技术,比如国内,电源、控制、材料等方面远落后于美欧,只能花钱进口啊。 请原谅我使用审美这个词,你知道天天守着加速器用着体验超烂的调束软件是什么样的感受么?不,你体会不到,所以我们需要艺术水平高的人,我们需要用户体验(和德国佬没法比)。

    回旋加速器能达到的能量已经满足不了现代科学实验的研究了,而且一般适用于重离子,作为同步加速器的注入器,不适用电子或质子(相对论效应太明显);
    同步加速器相对直线加速器优点主要是省钱,离子在里面可以重复加速,逐渐加到高能量,而且还可以储存粒子束,满足各种实验要求。但束流质量不高,因为二极体的存在,粒子在弯转的过程中品质(包括发射度,能散,色品,束损等)变得很差;
    直线加速器能量可以达到很高(像正在筹备的国际直线对撞机ILC),束流品质也很好,但造价贵啊,简直就是坑国家啊。

  7. 髙東時说道:

    “既然有大卡车,小轿车有什么用?”,应该是各有各的用。粒子加速器而言,大型的可类比于小轿车,是用来“玩”的,小型的往往更具实用价值,好比车轮对于运输的价值。

    X 射线管,CRT也算是加速器吧,如果觉得人工贝塔射线有点牵强,那么在集成电路生产中,无论离子注入,蚀刻等工艺过程,都大量使用加速器。当然都算不得大型加速器,因为我们生物体所关联的能量区间也就这么大点。虽然我们天天用电子产品,可集成电路生产离我们还是很遥远,再说个我们身体可以直接接触的:

    现在去医院有各种检查,其中最贵(这是几年前的话,今天可能有变化了)的一项 PET, 最常见的过程是 先用加速器加速质子,去轰击氮14,导致其发生阿尔法衰变后,得到一种核素碳11。再用碳11制成葡萄糖,将这样的葡萄糖注射到血管里。碳11半衰期只有20分钟多点,它衰变时放出一个正电子,正电子很快找个常见的负电子同归于尽,发射一对伽马射线光子。监测这种特定的伽马射线的发射点,就知道了葡萄糖去了什么地方,肯定是在代谢旺盛的组织富集,肿瘤就是这样的组织。

    可见小型的加速器才真有用。

    人是做粒子物理,要发现更基本的粒子,验证新模型(SUSY,Extra Dimension等),是要建造更大的加速器。比如听说的我们天朝要有大动作,先建立正负电子对撞机(CEPC,能量在240~250 GeV),来验证Higgs Boson的各种性质;然后会在同一个地下轨道升级成超级质子对撞机(SppC,能量在100 TeV左右),造价估计就在10^10+美金,没事,我们贪官多,随便抓几个就够这个预算了。如果这个SppC能够建起来,那SUSY的参数空间就会被限制得死死的,要么发现,要么灭亡。

    但是大家知道,物理领域基本是按照研究对象尺度大小来划分的,有大尺度天文(尺度在100亿光年左右),也有研究galaxy或者clusters of galaxy,还有研究star,planetary这些的;然后还有以牛顿定律为主的现实世界的运动规律研究;继续往下是量子世界,低速微小粒子的运动;然后随着能量升高,研究的尺度越来越小。

    刚刚说的超大型对撞机是研究基本物理相互作用的必要工具,然而物理不只有这一个领域。不同的物理尺度对加速器的要求是不一样,如前面各位说的:有研究中微子的,这个就低能量对撞机就完全可以满足;有研究Hadron(重子)的,这个能量基本在几个到十几个GeV,也算低能量,小型对撞机就能满足;还有研究同步辐射的;还有很多医学加速器,研究对人体辐射之类的。加速器就和望远镜很类似,不同研究对象需要的加速器(望远镜)是不一样的,不是说建造了8米直径的望远镜,那些小望远镜就可以扔了。

    我只是晚来了一天这里就冒出三十多个答案,看来打个补丁就够了。加速器的用途很广泛,我就不细说了,就按问题的意思局限在粒子对撞实验上吧。即使局限于此,并且忽略制造与维护的成本而只考虑物理目标,粒子加速器也不是越大越好。举个栗子,KEK的B介子工厂,把对撞能量设置在的产生阈上,在参考系(注意不是实验室参考系)中它衰变出一对速度很低的B介子。这个机器上B介子重建比较容易,而且又因为低能、电子初态这两个条件,没有复杂的QCD背景,并且没有结构太复杂的喷注干扰,连同衰变末态的粒子也比较容易鉴别,所以可以比较干净地研究B介子物理,包括混合、稀有衰变、CP破坏等等。而在大型机器上研究B物理首先容易受到重建效率的干扰,因为这样一个含b夸克的喷注结构复杂,往往不是只包含一个指定的B介子,且容易与轻夸克喷注混淆,重建效率较低,而对其衰变产物的鉴别就更加艰难;如果是强子初态类似LHC这样的机器,还必须面对复杂的强子背景。所以对许多过程的精确测量,B工厂比起LHC上专门研究B物理的探测器LHCb更有优势,尤其是将来它的亮度再提高起来后。当然对B物理的研究这两台机器是互补的,比如针对介子的测量基本都是LHCb有优势,主要还是事例数问题。

    那你说精确测量能不能发现新的规律?也算也不算,B物理的精确检验有机会发现现实世界与标准模型之间的偏离,但一般无法确认这个偏离产生的原因。所以这属于一种比较间接的发现,但间接并不代表不重要,因为直接产生新物理粒子往往难度更大,可能需要根据间接实验去推断该找什么如何去找的问题。另外一点低能对撞实验可能发现更丰富的强子共振态,而这个在高能对撞机上基本就不要想了,大部分都是作为喷注出现,喷注内部的粒子鉴别很困难。
    高能物理实验的重大发现的结果通常是由大量数据统计处理给出的。
    大的加速器的能量高,加速粒子的荷质比低,可以带来相对更加丰富的实验现象,在很广袤的能量范围进行物理探索。
    但是质子其实也是有深层结构的,所以湮灭之后的各种反应截面都很混乱,什么都有,而真正想要进行精细研究的事例却又少的可怜。
    这时候反应截面纯净(因为电子没有结构)的比较低能的电子对撞机就派上用场了。电子对撞机通常给人小而美的感觉,能够在某一个能区集中发生大量的事例,不仅能够对各种性质常数进行精细测量,还可以在自己运行的能区发现很多需要较多数据才能发现的物理(例如高能所去年发现的四夸克态z3900等)。

    即使大小(束流强度,电子能量)相同,也可以有不同的用处啊。
    比方说你想做对撞实验,我想用同步辐射。不同用处的加速器在设计上有区别的。
    即使用处相同,想用的人多了,不是也得多造几台么
    即使外国有了,我们不也得自己做几台么
    小型加速器还是很有用的,比如有些就把阈值设定到130MeV左右(这对于LHC来说是很低很低的能阶了), 这样在做QED粒子(电子-电子,电子-正电子)的对撞时π介子就不会产生, 这种情况下散射出来的末态粒子将会是相当纯的基本粒子, 不会像SLAC, LHC那样散射出来都是各种各样的复合粒子。这对于研究精细结构常数的高阶修正和研究暗物质都可能是有帮助的。
    能量较低的加速器可以通过增加亮度等方式来增加事例数,不一定非要提高能量的。好比能量高的的加速器对撞十次可以发生一次有用的事例,能量低的也许要撞一百次才能获得有用的事例。所以要获得有用的事例,要么让加速器能量更高以提高事例率,或者对撞流的亮度更高增加对撞的次数。

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