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外星生活大傳奇：美國科學家在澤塔星的所見所聞

為了解決光纖 光速的問題，作者廖日昇 這樣論述：

　　二次大戰後，不少的科技技術如晶體管、雷射器、光纖、微芯片、超導體和碳纖維等材料在通信技術的蓬勃發展，據說都是從外星飛船逆向工程所得到的靈感。也因此，外星人與地球人互動交織出的血淚史，往往超乎人類之想像。 　　部份居心叵測的外星人選了我們地球上最強盛且最多種族的國家——美國作為合作的對象，外星人提供美國不可思議的高科技如反重力航天器、基因改造及精神控制等技術，而外星人則從美國政府獲得有限度綁架人類的特權，以進行醫學及其他更邪惡目的的實驗。美國政府還開闢了數個地下基地，專門提供外星人或雙方合作之用。 　　有些知識分子認為，政府與外星人合作無異是與虎謀皮，不但討不了便宜，

還甚至會陪上全人類的命運。但美國政府自一九三○年代與外星人搭上線以來已深陷其禍，實在沒有後悔的餘地。六○年代美國甚至派出一批軍事人員至外星考察，歷時十三年才返回地球，這即為有名的「賽波計劃」。十二名美國科學家，到澤塔星上（賽波星）的所見所聞，實非我們地球人所能思考與理解的範圍。舉凡他們因無晝夜之分，而幾乎沒有睡眠之需要；吃的食物也食之無味或難以消化；所喝的水充滿化學物質而需煮沸等等的經驗，是科學家們畢生難忘的經驗。而澤塔星上，名為「水晶矩形」（CR）的能源裝置，也促使美國製造Pentagen這種元素，以作為地球上一種重要的能量來源；同時，更激發了美國日後對這項能源開發的所有技術發展與計劃，而轟

動一時。 　　未來，美國絕不可能放棄與外星人的合作，這種合作涵蓋物質發展與精神控制等層面，這樣的發展態勢對人類是福是禍，終究沒有定論可言；但地球上能源技術的發展與文明物質開發的技術提升，勢必有水漲船高的光景。 　　人類第一次跨星際旅行，就讓科學家因脫離時域而飽受身體極度不適，但當到達這顆星球，卻完全顛覆人類的所見所聞，在澤塔星上迥異的天象、不可思議的高溫……等等經歷，都是星際史上頭一遭，沒有任何經驗可循。這次有些意見與外星人相左，差一點雙方產生對峙，整個過程充滿著緊張、不可預料的恐懼。人類何時才能不受外星掌控？！  

了不起的物理

為了解決光纖 光速的問題，作者嚴伯鈞 這樣論述：

本書精選100個有趣的物理話題為你深入講解。有生活中的物理學和黑科技，如5G、裸眼3D、超級高鐵；有廣闊如宇宙的物理學原理，如引力波、黑洞和宇宙大爆炸理論；還有微小如量子的內涵哲理，如薛定諤的貓、量子糾纏和不確定性原理；更有對重要物理學定律的總結，像能量守恆定律、愛因斯坦方程和熵增原理。 除了普及具體的物理學知識，這本書可以透過物理學中的邏輯，讓你感受到其中思維的魅力和美感。只要你對這個世界還有一絲好奇，那這本書裡一定有你想要的答案。 嚴伯鈞，科普作家、藝術研究者，全國物理競賽金牌獲得者，曾于美國布朗大學攻讀物理學博士。 抖音頭部知識內容博主，抖音號“嚴伯鈞”粉絲數超3

00W，科普視頻全平臺播放數迂10億。2018年被《新週刊》評選為“十大網紅網路導師”之一，與馬東、薛兆豐等名宿並列。 已出版作品《六極物理》。 1　為什麼坐飛機不讓托運充電寶？001 2　保溫杯如何做到一晚上水都不冷？004 3　二維碼的工作原理007 4　降噪耳機如何降噪？009 5　為什麼磁懸浮列車沒有車輪？012 6　這也許是以後沒有人坐飛機的原因：超級高鐵015 7　高鐵為什麼這麼快？018 8　微波爐和蕩秋千有什麼關係？020 9　為什麼5G網速那麼快？022 10　5G有輻射嗎？024 11　核輻射是什麼？026 12　為什麼網路連接要用光纖？029 13　

為什麼大地震以後會斷網：海底光纜032 14　為什麼海市蜃樓常常倒立？035 15　核磁共振對人體有危害嗎？038 16　會車的聲音為什麼忽高忽低：多普勒效應040 17　太陽能為什麼還沒普及？043 18　如何一攬子解決電學問題：麥克斯韋方程組046 19　為什麼看3D電影要戴眼鏡？048 20　不戴眼鏡的3D電影如何實現？051 21　衛星定位是怎麼做到的？053 22　發明Wi-Fi的是個女演員？056 23　為什麼世界上沒有兩片相同的雪花？058 24　為什麼煙花五顏六色？061 25　為什麼隱形戰機是黑色的？064 26　飛機遇到氣流為什麼會顛簸？066 27　直升機為什麼至少有兩個

“螺旋槳”？069 28　硬碟存儲了檔以後會變重嗎？072 29　霧霾到底是什麼？074 30　為什麼吸鐵石只吸鐵？076 31　溫度是怎麼定出來的？080 32　地球的南北極會顛倒？082 33　萬有引力真的是牛頓發現的嗎？084 34　太陽系如何運轉？087 35　太陽系的邊緣在哪兒？090 36　為什麼天體之間的會面如此規律：軌道共振092 37　為什麼我們看不到月球的背面？095 38　土星為什麼有個游泳圈：洛希極限098 39　所有物質都很懶：能量最低原理101 40　如何知道星星離我們有多遠？103 41　宇宙越變越大：哈勃定律　106 42　為什麼說銀河系轉得過快了？　109 4

3　宇宙是怎麼來的？　112 44　宇宙的盡頭在哪裡？　115 45　比宇宙還老的恒星　117 46　愛因斯坦：引力並不存在　120 47　引力的本質：時空扭曲　122 48　如何用一句話解釋黑洞？　124 49　你真的進得去黑洞嗎？　127 50　為什麼無法從黑洞裡逃出來？　129 51　如果黑洞進不去，它是怎麼吸東西的？　131 52　黑洞不光往裡吞，也往外吐：霍金輻射　133 53　如何製造一個黑洞？　135 54　不可能存在的黑洞：中等品質黑洞　137 55　什麼是引力波？　140 56　為什麼過了100年我們才探測到引力波？　143 57　基本粒子分哪兩種？玻色子和費米子　146 5

8　太陽的宿命是什麼？　148 59　宇宙的燈塔：超新星　151 60　如何把喜馬拉雅山壓縮到一個橘子大小？　154 61　製造火箭的關鍵是什麼？　157 62　為什麼星際航行常常要繞遠路：彈弓效應　159 63　霍爾推進器：長距離星際航行的必備技術　162 64　曲率引擎：超光速旅行可能實現嗎？　165 65　天體物理和羅馬神話的關係　168 66　為什麼冥王星被踢出去了？　171 67　量子物理的誕生：黑體輻射　174 68　原子的結構是什麼樣的？　177 69　量子世界的語言：概率　180 70　如何用概率和原子對話：薛定諤方程　183 71　哥本哈根詮釋：上帝真的擲骰子　185 72　

量子力學的根基：不確定性原理　187 73　量子糾纏：超光速通信存在嗎？　191 74　愛因斯坦：上帝不擲骰子　193 75　薛定諤的貓是死是活？　195 76　平行宇宙：世界上存在多少個你？　198 77　生命與量子力學的關係　200 78　愛因斯坦得諾貝爾獎跟相對論有關係嗎？　202 79　歷史上最燒腦的實驗：雙縫干涉實驗　204 80　光到底是波還是粒子？　208 81　品質和能量是一回事嗎？　211 82　如何製造一顆原子彈？　213 83　如何製造一顆氫彈？先造一顆原子彈　216 84　如何製造一顆中子彈？先造一顆氫彈　218 85　威力最大的武器：鈷彈　220 86　如何獲得無盡的

能源：可控核聚變　222 87　自然界並不天然存在的光：鐳射　225 88　反物質的世界：狄拉克方程　227 89　最小的粒子：誇克　229 90　幽靈粒子：中微子　232 91　飄忽的幽靈粒子：中微子振盪　234 92　萬物的品質是怎麼來的：上帝粒子　236 93　世界上有幾種力？　238 94　世界上最小的尺度：普朗克尺度　241 95　弦論：世界可能並不存在　243 96　無摩擦的流體和無電阻的導體：超流與超導　245 97　人類最高能蓋出多高的樓？　248 98　一切都是註定的嗎：機械宇宙觀　251 99　為什麼房間不打掃會越來越亂：熵增原理　254 100　歷史上最偉大的女性科學家　

256 和物理交個朋友 　　 這本《了不起的物理》不是我一個人完成的書，而是網路上超過500萬訂閱者與我共同完成的。我從2018年年底開始在網路上製作短視頻，介紹各種各樣的科學知識。原本我以為科學普及是一個相對冷門的領域，卻沒有想到在第YI條《黑洞是什麼？》的視頻之後，就獲得了近30萬訂閱者。也在之後的兩年多時間裡，收穫了一個又一個100萬的新增訂閱者。這讓我覺得備受鼓舞，原來大家對於物理學的求知欲這麼旺盛！ 　　 在與訂閱者們交流的過程中，我清楚地瞭解到大家對於科學的興趣點、關注點在什麼方面，也從大家的問題當中打磨出了一套如何把複雜、艱深的知識用通俗易懂的方式傳遞出去的方法

。在此，我總結了物理學中的100個有趣話題進行深入講解。這100個話題涵蓋物理學的方方面面，有生活中的物理學和黑科技，例如5G、裸眼3D、超級高鐵；有廣闊如宇宙的物理學原理，如引力波、黑洞和宇宙大爆炸理論；還有微小如量子的內涵哲理，如薛定諤的貓、量子糾纏和不確定性原理；更有對重要物理學定律的總結，像能量守恆定律、愛因斯坦方程和熵增原理。 　　 這100個話題的撰寫，都是經過與訂閱者們的交流才逐漸細化、深化並做到通俗化的，所以這是一本500萬人參與完成的物理學科普書籍。 　　 我想這本書是面向所有對物理學感興趣的人們的。不論你學歷高低、對物理學知識的積累是否足夠，只要你對物理學有興趣，那這本書就

一定適合你。在這個基礎上，如果你是正在學習物理的中學生，《了不起的物理》作為課外的科學補充讀物，相信更能激發起你對物理學的熱情，並能拓寬你在物理學中的知識面。 　　 我們生活在一個科技高度發達的世界中，我們生活中的方方面面都有物理學。相信讀完這本書，你對生活中大部分接觸到的科技產品都會建立比較清楚的概念，瞭解它們的工作原理。而像宇宙學、量子力學、相對論這種在過去看來極為艱深的物理學知識，現在也越發變成顯學。這些看似高深難懂的知識，其實蘊含著很深的哲理。相信對它們進行學習瞭解後，能夠説明你在思維方式上做出一些改變。 　　 本書的宗旨除了普及具體的物理學知識以外，還希望透過物理學中的邏輯讓你感受到

其中思維的魅力和美感。 　　 我在上高中的時候就開始對物理學產生濃厚的興趣，經常與同學一同討論一些在當時看來極為高深的問題。還記得有一次因為對於光速不變原理的理解與同學爭得面紅耳赤，爭論未果，回家思考後竟夜不能寐，經歷了人生中第YI次失眠。但在我上高中的時候網路並不發達，無法像現在一樣即時獲得那麼多資訊和學術資料。當時的我一直希望能有一本科普書籍，提綱挈領地告訴我物理學的方方面面，不論是生活中的物理知識、浩瀚宇宙中的物理知識抑或是微觀量子中的物理知識。所以這本書從某種意義上說也是滿足少年時的一個心願，寫給跟我一樣，因為對物理學的好奇心而寤寐思服、輾轉反側的人們。 　　 最後，要感謝500萬訂閱

者對科學普及事業的支援，讓我們一同進入物理學的世界！

光子對光源的製備與單光子在原子量子記憶體下的量子儲存

為了解決光纖 光速的問題，作者蔡秉儒 這樣論述：

光子對光源在長距離量子通訊中扮演重要角色，一方面是由於光子利用光速進行資訊傳遞；另外，光子對中兩個光子之間強烈的量子關聯也讓光子對光源具備能夠利用這種性質將量子資訊分發到不同的位置同時保有絕對的安全性。然而，在長距離的量子通訊中，由於用於導引光子的光纖存在著有限的耗損，這使得量子通訊距離受到限制。為了解決這個問題，量子中繼站的概念被提出。通過量子中繼站的協定，在光子所攜帶的量子資訊以及量子糾纏變得微弱或是模糊之前，中繼站將量子糾纏轉移到另一組光子對使得量子資訊之傳遞距離得以延伸，通過數個中繼站所建構的網路，量子通訊的距離可以被有效的提升並實現長距離的量子通訊。在量子中繼站中，一個重要的過程是

將抵達中繼站的光子暫存至量子記憶體中，用於同步另一組預備執行量子糾纏轉換的光子。正因如此，藉由量子記憶體去執行對單光子的量子儲存會是實現長距離量子通訊的重要里程碑。一種常見的量子儲存方法是基於冷原子的平台下所建立的電磁波誘發透明機制，電磁波誘發透明機制藉由一道強的控制光場將待儲存的光場量子態轉換到原子的基態相干性中並儲存在原子介質中，在經過一段儲存時間後，重新開啟控制光後，光場的量子態可以重新從原子系統被重建回來。不過由於此量子記憶體是基於一個原子系統所建立的，這使得待儲存的光源之線寬以及頻率被強烈限制。另一方面，非線性晶體中自發性參量下轉換是一種常見且實用的方法用於製備非古典光源如光子對的非

線性過程。在這個過程中，一個高頻率的光子被轉換為一對時間－頻率糾纏的光子對。另外，其中製造的閒置光子也同時能夠用於通知光子對中另一個信號光子的產生，因此這個光子源也被稱為預示單光子源。然而，自發性參量下轉換所產生的光子對之頻寬通常遠大於原子線寬的等級，也因此大大的降低的光與原子的交互作用進而增加對單光子儲存的困難度。在這個工作中，我們克服了上述所提到的困難並利用原子量子記憶體實現了對固態晶體的光子源之量子儲存。這篇博士論文中主要被分為兩個主題，首先，為了克服自發性參數下轉換的高線寬問題，我們採用共振腔增強形式自發性參數下轉換以建構一個窄線寬﹑單模且非簡併的光子對光源。為了維持系統穩定，我們發展

了一套分時多工的鎖定機制將系統維持在最佳狀態，並同時將產生的光子對之頻率鎖定在原子躍遷中。由於鎖定機制的穩定性，這使得光子源的產生率被大大的提升，同時也讓此光源成為一個非常適合運用在原子系統的量子光源。在這光子源中，我們分別得到了7.24x10^5 和 6142 s^-1 mW^-1 的光子對產生率及計數率，所製備的光子對之關聯時間為21.6(2.2)奈秒，對應的頻寬為2πx6.6(6) MHz。根據以上的數據，我們估計光子對光源的光譜亮度為1.06x10^5 s^-1 mW^-1 MHz^-1，這個數值對於一個單模運作的光子對光源而言是一個相對高的數值。完成了光子對的製備後，在實驗的下一個階

段中，我們進一步將產生的非古典光源送往原子系統量子記憶體。在這個實驗中，我們利用基於電磁波誘發透明機制的量子記憶體實現了對共振腔增強型式光子源所產生的光子對的量子儲存以及操控。首先，為了確保光子源與原子系統之間的相容性，我們測試了一系列的慢光實驗並估計其量子保真度，結果顯示理論與實驗的良好吻合。在驗證了光子源與量子記憶體的相容性後，我們進一步執行了對預示單光子的量子儲存與操控，根據不同的儲存與操控條件，光子對的時間關聯性或是波形能夠被量子記憶體控制。這個操控過程不只是能夠操控光子對的古典性質，如頻寬與群速度。另一方面，操控過程也同時能夠提升讀取光子的非古典關聯和量子保真度。在量子記憶體系統中，

我們得到了大約40%的儲存效率以及g^(2)s,i=5.87的非古典關聯。另外，藉由操控過程，我們可以將非古典關聯進一步被提升至g^(2)s,i=7.5，同時量子保真度也能被有效的提升到該條件的最大上限。由於我們所製備的光子源是基於共振腔型式的固態晶體以及其單模運作的特性，這些性質使得系統的複雜性被大大的簡化。此外，我們也演示了利用原子量子記憶體儲存與操控光子對特性，這些結果一方面顯示了光子源的良好性能，另一方面也實現了原子系統與固態光源系統的連結。這個工作為原子記憶體系統提供了一個緊緻的非古典光源解決方案，此光源的架設也能簡易的被擴展到長距離以及大尺度的量子通訊系統，我們相信這些工作將對量子

通訊領域有所幫助，尤其是量子中繼站的實現。