本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
又到了年末，我们回顾 2014 年，反思所有发生的酷炫科学事件。今天，Jen-Luc Piquant 整理了 2014 年的 20 个最佳物理主题视频——但需要说明的是，并非所有视频都是在 2014 年制作的。但我们今年发现了它们，这足以满足我们的标准。请关注接下来一周发布的关于我们 2014 年最佳物理书籍和最喜欢的物理论文的帖子。现在，为了让您赏心悦目，我们为您挑选了 2014 年最佳物理视频！
1. 法贝热分形：前激光物理学家 Tom Beddard 已经开始创作令人难以置信的艺术作品，赞美分形的美丽和复杂性。根据 Beddard 的说法
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“3D 分形是通过迭代公式生成的，其中一次迭代的输出构成下一次迭代的输入。这些公式有效地折叠、缩放、旋转或翻转空间。它们是真正的分形，因为越靠近表面，就能显示出越来越多的细节。最吸引人的地方是参数的组合可以结合起来，产生具有非凡细节和美感的结构“共振”——有时是自然的有机，有时是完美的几何形状。但随后，就像一个混沌系统一样，它可能会随着最小的扰动而完全消失。”
2. 聆听由放射性产生的音乐。据 io9 报道：“莫斯科音乐家/工程师 Dmitry Morozov 制造了一件令人难以置信的乐器，名为 Metaphase Sound Machine。它根据内置盖革计数器感应到的放射性粒子产生音乐。” 根据他的网站
“Metaphase Sound Machine 是一个带有 6 个旋转圆盘的物体。每个圆盘都配备有声源（扬声器）和麦克风。每个麦克风都通过计算机和旋转轴连接到圆盘上的扬声器。此外，在装置中心还设置了一个盖革-米勒计数器，用于检测周围区域的电离辐射。这些粒子之间的间隔会影响每个圆盘的旋转速度。本质上，该物体是一个音频和动力装置，其中声音是基于旋转圆盘上的麦克风和扬声器产生的反馈合成的。反馈哨声被用作更复杂声音合成的触发器。额外的谐波信号处理以及动态系统的波动性导致声音的无限变化。物体的形式指的是普遍接受的量子纠缠的符号表示，即双光子 - 轨道交叉圆盘。”
3. 通过斯皮策太空望远镜的聪明人（以及 io9）：观看由艾伦·图代克扮演的脑寄生虫解释引力。寄生在天文学家（威尔·惠顿）大脑中的寄生虫（艾伦·图代克）回答了“为什么宇航员在太空中看起来失重？”这个问题。
4. 对称 是电影制作人 Yann Pineill 拍摄的七分钟短片，是一个音频/视觉回文：前半部分和后半部分互为镜像。根据 Pineill 的说法：“这部电影是对称编写的：后半部分与前半部分严格相同，但倒放并镜像。第二部分不像简单的倒带，而是像第一部分的延续。它探索了各种对称：构图、形状、声音和音乐、场景、颜色、动作、时间……”
5. 使用纹影光学可视化气流，由哈佛大学自然科学系完成。 据 Twisted Sifter 报道，这种不寻常的光学技术“使我们能够看到空气中折射率的微小变化。点光源的光线从凹面镜反射，并聚焦到安装在相机前的剃须刀片的边缘上。在镜子附近折射并被刀片截取的光线会产生阴影的错觉。” 下面的视频显示了蜡烛火焰和吹风机的受热气体的流动模式、氦气和六氟化硫气体。 根据哈佛大学网站（其中包含有关科学和设置的更多信息）
“我们可以看到从你的手上上升的温暖对流，或者从一杯冰水中下降的冷空气。使用这种技术还可以看到空气以外的其他气体。例如，可以将六氟化硫气体从瓶子中明显地倒入玻璃杯中（直到溢出），然后从玻璃杯中倒出。”
6. 宇宙 的一个有趣的模仿 (大麻上的宇宙) 想象尼尔·德格拉斯·泰森吸食大麻后处于兴奋状态。“他把“草”放进了德格拉斯。尼尔·德格拉斯·泰森……知道在哪里能搞到好货。” 还有：“宇宙中的一切都是星尘。这块奶酪和这块意大利辣香肠都是星尘。” 我会完全观看这个节目。
7. 一位独立电影制作人冒险回到遭受辐射破坏的切尔诺贝利，制作了令人震惊的纪录片 美丽的鬼魂。 据 Lost at E Minor 报道
“1986 年 4 月 26 日星期六，在靠近苏联城市普里皮亚季的切尔诺贝利核电站正在进行例行系统检查。意外的功率激增导致工程师尝试紧急停机。然而，在生效之前，反应堆内蒸汽积聚引起了爆炸......为了纪念爆炸 27 周年，这是同类中最危险的爆炸，直到 2011 年福岛核泄漏事故，电影制作人 Christiaan Welzel 和他的妻子 Kseniya 进入了禁区。辐射水平已经达到在短时间内人身安全的程度。然而，周围的大部分地区仍然受到严重辐射。韦尔泽的电影《美丽的鬼魂》强调了切尔诺贝利的宁静，这在四分之一世纪里基本上没有受到干扰。正如他在画外音中解释的那样：他的意图不是引起悲伤的感觉，而是更多地引起人们对“末日之美”的关注。”
8. 双重：当两个宇宙碰撞时，一位男士在这部迷人的短片中遇到了他梦中女孩的完全相同的分身。 据 io9 报道：“有一天，我们的宇宙开始与一个平行宇宙合并，逐渐地，地球上每个人的复制版本开始出现。起初它让人感到困惑，但随后一位办公室职员遇到了他爱上的女孩的分身。”
9. 催眠艺术展示了自然界中（图灵）模式如何从随机性中产生。（我去年为Quanta撰写了关于图灵模式的文章，以及这篇配套的博客文章 — 一个引人入胜的主题！） 据Wired报道
“[总]部设在澳大利亚堪培拉的生成艺术家和设计师乔纳森·麦凯布正在将图灵的理论转化为艺术。麦凯布不是从细胞开始，而是从像素开始。每个像素都获得一个随机值，通常是 -1 和 1 之间的数字，在最终图像中用颜色表示。然后，麦凯布应用一组规则，这些规则决定了每个像素的值如何响应周围像素的值而变化。随着程序的进行，像素值会发生变化，从而形成从最初的随机数字混合中开始出现的形状簇。”
10. 在 X 射线机中进行瑜伽：对运动中的身体进行视觉研究/探索，重点是瑜伽姿势。 据 Open Culture 报道：“由 Hybrid Medical Animations 提供的这项高科技‘对运动中的身体的视觉研究/探索’。该动画的目标是创建 X 射线的真实表示，同时捕捉各种瑜伽姿势的美丽。看起来他们在两个方面都达到了目标。在创建这个 3D 动画时，实际上没有使用 X 射线……这一切都只是动画——复杂的动画，不知何故能够显示‘正确的骨密度并代表每个单独骨骼内的实际骨髓’。”
11. 无限的截断故事是保罗·特里洛拍摄的一部短片。它被描述为“审视日常生活中的无限可能性。讲述了文森特（“X 主体”）及其在宇宙中存在的许多变体的一天生活。当他跟随一个可能的恋人走在街上时，故事开始分裂成不同的线索。” 显然，这个故事的灵感来自布赖恩·格林的 隐藏的现实 和道格拉斯·霍夫斯塔德的 我是一个奇怪的循环。
12. 认为看冰融化会很无聊？再想想。在下面的视频中，冰融化的耀眼彩虹景象是由一位摄影师使用任何人都可以重新创建的简单起居室设置拍摄的。 据新科学家报道：“摄影师肖恩·诺尔的延时视频使用两个偏振滤镜和一个极度特写镜头，展示了闪烁的隐藏结构。诺尔使用 LED 计算机显示器作为偏振光源，然后将圆形偏振滤镜连接到他的相机的微距镜头。旋转滤镜会产生彩虹效果，因为不同厚度的冰会以不同的方式折射光线。”
13. “薛定谔猫的反驳”。 歌手/词曲作者 Sarah Donner 以其有趣、古怪、不敬的曲调而闻名，在她的新专辑（名为 那是一匹飞马）中，她拥抱了她内心的猫女/物理学家。她写了一首关于每个人最喜欢的量子猫的朗朗上口的曲子，并附带在普林斯顿等离子体物理实验室拍摄的音乐视频。
14. 行动比尔 是一部乐高定格动画短片，由威廉·夏特纳主演，他扮演一个时间旅行机器人，试图摧毁威廉·莎士比亚，但低估了行动比尔的战斗能力。幕后花絮 在此处展示。
15. 将所有数据声音化！粒子碰撞交响曲，由欧洲核子研究中心的科学家演奏。根据 YouTube 的描述：“LHChamber Music 是一首实验性作品，也是一个“为欧洲核子研究中心 60 周年纪念而设的实验合奏”，基于 2010-2013 年大型强子对撞机 (LHC) 运行期间 4 个探测器（ALICE、ATLAS、CMS 和 LHCb）记录的数据的声音化。音乐由 Domenico Vicinanza 创作，在四个实验洞穴和欧洲核子研究中心控制中心 (CCC) 中由在欧洲核子研究中心工作的物理学家和工程师演奏。”
16. “天体物理学家弗拉德”是民谣歌手/词曲作者彼得·穆尔维向他的酒友、一位名叫弗拉德的捷克天体物理学家致敬的口语作品，这位捷克天体物理学家是华盛顿大学的弗拉基米尔·查卢普卡，他有一页专门介绍这件作品的背景故事。 它出现在专辑 来自飞行机器的信件中，“建立在四封写给他非常年轻的侄女和侄子的虚构信件之上：由彼得创作和演奏的原创歌曲围绕着四首口语作品。”
“这是个真实的故事，”马尔维说。“我在国家青年科学营的年度活动上遇到了弗拉德。活动地点在西弗吉尼亚州下面的一个洞穴里，科学营本身就是一个不可思议的故事，但这封信来自弗拉德，他是来自捷克共和国的真正的天体物理学家。我们坐在一家汽车旅馆后面喝啤酒，仰望星空，我想，嘿，他是个天体物理学家，他或许真的能告诉我那里是否存在智能生命。所以我问了他，他用平白的英语回答了我，他的回答让我震惊——这是任何人告诉我的最令人震惊的事情。所以它必须写进其中的一封信里。”
17. 一场进入超现实领域的旅程，在那里大卫·林奇遇到了量子物理学。正如《创造者计划》所说，安杰伊·德拉甘很可能是“唯一一个为手持鸡的大卫·林奇拍照的量子物理学博士”，该项目对这位作者进行了一次精彩的问答。他的作品包括两部令人毛骨悚然的超现实短片，一部关于时间膨胀，另一部关于亚原子粒子奇异的量子特性（如下所示）。正如他告诉《创造者计划》的那样
“我们科学家所发现的大部分真理要素并不难理解，但它们很难让人相信。在早期，许多杰出的头脑拒绝了爱因斯坦的相对论，因为他们不相信它。后来，包括爱因斯坦在内的许多伟大的思想家都拒绝了量子理论，因为他们不相信它。由于相对论和量子理论都得到了经验证实，所有这些人显然都错了。我们要吸取的教训是，我们通常在自己的信念中是错误的，所以最好放弃任何信念，坚持赤裸裸的事实。”
18. 揭示鸟类和昆虫运动的隐藏模式：椋鸟、水黾等生物的梦幻般的旅程。据《大西洋月刊》报道：“罗德岛设计学院的电影和动画教授丹尼斯·赫林斯基创作的视频，处于艺术和科学的交叉点。赫林斯基通过数字追踪鸟类和昆虫的行进轨迹，将普通的镜头转化为空灵的插图。” 在这里，他讨论了他的工作和创作过程。
19. Ambition 是一部关于一位建造太阳系的魔术师的精彩短片。据io9报道：“以荒原为画布，一位大师和他的学徒开始将瓦砾变成行星和卫星，小行星和彗星，使它们围绕一个象征性的太阳旋转。这就是由奥斯卡提名导演托梅克·巴金斯基与欧洲航天局合作制作的短片《Ambition》的开篇。”眼尖的《权力的游戏》粉丝会发现，正是彼得·“小指头”·贝里席——也就是演员艾丹·吉伦——扮演了大师。还有一个幕后制作视频“Ambition 的制作”。
20. 在这段令人惊叹的视频中，观看近140亿年的宇宙诞生过程，时长约2.5分钟，这是迄今为止对宇宙演化最精确的模拟。据《洛杉矶时报》报道：“观看这段视频就像飞越宇宙……并观看星系的形成过程。” 根据YouTube的描述
“Illustris模拟是我们迄今为止对宇宙进行的最雄心勃勃的计算机模拟。该计算跟踪了宇宙的膨胀，物质自身的引力，宇宙气体的运动，以及恒星和黑洞的形成。这些物理组成部分和过程都是从类似于大爆炸后30万年的非常年轻的宇宙的初始条件开始建模的，直到今天，跨越了138亿年的宇宙演化。模拟的体积包含数万个高细节捕获的星系，覆盖了广泛的质量、恒星形成率、形状、大小，并且其特性与在真实宇宙中观察到的星系群非常一致。这些模拟在法国、德国和美国的超级计算机上运行。最大的模拟在 8,192 个计算核心上运行，耗时 1900 万个 CPU 小时。一台最先进的台式计算机需要 2000 多年才能完成此计算。”