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又到了年末，我們回顧 2014 年，反思所有發生的酷炫科學事件。今天，Jen-Luc Piquant 整理了 2014 年的 20 個最佳物理主題影片——但需要說明的是，並非所有影片都是在 2014 年製作的。但我們今年發現了它們，這足以滿足我們的標準。請關注接下來一週釋出的關於我們 2014 年最佳物理書籍和最喜歡的物理論文的帖子。現在，為了讓您賞心悅目，我們為您挑選了 2014 年最佳物理影片！
1. 法貝熱分形：前雷射物理學家 Tom Beddard 已經開始創作令人難以置信的藝術作品，讚美分形的美麗和複雜性。根據 Beddard 的說法
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“3D 分形是透過迭代公式生成的，其中一次迭代的輸出構成下一次迭代的輸入。這些公式有效地摺疊、縮放、旋轉或翻轉空間。它們是真正的分形，因為越靠近表面，就能顯示出越來越多的細節。最吸引人的地方是引數的組合可以結合起來，產生具有非凡細節和美感的結構“共振”——有時是自然的有機，有時是完美的幾何形狀。但隨後，就像一個混沌系統一樣，它可能會隨著最小的擾動而完全消失。”
2. 聆聽由放射性產生的音樂。據 io9 報道：“莫斯科音樂家/工程師 Dmitry Morozov 製造了一件令人難以置信的樂器，名為 Metaphase Sound Machine。它根據內建蓋革計數器感應到的放射性粒子產生音樂。” 根據他的網站
“Metaphase Sound Machine 是一個帶有 6 個旋轉圓盤的物體。每個圓盤都配備有聲源（揚聲器）和麥克風。每個麥克風都透過計算機和旋轉軸連線到圓盤上的揚聲器。此外，在裝置中心還設定了一個蓋革-米勒計數器，用於檢測周圍區域的電離輻射。這些粒子之間的間隔會影響每個圓盤的旋轉速度。本質上，該物體是一個音訊和動力裝置，其中聲音是基於旋轉圓盤上的麥克風和揚聲器產生的反饋合成的。反饋哨聲被用作更復雜聲音合成的觸發器。額外的諧波訊號處理以及動態系統的波動性導致聲音的無限變化。物體的形式指的是普遍接受的量子糾纏的符號表示，即雙光子 - 軌道交叉圓盤。”
3. 透過斯皮策太空望遠鏡的聰明人（以及 io9）：觀看由艾倫·圖代克扮演的腦寄生蟲解釋引力。寄生在天文學家（威爾·惠頓）大腦中的寄生蟲（艾倫·圖代克）回答了“為什麼宇航員在太空中看起來失重？”這個問題。
4. 對稱 是電影製作人 Yann Pineill 拍攝的七分鐘短片，是一個音訊/視覺迴文：前半部分和後半部分互為映象。根據 Pineill 的說法：“這部電影是對稱編寫的：後半部分與前半部分嚴格相同，但倒放並映象。第二部分不像簡單的倒帶，而是像第一部分的延續。它探索了各種對稱：構圖、形狀、聲音和音樂、場景、顏色、動作、時間……”
5. 使用紋影光學視覺化氣流，由哈佛大學自然科學系完成。 據 Twisted Sifter 報道，這種不尋常的光學技術“使我們能夠看到空氣中折射率的微小變化。點光源的光線從凹面鏡反射，並聚焦到安裝在相機前的剃鬚刀片的邊緣上。在鏡子附近折射並被刀片擷取的光線會產生陰影的錯覺。” 下面的影片顯示了蠟燭火焰和吹風機的受熱氣體的流動模式、氦氣和六氟化硫氣體。 根據哈佛大學網站（其中包含有關科學和設定的更多資訊）
“我們可以看到從你的手上上升的溫暖對流，或者從一杯冰水中下降的冷空氣。使用這種技術還可以看到空氣以外的其他氣體。例如，可以將六氟化硫氣體從瓶子中明顯地倒入玻璃杯中（直到溢位），然後從玻璃杯中倒出。”
6. 宇宙 的一個有趣的模仿 (大麻上的宇宙) 想象尼爾·德格拉斯·泰森吸食大麻後處於興奮狀態。“他把“草”放進了德格拉斯。尼爾·德格拉斯·泰森……知道在哪裡能搞到好貨。” 還有：“宇宙中的一切都是星塵。這塊乳酪和這塊義大利辣香腸都是星塵。” 我會完全觀看這個節目。
7. 一位獨立電影製作人冒險回到遭受輻射破壞的切爾諾貝利，製作了令人震驚的紀錄片 美麗的鬼魂。 據 Lost at E Minor 報道
“1986 年 4 月 26 日星期六，在靠近蘇聯城市普里皮亞季的切爾諾貝利核電站正在進行例行系統檢查。意外的功率激增導致工程師嘗試緊急停機。然而，在生效之前，反應堆內蒸汽積聚引起了爆炸......為了紀念爆炸 27 週年，這是同類中最危險的爆炸，直到 2011 年福島核洩漏事故，電影製作人 Christiaan Welzel 和他的妻子 Kseniya 進入了禁區。輻射水平已經達到在短時間內人身安全的程度。然而，周圍的大部分地區仍然受到嚴重輻射。韋爾澤的電影《美麗的鬼魂》強調了切爾諾貝利的寧靜，這在四分之一世紀裡基本上沒有受到干擾。正如他在畫外音中解釋的那樣：他的意圖不是引起悲傷的感覺，而是更多地引起人們對“末日之美”的關注。”
8. 雙重：當兩個宇宙碰撞時，一位男士在這部迷人的短片中遇到了他夢中女孩的完全相同的分身。 據 io9 報道：“有一天，我們的宇宙開始與一個平行宇宙合併，逐漸地，地球上每個人的複製版本開始出現。起初它讓人感到困惑，但隨後一位辦公室職員遇到了他愛上的女孩的分身。”
9. 催眠藝術展示了自然界中（圖靈）模式如何從隨機性中產生。（我去年為Quanta撰寫了關於圖靈模式的文章，以及這篇配套的部落格文章 — 一個引人入勝的主題！） 據Wired報道
“[總]部設在澳大利亞堪培拉的生成藝術家和設計師喬納森·麥凱布正在將圖靈的理論轉化為藝術。麥凱布不是從細胞開始，而是從畫素開始。每個畫素都獲得一個隨機值，通常是 -1 和 1 之間的數字，在最終影像中用顏色表示。然後，麥凱布應用一組規則，這些規則決定了每個畫素的值如何響應周圍畫素的值而變化。隨著程式的進行，畫素值會發生變化，從而形成從最初的隨機數字混合中開始出現的形狀簇。”
10. 在 X 射線機中進行瑜伽：對運動中的身體進行視覺研究/探索，重點是瑜伽姿勢。 據 Open Culture 報道：“由 Hybrid Medical Animations 提供的這項高科技‘對運動中的身體的視覺研究/探索’。該動畫的目標是建立 X 射線的真實表示，同時捕捉各種瑜伽姿勢的美麗。看起來他們在兩個方面都達到了目標。在建立這個 3D 動畫時，實際上沒有使用 X 射線……這一切都只是動畫——複雜的動畫，不知何故能夠顯示‘正確的骨密度並代表每個單獨骨骼內的實際骨髓’。”
11. 無限的截斷故事是保羅·特里洛拍攝的一部短片。它被描述為“審視日常生活中的無限可能性。講述了文森特（“X 主體”）及其在宇宙中存在的許多變體的一天生活。當他跟隨一個可能的戀人走在街上時，故事開始分裂成不同的線索。” 顯然，這個故事的靈感來自布賴恩·格林的 隱藏的現實 和道格拉斯·霍夫斯塔德的 我是一個奇怪的迴圈。
12. 認為看冰融化會很無聊？再想想。在下面的影片中，冰融化的耀眼彩虹景象是由一位攝影師使用任何人都可以重新建立的簡單起居室設定拍攝的。 據新科學家報道：“攝影師肖恩·諾爾的延時影片使用兩個偏振濾鏡和一個極度特寫鏡頭，展示了閃爍的隱藏結構。諾爾使用 LED 計算機顯示器作為偏振光源，然後將圓形偏振濾鏡連線到他的相機的微距鏡頭。旋轉濾鏡會產生彩虹效果，因為不同厚度的冰會以不同的方式折射光線。”
13. “薛定諤貓的反駁”。 歌手/詞曲作者 Sarah Donner 以其有趣、古怪、不敬的曲調而聞名，在她的新專輯（名為 那是一匹飛馬）中，她擁抱了她內心的貓女/物理學家。她寫了一首關於每個人最喜歡的量子貓的朗朗上口的曲子，並附帶在普林斯頓等離子體物理實驗室拍攝的音樂影片。
14. 行動比爾 是一部樂高定格動畫短片，由威廉·夏特納主演，他扮演一個時間旅行機器人，試圖摧毀威廉·莎士比亞，但低估了行動比爾的戰鬥能力。幕後花絮 在此處展示。
15. 將所有資料聲音化！粒子碰撞交響曲，由歐洲核子研究中心的科學家演奏。根據 YouTube 的描述：“LHChamber Music 是一首實驗性作品，也是一個“為歐洲核子研究中心 60 週年紀念而設的實驗合奏”，基於 2010-2013 年大型強子對撞機 (LHC) 執行期間 4 個探測器（ALICE、ATLAS、CMS 和 LHCb）記錄的資料的聲音化。音樂由 Domenico Vicinanza 創作，在四個實驗洞穴和歐洲核子研究中心控制中心 (CCC) 中由在歐洲核子研究中心工作的物理學家和工程師演奏。”
16. “天體物理學家弗拉德”是民謠歌手/詞曲作者彼得·穆爾維向他的酒友、一位名叫弗拉德的捷克天體物理學家致敬的口語作品，這位捷克天體物理學家是華盛頓大學的弗拉基米爾·查盧普卡，他有一頁專門介紹這件作品的背景故事。 它出現在專輯 來自飛行機器的信件中，“建立在四封寫給他非常年輕的侄女和侄子的虛構信件之上：由彼得創作和演奏的原創歌曲圍繞著四首口語作品。”
“這是個真實的故事，”馬爾維說。“我在國家青年科學營的年度活動上遇到了弗拉德。活動地點在西弗吉尼亞州下面的一個洞穴裡，科學營本身就是一個不可思議的故事，但這封信來自弗拉德，他是來自捷克共和國的真正的天體物理學家。我們坐在一家汽車旅館後面喝啤酒，仰望星空，我想，嘿，他是個天體物理學家，他或許真的能告訴我那裡是否存在智慧生命。所以我問了他，他用平白的英語回答了我，他的回答讓我震驚——這是任何人告訴我的最令人震驚的事情。所以它必須寫進其中的一封信裡。”
17. 一場進入超現實領域的旅程，在那裡大衛·林奇遇到了量子物理學。正如《創造者計劃》所說，安傑伊·德拉甘很可能是“唯一一個為手持雞的大衛·林奇拍照的量子物理學博士”，該專案對這位作者進行了一次精彩的問答。他的作品包括兩部令人毛骨悚然的超現實短片，一部關於時間膨脹，另一部關於亞原子粒子奇異的量子特性（如下所示）。正如他告訴《創造者計劃》的那樣
“我們科學家所發現的大部分真理要素並不難理解，但它們很難讓人相信。在早期，許多傑出的頭腦拒絕了愛因斯坦的相對論，因為他們不相信它。後來，包括愛因斯坦在內的許多偉大的思想家都拒絕了量子理論，因為他們不相信它。由於相對論和量子理論都得到了經驗證實，所有這些人顯然都錯了。我們要吸取的教訓是，我們通常在自己的信念中是錯誤的，所以最好放棄任何信念，堅持赤裸裸的事實。”
18. 揭示鳥類和昆蟲運動的隱藏模式：椋鳥、水黽等生物的夢幻般的旅程。據《大西洋月刊》報道：“羅德島設計學院的電影和動畫教授丹尼斯·赫林斯基創作的影片，處於藝術和科學的交叉點。赫林斯基透過數字追蹤鳥類和昆蟲的行進軌跡，將普通的鏡頭轉化為空靈的插圖。” 在這裡，他討論了他的工作和創作過程。
19. Ambition 是一部關於一位建造太陽系的魔術師的精彩短片。據io9報道：“以荒原為畫布，一位大師和他的學徒開始將瓦礫變成行星和衛星，小行星和彗星，使它們圍繞一個象徵性的太陽旋轉。這就是由奧斯卡提名導演託梅克·巴金斯基與歐洲航天局合作製作的短片《Ambition》的開篇。”眼尖的《權力的遊戲》粉絲會發現，正是彼得·“小指頭”·貝里席——也就是演員艾丹·吉倫——扮演了大師。還有一個幕後製作影片“Ambition 的製作”。
20. 在這段令人驚歎的影片中，觀看近140億年的宇宙誕生過程，時長約2.5分鐘，這是迄今為止對宇宙演化最精確的模擬。據《洛杉磯時報》報道：“觀看這段影片就像飛越宇宙……並觀看星系的形成過程。” 根據YouTube的描述
“Illustris模擬是我們迄今為止對宇宙進行的最雄心勃勃的計算機模擬。該計算跟蹤了宇宙的膨脹，物質自身的引力，宇宙氣體的運動，以及恆星和黑洞的形成。這些物理組成部分和過程都是從類似於大爆炸後30萬年的非常年輕的宇宙的初始條件開始建模的，直到今天，跨越了138億年的宇宙演化。模擬的體積包含數萬個高細節捕獲的星系，覆蓋了廣泛的質量、恆星形成率、形狀、大小，並且其特性與在真實宇宙中觀察到的星系群非常一致。這些模擬在法國、德國和美國的超級計算機上執行。最大的模擬在 8,192 個計算核心上執行，耗時 1900 萬個 CPU 小時。一臺最先進的臺式計算機需要 2000 多年才能完成此計算。”