Fauna老師的弦理論教室,你願意進來聽課嗎? 【Ceres Fauna】【hololive-EN】【hololive 中文】 

之前有人留言說聽不懂Fauna的相對論,我就想說去烤烤看...結果烤到一半發現我好像也聽不懂英文ww

沒想到身為物理系畢業 下一次看到這東西是在V的烤肉🤣 簡單來說 牛頓力學：適用巨觀慢速，在高速(接近光速)會出錯 相對論：修掉牛頓力學在高速的問題，巨觀都通用 量子力學：適用微觀(原子這種規模) 科學理論都有一些根本假設，但廣義相對論和量子力學的部分假設互相矛盾 所以科學家試著發明一些新的理論(例如弦理論)來整合 如果在巨觀符合廣義相對論，在微觀符合量子力學，這個新理論就有可能是真正的世界的本質 (註：這邊就不放狹義相對論了，總之狹義就是廣義的一種特殊情況) 至於那個卡什麼流形的，是拓撲學中的一種"形狀" 就像生活中我們會說球形、管狀、甜甜圈形等等 拓撲學就是在討論更高維度的各種形狀 因為弦理論的弦是在高維度裡，所以需要用到比較複雜的拓撲名詞來描述這樣

其實簡單來說，廣義相對論是對於牛頓力學的一種擴充，廣義相對論將狹義相對論的假設與牛頓力學做了結合，並重新詮釋了牛頓力學對於重力的解釋，說最簡單就是切換了坐標系(這個應該比較好懂)，牛頓力學在宏觀的情況下是非常有用的，他只有在坐標系接近光速或等於光速的時候才會失效，廣義相對論就是對於這部分的缺失做了擴充，但這僅止於宏觀上的解釋，微觀的解釋還是要透過量子力學，量子力學又是另一門學科了，我們高中熟悉的F=ma(這其實是在時間固定的特殊情況下導出的簡易方程)在量子力學對應的就是薛丁格的波動方程，所以你不會量子力學或是聽不懂是正常的，因為他跟我們高中學的古典力學完全是兩回事情，弦理論目前的問題在於無法透過實驗驗證，以及他的數學操作起來太複雜了，這個理論連方程都是靠近似搞出來的，更別說方程的近似值有多不可靠，比起物理我覺得它更偏向於數學

面試官：請問你有什麼能力? 面試者：多國語言精通兼多樣碩士學位。 面試官：蛤? 你之前幹什麼的? 面試者：剪Vtuber精華影片。

我：宇宙貓咪.JPG

"今天的物理老師在講三小鬼東西，累死我了，來看一下Fauna的壺男放空一下吧！" #腦袋星爆前5秒

如果FAUNA是我的物理教授，雖然上到一半會睡死但一定會找FAUNA重補修

正當大家以為fauna是幹話天后時 她突然抬高了VTuber的知識上限😅

Sana也在星際效應同時視聽時聊量子物理，然後Kronii腦袋就星爆了 Mumei喜歡看動物頻道，三不五時聊一些奇怪的動物知識

會聊量子力學跟相對論的理科女孩 暈了暈了❤

物理學追求的是theory of everything 弦理論現在是‘最接近’的理論. 但那個接近卻差上好幾光年. 支持派認為大多數理論把所有干擾除去都是很簡單的，例如e=mc2，四大力都是一個倒數，牛頓的萬有引力也只是先找出公式等後人找理論. 弦理論可以在數學上計算很多東西，但只能到處做實驗找乎合的結果. 而弦構成所有的基本粒子, 但只是沒有找到中間的過渡形態, 暫時就是反向推論 但反對派認為弦理論只是強力的一條算式複製貼上去亂寫一通，然後幻想所有東西都乎合強弱力類似的作用，實驗都是有bias的去配對數學答案，和那些超能力狂熱理論沒分別, 甚至沒有假設下連重力都解釋不了，更不用說玻色子. 找到夸克說夸克也是弦, 找到然後每有一粒新粒子或作用出現，就會理出新的弦理論, 說他有錯一言不合就加一個維度假設讓你證明不了 . 但各家弦理論又只能解釋一兩種的粒子找作用. 在基本粒子都沒有找齊，自己派系都沒有統一，很多東西都無法驗證下的理論就沒有物理價值 而弦理論強硬解釋粒子相互作用的方式對粒子物理學家而言就好像你無論說甚麼都有神棍來說 "我早就知道" 、 "都是神安排的" 一樣, 你根本不在乎, 只覺得他很煩,但因為無法證實他錯你也無法反駁 而現在主流派系都在追求完善 standard model，也就是統一四大力，找出其他粒子，再解決所有粒子的相互作用. 也就是正向驗證. 其實每派都是在不同的切入點去找出TOE，大家都期望一天會碰到對方 ，甚至幾十年的努力就是對方最後的拼圖 **以上如果有錯勿插, 畢竟人老了, 理論甚麼的早就忘了, 只有那些黨爭八掛還有印象

留言區的現況就真的跟教室一模一樣 聽得懂的學霸開辯 聽不懂的拿來當教授的ASMR😂😂😂

空間與時間的同事自然在談論世界理論，太混沌了

大約去年底日本也有個同樣關於Fauna介紹各種物理知識的剪輯，發布兩週後觀看量達到34萬持續往上，底下很多日本人留言第一次認識到物理也可以用這麼溫柔的可愛聲音介紹，以及第一次了解到Fauna的知識儲備 遺憾的是後來我再也找不到那部影片 不過大約一個月前我又看到一部同樣內容的剪輯，而且雖然剪輯者我沒印象，但內容和手法似曾相識😂 我的猜測是基於不知名原因，原影片的日本剪輯者把帳號刪了又辦一個，並在最近才重新上傳相同影片，可惜這次觀看數好像只有過萬，沒法再向先前那樣廣為人知了 不過說到這裡，有個叫做Pizzaskii的新銳日本剪輯者只切Fauna，自承出來剪就是為了在日本Holo粉中推廣她、擴大客群，希望他能成功吧😂

現在才知道Fauna 這麼有料… 她是真的懂 才能一邊玩壺男一邊距這些生動的例子

我以為是要開始講幹話，沒想到是一本正經的在解說!! 身為物理系學生我很慚愧，我聽不懂自然媽媽在說什麼QQ

烤肉人還要開始學物理了 身為光學專業 大概講解一下這些我也沒完全搞懂的東西 牛頓力學:不要太大 不要太快 都對(原子/光速) 相對論:解釋時間跟空間是有關連的 物質跟能量是有關連的 量子力學:誰看得懂 反正能解釋很小的東西 我量物期末考0分 但過了 弦論:這個是謝都是弦組成 能解釋一切 雖然有理論基礎 但現在證不了我們學物理的大都當哲學/宗教看 ------------ 量子力學裡面有一些東西真的是超級反直覺 因果能顛倒 事件機率決定 同時死跟活的貓 沒有一個理論會全對 但所有物理學家都在學會過去的經驗往真理堆疊邁進 這種迭代的科學精神造成了跟宗教/信仰那種一言堂絕對區別 對我而言這是科學為什麼值得相信的核心 目前的理論一定還不是真理 但一定是目前最能靠近真理的方向

系教授: 請問你為什麼會想來我們物理系所呢 ? 面試學生: 因為我的推 系教授: ??????

我記得Fauna是主修生物，輔修物理，超猛

Sana雖然離去 但空間意志由自然承繼

我白話一點的講好了，先是愛因斯坦提出狹義相對論，其中有一個很重要的假設：「無論觀察者自身速度快或慢，測得光速不會改變，我們永遠無法追上光」，在此前提上延伸出時間膨脹效應，總結：「速度越快，時間越慢。」 之後愛因斯坦提出廣義相對論，將牛頓經典力學的萬有引力加入狹義相對論，得出重力場方程，以此預言黑洞這種大質量天體可能存在，總結：「質量越大，時間越慢。」 愛因斯坦的相對論其實是很主觀的，他自己也沒很看好這套理論，是後來的太多現象都可以用其解釋，且黑洞也真實存在，相對論才有今天的地位。 量子力學的部分，許多的粒子相繼被發現，且四大交互作用力的其中三個(強力、弱力、電磁力)已經被證實是由波色子產生交互作用力，唯獨重力的波色子尚未發現。 許多理論物理學家提出自己的統一理論，想把相對論和量子力學結合，最著名的就是弦理論，其中的維度概念被用來解釋很多量子現象，但要驗證其完備性太困難，所以聽聽就好。

各位如果想找繁體書的話 書名叫做《優雅的宇宙》 《宇宙的琴弦》你會找到簡體版

牛頓還是很非常厲害的， 愛因斯坦的狹義相對論用來解釋接近光速的情況， 量子力學解釋原子尺度以下的現象， 但除了以上兩種極端情況外，牛頓力學可以解釋小到原子大到宇宙的各種物理現象。

1:43 應該是"是因為時空的扭曲而造成重力"。這是廣義相對論的核心觀念。 而量子力學的想法則認為重力是重力子交換的結果，這就是兩者不相容的地方。

7分鐘的烤肉，差點睡著.....我非常佩服修這些課的學生們

廣義相對論：指出物質質量彎曲時空，物體因而互相吸引，並引申出鐘慢效應等理論 卡拉比-丘流型：根據理論，宇宙大爆炸產生了10維宇宙，但因該時空結構不穩定坍縮成一個四維時空和一個六維時空，其中四維時空即是我們的世界，六位時空就不斷摺疊縮小，縮小到比人類可觀測尺度更微小的尺度，而其三維投影就是卡拉比丘流型 弦理論：理論認為世界萬物最小組成單位由一維能量弦，因振動波動不同而形成各種基本粒子，因此造就出各種物質 量子力學：量子力學中有一個概念是希格斯場，物質得以有質量的存在而是因為希格斯場被激發、波動，其波動便是粒子的存在，質量亦是因和希格斯場的交互而存在 量子力學也認為所有物質與能量均是各種場的交互，而這些場便是空間本身 最後，對於廣義相對論中鐘慢效應的解釋，時空是一體的，當物體在空間靜止時，其在時間維度上便以光速前進，反之亦然 另，時空的彎曲令物體互相靠近，並且距離越近便像是有更大的力互相拉扯，其因若在一彎曲空間中，物體勻速直線運動，那麼把該空間拉直，那麼該物體的運動軌跡便會彎曲，在我們四維時空的表像便是，例：蘋果以拋物線軌跡勻加速衝向地球。

那本書台灣又翻譯優雅的宇宙，03年商務印書館出版，好看很推

謝謝自然媽媽溫柔的聲線和弦理論 我睡得很香

純數的路過，個人認為弦理論(以及後面的超弦理論與M理論等)的問題點有兩個：實驗設計不出來，還有數學意義上我們對與對Loop space、Sphere space等空間的了解不夠深導致計算上有許多困難 以相對論(包含廣義與狹義)為例，其背後的數學工具(微分幾何)在Gauss、Riemann的時候就發展到一定水準，Lorentz寫出出勞倫茲變換基本上就是最後關鍵一步，然後Einstein就能看出關鍵點把結論整理出來了。 但弦理論沒有這麼好命，Loop space到今天還只是整理出很多性質，但確算的理論還有不少洞要填補，甚至很多都是未知，就更不用說Sphere space等更進一步的東西了 結論：物理學家的實驗上能做的都差不多了，除非科技進步到能跨過那些問題，不然就是數學家能不能協助背後的理論發展了

量子力學主張所有的力都是某種粒子做為媒介 四大力中的三種力都已經找到媒介粒子 唯獨重力還找不到所謂的重力子 而廣義相對論主張重力不是一種力，所以也沒有所謂重力子。 但若找不到重力子，量子力學的根基就會動搖 這是兩種理論衝突的點

感覺承諾組的每位成員教育程度都很高欸😂😂真了不起 多才多藝的Fauna媽咪真的太可愛太討喜了啦🎉

喜歡理論物理的女孩子，好特別 愛了愛了❤

最近才看到這部烤肉的理論物理研究生路過，其實量子力學(正確來說是量子場論)跟廣義相對論並沒有不相容，這是很多人甚至是物理系本科學生都會誤會"不相容"這個意思，因為廣義相對論事實上就是古典場論的一種，所以可以跟其他三大力一樣做量子化，只是這樣的量子重力理論是不可重整化的理論，但是如果我們給定一個能量上限，這個理論可以看成有效場論，我們仍然可以做有效的計算。

弦理論其中之一的超弦理論其實蠻有趣的

自然果然不能小覷😯

fauna再加點古怪、加點機掰，最後放棄弦理論 就可以改名叫sheldon了

6:11的"energy"是指粒子加速器將微觀粒子加速到近光速所需的能量。

說得很精準，尤其是現在物理學家對弦論的看法，圈內人(蓋章

6:11 energy --> 此處應翻做能量。 這裡不是指科學家需要花費的時間和精神。 是指驗證實驗的對撞機所需要的能量供給。 沒記錯的話，想驗證弦理論，所需要的對撞機大小按照現在人類的技術，需要星球size那麼大。所需要的能量供給可想而知。

書名不錯 宇宙的琴弦 每一條弦都有自己的音符(不同的大小維度空間) 當整個彈起來 就呈現最燦爛的聲音(維度之律動)

聽君一席話 如聽一席話

更正一下，黑洞沒有無限大的質量，是無限大的密度

Fauna真的有夠博學，這也是其中我愛她的一點。

我:你喜歡弦理論?我也是 Fauna:真的嗎?我們要討論一下嗎? 我:我比較喜歡聽妳講

微觀與宏觀似乎會打破現有牛頓的理論，但又很合理，宇宙真奧妙

弦論發展到最後就是為了符合我們的宇宙模型不斷的修修補補 ，而且根本無法用實驗去驗證 ，因為弦的尺度是普朗克長度 。 所以主流物理學家大多都不看好弦論，基本已經把他當成數學在研究了😂

0:52 因為重力無法被納入大統一理論導致物理學上的兩大理論無法被整合。 1:43 (修正)極大質量物體扭曲時空間產生重力並導致時間的尺度不同。 1:51 討論微觀粒子運動的量子力學。 2:49 弦理論提出基本粒子如夸克、電子是由開弦和閉弦的不同震動方式產生的。 3:17 卡拉比丘流形，弦理論提出宇宙由十個維度組成但因為我們只能觀測到長寬高三個，因此剩下七個就被這個模型給整合了。 3:51 時間軸與光椎，時間是線性延伸的而光椎則是"訊息"以椎形擴散的方式傳播，在光椎外的觀測者無發得知光椎內的物理訊息而反之當進入光椎則無法改變光椎內已經發生的既定事實。 *非專業學家純分享看過的資訊有錯還請歡迎補充

Calabi-Yau Manifolds是我在讀的專業 給大家科普一下 總之陳類(Chern Classes)是物體上的一個特質，可以描述一個流形的特質（例如Chern Weil Theory可以透過de Rham/Ceĉh上同調去推敲陳類，反之亦然） 如果第一陳類為零，那流形的復結構（Complex Structure）也會變簡單／好計算 而復結構在物理學上是需要用到的（宇宙模型需要是復結構）所以直接當零會比較好算

理論物理博士學位中的我潛水中😂😂😂

謝啦 很喜歡聽Fauna將一些科學得東西 感覺很有魅力 雖然聽不太懂XDD 不過謝啦❤

以目前人類的智慧, 還無法證明量子力學 主要是缺少兩個東西, 一個是暗物質另一個是維度

這麼美的聲音我可以聽8堂課

物理學一直想找一種大一統理論，可以用來解釋所有的力，尤其是重力 而弦論就是其中一個有希望的候補 但弦論最大的問題就是沒辦法證偽，你沒辦法真的看到「喔真的是在震動的弦耶」

用這麼可愛的聲音講這麼"有趣"的知識 實在太好睡了😂

6:12應該是指「需要很大的能量」，不是精力www 所以才會說到強子對撞機 除非哪天人類可以穩定操作核融合才會有新的理論突破吧，如果可以穩定操控核融合反應 人類的科技又要邁向新的工業革命了

對一般人而言，牛頓力學基本上可以解決多數"在地球上""肉眼可見"的物理問題，除非要去探討微觀的粒子或宏觀的宇宙 而探討量子力學，有時候真的會覺得非常玄學(跟古典物理差異大，無法想像->非常抽象)

單字分開我都懂，合起來就是新世界了

科學的重點在於 可驗證 可複製 這些東西 讓腦子超級聰明的人去開拓就好 我只要聽FAUNA 那軟萌萌的聲音就好~~~~ 自然 談論 科學 科學也是自然的一部分....

橡皮筋抖動的效果太好笑了XD 感謝烤肉人

背景的雨聲很好的帶著同學進入夢鄉

她推的那本書超棒✨

聽到自然媽媽那超強的解說 就算他說義大利麵要拌42號混泥土我也相信了（X）

多了一份繼續讀下去的動力了 感謝自然媽媽的睿智

牛頓力學雖然無法解釋趨近光速或者過於宏觀和微觀的物理現象 不過幾乎所有地球上可見的日常生活物理都能說得通 牛頓大大還是十分厲害的 同時也展現出愛因斯坦有多麼的神 在資訊不夠先進的情況下卻提出了非常多準確的理論 要知道在他那個年代原子模型可是還沒被準確定義和觀測的

經過這剪接之後，我好像懂「康」神聖時間線的原理了（並沒有.jpg）😂😂😂😂

我要是沒記錯的話， 廣義相對論詮釋了宏觀下的宇宙；量子理論則說明了極小的尺度上會產生的現象。 弦理論的整合方式我記得說將基本的粒子不視為＂一顆球＂而是＂一根弦＂來看，當這個弦的震動、轉動、扭曲的各種狀態可以對應成現實中所知的粒子的變化。而這個變化是可以向上擴展到宇宙尺度的。再加上這根弦實際上也可以等同於線，也就是說可以被數學計算和推導。 因此就＂理論＂而言完成了大統一。 但這個弦理論詭弔的地方在於不僅僅違反直覺、充滿複雜數學到幾乎沒人能弄懂，他們還會從公式中得出我們無法找出證明、或證偽的東西，比真空更空、比光速更快...等等。 因此弦理論在其他學說看來基本就跟信仰差不多。 ＊＊＊以上都是印象啦～＊＊＊

宇宙中有時空膜 膜的另一端叫"深淵" 通常在觀察者眼中呈現一個圓形的黑色平面 但不論從哪個角度看過去 都是平面

我願意保護這樣的大自然 謝藥頭

電力、磁力、弱核力、強核力、重力， 電力與磁力合併為電磁力(勞侖茲定律)， 電力與弱立也能合併為電弱力(電磁力+弱交互作用力)(1973年實驗證實)。 理想上，電弱力應該也能與強核力、重力整合。 如此便存在， 只需要單一式子，就能算出該量子/粒子 所受之基本作用力。

...講專業學科 讓我想到一個"很大的空間" 🥲

這大概是我最認真聽講的一次了😂😂😂

太狠了，一邊聊相對論，一邊玩壺男，手跟腦沒停過 看到一半試圖理解按下暫停，影片才過2分鐘 .... 我以為5分鐘了

謝謝烤肉man 我今晚下班回家睡不著就靠這部了

雖然Fauna 只是把書上的內容背出來而已，但至少她很有自我學習的精神

不愧是你，fauna

她的聲線讓我想睡覺

超弦理論 地平說 熱質說 P12S歷歷在目w

感謝剪輯，原來自然媽媽不是純幹話😂 太自然了吧🫠😮

Fauna的聲音真的百聽不厭, 如果她出教材大家一定會考得很好

這個是睡覺前須要看的烤肉片，有幫助

6:13 "我們需要耗費很大的精力去找到他們" 中的精力應該譯為能量

剪片剪的太好了吧！一直用圖像化的方式來告訴觀眾這是什麼

我看了片段差點就去買書了🤣

fuana感覺像是科普書籍愛好者，很多細節可以看出他不具有專業物理知識

重力造成的時空扭曲是狹義相對論才對吧，廣義只討論運動速度不同對時空的影響

烤肉MAN這都翻得出來有夠猛

懂了 皮卡丘空間

假如弦理論屬實了 就代表修仙時代來臨 三千大道, 一條弦是一種道

弦論基本上就是用數學硬拼起來的東西，等到我們終於觀測到重力子了以後這理論會改成如何都很難說了

連卡拉比-丘流形都提到了... 有些部分因為Fauna試圖講的讓人好懂一些而有點容易讓人誤會，但whatever，這就是科普

當你以為Fauna是認真，她在瞎掰 當你以為Fauna是瞎掰，她在認真

烤肉MAN真猛...還貼心地附上圖卡

弦理論目前沒辦法證明，因為弦理論要下會有11個維度，目前人的大腦無法理解到4維以上的世界，所以弦理論目前不是主流理論。弦理論是用來整合4大基本力的，目前量子力學是整合了3個，引力因為找不到引力子所以還沒有辦法整合進去（有錯歡迎指教，這是我1.2年前看到的難免會記錯😅

凱文．費吉：我們找到《蟻人4》的導演了。

A lot of energy 感覺翻譯成很多的能量會比較好

給不是主修物理的人: 廣義相對論和量子力學的沖突源於對空間的理解 前者認為空間是連續的(continuous) 後者認為是分割的(discrete) 用人話表達就像一條線是一條線為整體 每一點都是互相關聯的 可是另一邊認為一條線是由大量獨立的點組合而成 所以由基本上的邏輯就不相容 體現在物理上就是對基本作用力尤其引力的理解存在沖突 量子力學對「力」的理解是粒子相互作用 所以引力都應該存在管理引力的粒子卻一直沒有發現(引力子) 相對論認為時空為一體 (注意四維時空依然為三維空間, 第四維為時間) 不論是時間還是空間都是連續的 而量子力學認為所有可測量的(measurables)都是以普朗克常數表達 比如一秒可以表達為n個以普朗克常數計算的普朗克時間 其中n必須為整數 因為如果n不是整數的話代表存在比普朗克常數更小的基本單位 可是在傳統相對論之中並不存在這種限制

身為一個理工男聽到這些真的覺得是很浪漫的話題，感覺自然媽媽也一定會看TBBT，這部裡面就有理論物理學家跟實驗物理學家等等而且又好笑又很多宅男梗

突然覺得被物理的謎題難倒了（哭） OS : 我還想修物理呢！

真的看評論區，大家都超強啊，居然能把整套理論轉成文字再用一句話總結

如果我那時候的普物課老師是Fauna，我應該會跑去雙物理系了 烤肉辛苦了，對非相關科系或是有上過課的人來說這段真的超級難。 印象中上課提到這個問題時的解釋是: 牛頓力學可以算是相對論裡面的一個特殊條件，而且符合我們生活中常見的情況(速度遠低於光速的時候坐標系不變) 我個人覺得牛頓被一顆蘋果打到就悟出地球上通用的規則已經是超級過分誇張的神了 從相對論跟量子力學起(這兩個理論完全不相容，記得有小故事在說愛因斯坦還嘲諷過說上帝不會丟骰子。這個不相容不只讓愛因斯坦吃了虧，又讓霍金在黑洞的議題上屢戰屢敗每賭賭輸) 後面更多的理論就是嘗試在用數學模型來描述並且統合不相容的理論， 但誠如留言區的許多真·物理背景的前輩們所說，弦理論有種用數學去近似(說難聽點就是硬湊)的美，複雜到我們沒辦法去想像。 稍微從別的角度切入一下，對於這些我們看不到(尺度太大、太小、存在時間太短)的粒子或是能量或是波或是弦或是甜甜圈或是綠豆糕， 物理學家們(跟數學家們)一直都希望能有一個統一的理論可以用來描述世間萬物的運作原理。 (極度簡化的說明)例如一個數學方程式 ax+by+cz = d 你可能在光速的情況下方程式的cz會是0 (變成ax+by=d)，而在微觀的情況下則是by變成0 (方程式變成ax+cz=d) 透過一個完整的方程式，在許多特例(極端情況)下能滿足並解釋特定觀測條件下所能看到的物理現象 弦論的精髓(個人認為)在於把維度提高以後再來做解釋，但癥結點是我們的腦袋只能理解到三維，實際觀測的儀器也不可能直接打破三維空間的障礙，等於我們無從透過實驗去直接驗證弦論。 另外，在更高維度的計算中，無論他最後是什麼形狀，都是沒有辦法直接"畫"出來的(只能意會而不能理解就是在說這種情況)，當然你可以降維去描述，但就會有失真的問題。 這些領域充滿大量的代數，拓樸學blablabla的我都不會，沒有要仔細鑽研這一塊的話還是看看科普書解饞就好了。 由於目前能做的實驗都還沒有追上理論的發展， 我們只能先把希望寄託在更強的粒子對撞機，撞出一個小宇宙(x) 撞出更多難以觀測到的粒子或是粒子的中間態，再去驗證理論或者去修改理論到能符合觀測結果 : D