玩21點破解莊家優勢的方法:量子糾纏

21點的規則中,即使個人按照最佳策略玩,莊家優勢仍有0.6%,表示我們平均每下注1000元會賠6元,然而如果玩家們可以合作並溝通,我們便可讓第一個人下注極少量以獲取資訊,再用記牌的方式算出剩下的期望值決定加牌與否或是下注的大小。這種合作記牌曾經在1979年被麻省理工學院、加州理工學院、哈佛大學的學生成功使用,他們後來也變成賭場的黑名單,而這則故事也在2003年被翻拍成電影:Bringing down the house。

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最短時間差

光速是自然界中物質速度的上限,它快到每秒鐘可以繞行地球七圈半,這樣的速度遠超過人類日常生活經驗;原子、分子的尺寸十分微小,其大小約只有頭髮的十萬分之一。如此快的光,通過一顆分子發生交互作用的時間,可以說轉瞬即逝。但光與物質間的交互作用,幾乎無時無刻在發生。這樣短的時間內到底發生了什麼呢?

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看見黑洞的存在——羅傑・潘洛斯(Roger Penrose)

羅傑・潘洛斯(Roger Penrose)因證明黑洞的形成是廣義相對論的可靠預測而獲得2020年諾貝爾物理獎。其實從小,潘洛斯便對幾何問題十分感興趣,宇宙中神秘而混亂的「奇點」成了他的最愛,在一次過馬路的靈光乍現中解開了答案。除了宇宙學,潘洛斯也在非週期性貼磚、意識的形成等領域有諸多貢獻,帶領人類在科學之路上邁進一大步。

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物理未解之謎系列--強CP問題 (上)

科學家們嘗試將人類對世界的認知延伸到極限,但依舊還存在著許多未解之謎。粒子物理學中的「標準模型」,雖然是目前描述微觀世界最為成功的理論,但它本身並非完美。在本篇文章中,我們將要描述標準模型中已知存在的問題---強作用力CP問題。

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待在同溫層的天文望遠鏡--SOFIA

隨著科技的發展,人們以不同的方式來探索這個宇宙。除了大眾熟知的建立在地面上的望遠鏡、在外太空運行的望遠鏡以外,還有一種是在空中航行的「空載型望遠鏡」。同溫層紅外線天文台(SOFIA)就是目前的代表。這架從民航退役的波音747系列機當中搭載了紅外線望遠鏡。由於在同溫層中飛行,水氣含量只有平地的百分之一,因此得以在空中觀測因水氣吸收而無法來到地面的紅外光。讓我們能在地球上欣賞來自宇宙的紅外線所呈現的面貌。

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熱水降溫比較快?-- 彭巴效應的新線索(下)

在上篇文章中,我們介紹了彭巴效應是什麼,以及《自然》上,兩位加拿大物理學家Avinash Kumar與 John Bechhoefer對於這個未解之謎提出的新解釋。在他們的實驗設計中,利用了微小的玻璃珠來代替水分子,並藉由雷射光施力,研究玻璃珠的降溫過程。但是為甚麼玻璃珠可以用來類比水分子?雷射光和一個系統的溫度又有何關聯呢?在本篇文章中,我們將會介紹波茲曼分布(Boltzmann distribution)這個物理概念來回答以上問題。

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「熱水比冷水更快結冰?」──彭巴效應的新線索(上)

「降溫」這個過程,也許不如字面看起來的這麼簡單。「熱水比冷水還要快結冰?」抑或被稱為「彭巴效應」的現象是否確實存在?這個問題已經困擾了物理學家許久。在今年8月6日發表於《自然》的研究,兩位加拿大物理學家Avinash Kumar與 John Bechhoefer利用玻璃珠類比系統,發現熱的物體的確可能比溫的物體還更快冷卻到相同溫度。這個發現,為「彭巴效應」的解釋提供了新的線索。

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何處停車?物理學家的停車策略

當騎著U-bike到停車站時,面對眼前的這個空位,究竟是要放棄它繼續往下騎,期待著離捷運出口更近的空位,但卻會冒著其他位置都滿,結果只能被迫折返的風險呢,還是保守的選擇它,但看見後面滿滿的空位,最後懊悔自己多走了一大段路。究竟怎樣的選擇是最有效率的? 波斯頓大學的兩位統計物理學家Krapivsky和Redner 在Journal of Statistical Mechanics上發表了他們的研究。

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