你怎么能听到收音机里的信号呢?我们深入研究无线电科学。从如何制造，到收听外星广播。此外，在新闻中，我们还看到了第三波新冠病毒的可能性，疫苗在孕妇中如何发挥作用，以及一些介子的不良行为?
在这一集里
英国会出现第三波新冠疫情吗?
蒂姆·斯佩克特，伦敦国王学院
在英国，Covid-19病例现在非常低，有助于开启我们放松封锁路线图的下一步;许多成年人在新开业的酒吧里庆祝恢复往日的自由，同时举杯庆祝3200万人(占人口的一半以上)接种了一剂疫苗，这是世界上接种率最高的国家之一。与此同时，欧洲、南美和印度的病例继续激增，许多人称之为“第三波”。自大流行早期以来，伦敦国王学院的蒂姆·斯佩克特一直在跟踪疫情的发展过程，并通过他帮助开发的Covid ZOE应用程序监测其发展轨迹，该应用程序已经产生了大量数据，并深入了解了全国各地新型冠状病毒的活动。那他觉得我们开业后会迎来第三波浪潮吗?
蒂姆:不，今年夏天不会，今年可能也不会。我认为，随着免疫力减弱，天气再次变冷，今年年底可能会出现连锁反应，但据我估计，我们现在认为不会出现第三波。
克里斯:你为什么不同意很多人——很多知名人士——一直在说的我们目前情况可能导致的结果?同时也在关注欧洲正在发生的事情——当然他们正在经历他们所谓的“第三次浪潮”。
蒂姆:嗯，“第三次浪潮”一直依赖于建模，而建模总是建立在一些假设的基础上。我们从ZOE应用程序中看到的数据比许多假设更令人放心，就疫苗的功效而言，在预防病例方面，比许多模型预测的要高得多。我认为，这就是为什么我们的病例数量如此之低;本周，病例数降至每天2000例以下，与去年7月的水平持平。我们看到的是关于疫苗的细节…即使在一次射击后，我们得到的病例减少了50%，两次射击后，我们得到的病例减少了15倍。这是鼓舞我的事情，我们正在逐步走向群体免疫。这就是为什么我不认为变种——无论是来自国外还是国内——能够在今年站稳脚跟。
上周，伦敦大学学院发表了一篇论文，认为我们即将跨过这个神奇的门槛，这个门槛曾被提议作为实现某种群体免疫的目标:换句话说，免疫的人数占人口的比例。然而，我们真的知道有多少人需要免疫才能阻止这种疾病的传播吗?
蒂姆-估计在50-75%之间。所以事实上，我们有60%的人接种疫苗，可能还有10%的人有抗体，这表明我们非常接近这个目标。
克里斯——我想知道为什么总理本周早些时候煞费苦心地说:这是封锁的影响——不要对疫苗做过多解读。这真的是为了防止人们因为酒吧又开门了就去狂欢吗?
蒂姆:从数据来看，他的评论对我来说没有意义，因为当封锁到来时，我们已经看到了全国大部分地区的高峰。我相信封锁有所帮助——保持社交距离和减少流动性绝对有帮助——但毫无疑问，疫苗比人们在现实生活中想象的要有效得多。我们将在一周内发表一篇论文来证明这一点。它打破了去年困扰医院和疗养院的感染循环。我觉得这次真的很不一样。所以疫情不会持续，因为没有足够的易感人群。
克里斯-那么变种的问题呢?因为我们看到了肯特变种的巨大影响，当它在9月份第一次出现在我们的雷达屏幕上时，然后在圣诞节之前使这个国家的一切黯然失色。有没有可能出现一种新的变种——要么来自目前被冠状病毒肆虐的其他国家，要么只是在我们国家已经存在的流行病毒中自发出现?
蒂姆:嗯，我想我们肯定会看到新的变体。我想大家都同意这一点。问题是:这种变异是否会在其他菌株中占据足够的主导地位?如果它已经击退了其他菌株，它是否有能力击退以前的免疫系统或疫苗?实际上，没有确凿的数据表明，这些毒株中的任何一种，除了略微降低当前疫苗的效力之外，还会有什么作用。因此，考虑到有这么多的“如果”，我们没有理由停止所有解除封锁的计划，因为我认为这些计划越来越遥不可及。
克里斯-那是真的吗?因为如果以巴西为例，人们认为，如果你看看马瑙斯出现的P1变异:去年在该国的那个地区，感染冠状病毒的人数最初至少占总人口的70-80%。同样的区域再次受到这种新变种的袭击，这种变种似乎绕过了这些人以前感染过的自然免疫。因此，这难道不是说，如果一个新的变种——包括巴西的变种——在这里突然出现，我们就有可能陷入麻烦，回到起点吗?
蒂姆:如果这是完全正确的，那么我认为有理由担心。但我认为这是否是实际情况，以及巴西之前发生的事情的数据是否足够好，我不太确定。我认为，一种新的毒株进入并接管一个完整的、目前免疫的或以前接触过的人群，从而引发第三次大规模流感的可能性仍然很小。
克里斯-这不是一个严重的问题吗?如果我们把我们的人口送到部分接种疫苗的国家度假，这是各种突变体的理想滋生地，这些突变体可能会感染接种疫苗的人，因此，人们回来时唯一会携带的冠状病毒是一种可以绕过疫苗免疫的病毒，然后我们会在这里引发新的疫情?
蒂姆:我认为这是一种可能性，但这是一个权衡大局的问题——经济形势和心理形势——我们是否想像新西兰一样，作为一个岛国被封锁几年。这是另一种选择。这里的一个关键问题是:完全接种疫苗的人传播病毒的数量真的足够多吗?我认为这是一个关键问题。基于此，接种疫苗的人或多或少可以自由旅行。
COVID疫苗对孕妇有效
安德里亚·埃德洛，麻省总医院，哈佛医学院
随着另一个令人鼓舞的进步，英国疫苗接种和免疫联合委员会(JCVI)现在建议，应根据孕妇的年龄和临床风险群体，与其他人群同时接种COVID-19疫苗。这与之前的指导方针不同，此前的指导方针认为，只有在判定孕妇感染COVID-19的风险较高的情况下，才应该接种疫苗。最初的立场不是因为有任何危险的证据，而是因为标准做法是不对孕妇测试新药，所以最初没有关于疫苗在怀孕期间是否安全或有效的数据。现在，来自美国的真实数据给出了令人放心的结果。菲尔·桑索姆听说了一项发表在《美国妇产科杂志》上的研究，该研究来自哈佛大学的安德里亚·埃德洛，她一直在测量131名接种疫苗的孕妇的抗体水平……
Andrea:孕妇和哺乳期妇女的抗体水平和未怀孕的育龄妇女的抗体水平一样高。
菲尔——我是说，太棒了!听起来是个好消息!
这对各地的孕妇和哺乳期妇女来说是个好消息。
菲尔-这不是你所期望的吗?
Andrea:这是一个合理的调查问题，因为我们知道怀孕是女性相对免疫耐受的情况。这在一定程度上是为了容忍正在发育的胎儿，这一半不是女人自己。
菲尔-好吧。有了这130名参与者，你能有理由肯定地说，是的，这些mRNA疫苗对这些人同样有效吗
安德里亚:是的。我认为我们可以相当肯定地观察疫苗的功效，或者疫苗给人们提供抗体的效果如何。
菲尔-那孩子怎么办?这意味着什么?
Andrea:我们研究了在研究期间分娩的女性，其中只有10位孕妇。我们发现抗体存在于所有10个婴儿的脐带血和母亲的母乳中。
菲尔:所以这是否意味着这些婴儿实际上对冠状病毒有抵抗力?
安德里亚:这是我们的研究无法具体研究的，因为我们没有——当然——继续尝试让婴儿接触冠状病毒，看看他们是否对它有抵抗力。但是，是的，我们假设脐带中抗体的存在会给婴儿某种程度的保护。但需要多少才能提供更全面的保护，这种保护能在婴儿身上持续多久，这些都是尚不清楚的，不幸的是，我们的研究无法回答，
菲尔-很明显，人们对疫苗有很多担忧。另一个问题是我从一些人那里听到的，他们说，“如果我想怀孕，会有风险吗?”
Andrea:这是一个非常好的问题。作为产科医生，这是一个常见的问题。有一种，因为找不到更好的词，我可以诚实地称之为垃圾科学，在疫苗进化的早期就一直存在;人们说疫苗中的mRNA序列，也就是疫苗中告诉免疫系统制造这些蛋白质的编码，与胎盘中的编码有一些相似之处。这已经被证明是错误的。实际上，病毒中的mRNA序列或代码，与胎盘中的mRNA几乎没有重叠。所以这基本上是完全错误的。
菲尔:既然你已经完成了这项研究，你是否有信心说这种疫苗对孕妇是安全的，或者对刚生完孩子的人是安全的，或者其他什么?
Andrea:我们的研究并没有特别关注安全性。我们的研究旨在观察疗效，也就是:给你提供抗体的效果如何?有一些关于安全性的研究正在进行;辉瑞公司正在对4000多名孕妇进行试验。但你真的需要很大一部分人才能看到安全信号。所以我们的研究并没有关注安全性，而关注安全性的数据还在不断发展，
菲尔-好吧，如果我怀孕了，有人给我注射mRNA疫苗，你会怎么说?
安德里亚，我想告诉你，你和你信任的护理提供者——无论是你的产科医生，助产士——都应该看看你感染COVID的风险，你自己的医疗状况;然后考虑怀孕期间感染COVID-19的已知风险。我们知道，与未怀孕的同龄妇女相比，怀孕期间感染COVID-19的妇女更有可能需要呼吸机，更有可能需要心肺旁路机，不幸的是，她们更有可能死亡。所以权衡所有这些风险，你自己的个人风险以及怀孕的一般风险，与未知的小风险相比，孕妇和哺乳期妇女被排除在最初的疫苗试验之外。不幸的是，我们没有人类怀孕期间的安全数据，而我们在动物身上有。但mRNA疫苗的动物安全性数据并未显示出担忧。我认为这恰恰突出了为什么女性从一开始就不应该被排除在这些试验之外。
保护濒危动物免受寄生虫侵害
乔什·布莱恩，剑桥大学
保护动物的安全有很多陷阱。有时受威胁的动物被从一个地方转移到另一个地方，以保证它们的安全。剑桥大学发表在《保护快报》上的一项新研究表明，淡水贻贝很容易携带寄生虫和其他病原体，以及你试图保护的动物。乔什·布莱恩和亚当·墨菲谈论了如何保护这些贻贝……
乔什:嗯，它们会得到各种各样的东西，我们发现，我们通常并不了解这些贻贝得到的全部东西，但其中一些主要的是阉割蠕虫。所以这些蠕虫生活在贻贝的生殖腺里，阉割贻贝，然后把它们当作一个工厂，在贻贝的余生里生产它们自己的繁殖阶段。它们身上也有螨虫，可以吃鱼鳃。我们现在看到的是，特别是从美国，有很多新出现的证据表明病毒和细菌可以通过这些肌肉非常非常迅速地传播。
亚当-为什么保护他们这么重要?
乔什:这些淡水贻贝对生态系统非常重要，所以它们被称为“生态系统工程师”。所以它们改变沉积物，帮助养分循环，它们也是大型滤食性动物。我最喜欢的关于淡水贻贝的数据是流经剑桥的整个坎河每两周就会被淡水贻贝过滤一次。所以他们做了大量的清洁工作。此外，由于它们沿着河岸形成了这些巨大的贻贝床，它们也可以帮助防止侵蚀和类似的事情。但总的来说，淡水贻贝实际上是世界上最受威胁的动物群体之一。因此，我们了解它们面临的所有威胁，并采取适当措施保护它们，这一点非常重要。
亚当-假设一个受感染的贻贝进入了一个未受感染的群体，那会造成多大的伤害?
乔什:嗯，它可能会造成很大的伤害，特别是如果它可以直接在贻贝之间传播的话。你知道，如果接收贻贝种群中的贻贝可能没有与之前引入的贻贝相同的免疫反应，这可能会很快从贻贝传播到贻贝，造成很大的伤害。然而，有时这也取决于寄生虫的生活史策略。你知道，一些寄生虫在它们的生命周期中需要多个宿主。因此，如果这些宿主存在与否，将决定这些寄生虫能造成多大的破坏。所以我们不仅需要了解贻贝的数量，还需要更多地了解寄生虫和它们的生活史。
亚当:所以我明白为什么这对贻贝很重要，以及贻贝有多重要，但这项研究是否适用于其他动物?
乔什:当然。所以我们在论文中讨论的原则，我们认为它们与我们所看到的任何类型的易位都是相关的。我们在论文中真正想强调的是，你知道，个体生物实际上不仅仅是一个个体，它是一个完整的群落。它是所有细菌、病毒、蠕虫、蜱虫、螨虫等生活在它上面和里面的一个群落。如果我们想要适当地运输生物，我们真的需要认识到它们确实包含了这些完整的群落，这对任何一个被移动的动物来说都是正确的。所以这不仅仅是贻贝的威胁，任何动物都可能携带寄生虫或疾病，如果我们把它带到新的生物体中。
μ子表现不佳
Ben Allanach，剑桥大学
科学家最近宣布了两项独立的发现，表明我们对控制宇宙运行的实体和力量的理解存在空白。这两个发现都依赖于一种叫做μ子的粒子;它们就像寿命较短的电子，但大约重200倍。当美国科学家让它们绕着磁场引导的环旋转时，它们以一种没有人预测到的方式摆动，这让他们很兴奋。在另一系列实验中，这次是在欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider)进行的，实验中μ子出现的频率比理论告诉我们的要低。这两种证据都表明，在我们对这一物理学分支如何运作的理解中，还缺少一些东西。如果事实证明这是真的，这可能是一个巨大的进步。克里斯·史密斯采访了剑桥大学理论物理学家本·阿拉纳奇，他推测可能存在一种新的、未被发现的力……
Ben:在美国，他们特别关注μ子，因为你可以非常精确地测量它们绕存储环旋转时的摆动。你也可以用这个理论非常精确地预测这种摆动应该是什么。因此，通过比较这两个数字，你可以看看你的理论是否正确。当然，美国的实验表明，也许我们的理论并不正确。
克里斯-所以他们知道他们期望什么如果我们对宇宙构成的理解，以及它遵循的规则是正确的，那么这些介子在旋转它们时应该以某种方式运动，但它们没有。
本:当然。它们受到其他粒子和力的量子涨落的影响通过额外的粒子和力你不知道。它们会以一种你在理论中没有考虑到的方式影响自旋，所以这两个数字不匹配。
克里斯-如果理论是正确的，美国的测量结果与你所期望的相比有多大差距?
从统计上来说，他们的差距是4.2 Sigma。这意味着这基本上不是侥幸。这些都是非常精确的百万分之一的测量。所以，你知道，这就像测量你的车的长度和人类头发的宽度一样——它非常精确。所以在这个非常精细的世界里差别很大。
Chris:和他们在欧洲核子研究中心所做的相比，他们也对μ子进行了测量，但是从一个稍微不同的角度进行测量，但是他们本周也有了一些有趣的发现。它们是如何与，或者以同样的方式，与我们应该看到的介子行为的理论不一致的?
Ben:所以在欧洲核子研究中心，他们一直在制造其他种类的粒子并观察它们衰变成μ子和电子，它们衰变成μ子的速率应该和电子一样，但看起来它们只有85%的时间会变成μ子。所以当涉及到介子时，又有一个问题。
克里斯:换句话说，看起来在我们如何模拟宇宙的组成和它遵循的规则这个拼图游戏中有一个缺口，它似乎取决于介子的行为。从这些实验中，我们对缺失的元素有什么了解吗?
Ben:目前，这真的取决于像我这样的理论家，提出大量的想法，然后看看它们是否有意义。我有很多想法要说。其中一人说，美国的实验是由于一种新的超对称粒子，它也是宇宙中的暗物质。所以人们把它和其他物理问题联系起来。就我个人而言，我正在研究一种新的力，而大型强子对撞机的结果将是由于当它想要进入μ子并改变结果时，它将更多地粘在一起。这也可能出现在美国实验中的量子涨落中，因为这种力会与μ子耦合，改变自旋的摆动，这是测量到的。但我不得不说，你知道，这只是许多例子中的两个，真正的答案是我们并不完全知道。我的意思是，当然，你需要更多的实验数据来提供一个路标，以了解到底发生了什么。
克里斯-如果你是对的，有一种额外的力-到目前为止，我们对四种力的存在感到满意-电磁力，迈克尔·法拉第非常熟悉，还有重力，当然艾萨克·牛顿非常熟悉，然后最近我们有了更强和更弱的核力。这将为游戏添加全新的色域，不是吗?我是说，如果有第五种力，那就重写物理教科书了。
本:你得把它们都重写一遍，没错!但是你想要确定这个想法的是实际产生携带这个力的粒子。我们知道的所有力都被认为是由粒子携带的。举个例子，电磁力是由光子携带的，光子是光的粒子。所以你想要产生并观察这个携带力的粒子来确定它。
克里斯:最后，本，这对街上的普通人来说意味着什么呢?
本，我想如果你对宇宙和我们所看到的宇宙感兴趣，我希望这将激励我们所有人更多地了解我们生活的地方。
邮箱:为什么COVID测试需要鼻拭子?
克里斯·史密斯，剑桥大学
詹姆斯一直在问:为什么COVID侧流测试需要使用相当不舒服的喉咙或鼻拭子?为什么把唾液吐进缓冲溶液在试纸上不起作用?克里斯·史密斯给出了答案……
克里斯:是的，人们把做鼻咽拭子和做脑活检相提并论。答案是可重复性。唾液，在某些情况下，是一个很好的衡量和感染的标志。如果你的鼻子里，喉咙里长了什么东西，唾液可以在这些地方冲洗，你可以用唾液来获得遗传信息，有时还可以获得有机体本身或它的抗原，也就是它生长时产生的东西，然后进行测试。但这很困难，而且前后矛盾。当人们对冠状病毒进行研究时，他们发现，由于唾液中可能存在其他物质，而且每个人都是不同的，他们获得唾液的区域，他们产生的唾液量等等，这使得很难产生一致和可靠的测试。而咽拭子和鼻拭子结合起来确实倾向于产生更可靠、一致的样本，因此更容易测试。所以目前，这取决于实用性和可靠性，但请注意这个领域，因为从长远来看，我们都知道往试管里吐口水比做脑活检更有吸引力。
如何制造一台收音机
戴夫·安塞尔，肖恩塞尔
为了开启我们在电台的冒险之旅，亚当·墨菲在演示大师戴夫·安塞尔的帮助下，着手建造一个……
亚当:广播无处不在。在一场大流行中，人们在这个小小的无线盒子里找到了新的安慰。这种设备简单，容易掌握。你可以一边听收音机，一边做无数其他的事情。携带信号的无线电波是电磁波，就像光或x射线一样，只是要长得多。光的波长只有十亿分之一米，而长无线电波可以长达数公里。考虑到这很容易，你可以得到一个收音机，我认为把它们放在一起应该是相对简单的，但是……这要转好多次，这么多铜花了这么长时间。不，留下来!铜加热的时候会变热，墨菲。所以我决定向戴夫·安塞尔寻求帮助。 The first bit of the instructions were to wrap a load of copper wire around a tube. So what's that all about?
戴夫:所以它在做两件事。第一个是充当天线。无线电波是电磁波，这意味着它们会在太空中产生电和磁振动。这里有很小的磁场，如果一个磁场穿过一个线圈，它就会在那个线圈上产生电压。如果电磁波经过你的线圈，它会引起线圈上的电压变化。
亚当:任何经过我的线圈的电磁波都会在里面感应到一点电流，通过电路，你就能得到一个信号，那就是收音机，但为什么要转这么多圈，为什么要用这么多线圈，
戴夫:同时有各种各样的无线电波经过你的线圈，但你只想听其中一个。这是一个在特定频率，特定音高的声音。所以你想建立一个电路，它对那个音高非常敏感，但对其他音高不敏感。你要做的就是建立一个共振电路。所以有点像如果你推一个秋千，它想要以一定的频率摆动。电路需要电流以一定的频率通过。你用一个线圈来做，它的行为有点像秋千的惯性。有点像秋千末端的质量和电容，有点像弹簧。
亚当:所以只要有合适的电容器组合，加上我的线圈，我就能发射到一个特定的频率，一个特定的电台。我在这上面有一个小的可调电容，它有一个旋钮，你可以转动它来改变电容，然后改变你要调到的确切频率或电台。但这还不是结束。我的小电路有很多其他的元件，但是另一个关键的元件叫做整流器。它本身有一项重要的工作。
戴夫-没错。所以你接收到的无线电波的频率比我们说话用的频率要高得多。你可以把它们输入扬声器，但你不会听到任何声音，因为它们每秒有数百万个周期。而我们听到的是每秒数千次的循环。最后你会得到一条弯曲的线它在音频上变得越来越大，越来越小，越来越小。
亚当-整流器做的一件事就是取一个频率太高的，音调太高的，你无法听到的，基本上通过观察振幅或响度的变化来平均，这是你能听到的频率，但它还没有完成。
戴夫-你可以用扩音器播放。你听不到任何声音，因为它的平均值为零。所以为了能够探测到它，你必须把波的下半部分切掉。所以你把它通过一个二极管，这样你就能看到波的上半部分。然后，当它被扬声器平均后，它就会变成我们能听到的频率的声波
无线电的历史
理查德·诺克斯，埃克塞特大学
发明家们最初是如何偶然发现无线电的概念的?亚当·墨菲从埃克塞特大学的理查德·诺克斯那里发现……
理查德:这其中最重要的方面是麦克斯韦提出的光是一种振动形式，涉及电和磁及其相互作用。麦克斯韦发表的论文表明，对电和磁现象的测量得出了正确的结果，或者说非常好的结果，对于已知的光速。这提供了很好的证据，但不是决定性的证据，证明光实际上是电磁振动的一种形式。
亚当-但麦克斯韦的工作很棘手。学生们花费数年时间研究麦克斯韦方程组，然后谎称理解了它们。因此，许多其他聪明的火花投入了时间来扩展麦克斯韦的工作，其中之一是英国物理学家奥利弗·洛奇。
他对麦克斯韦所说的光是一种电磁振动的可能性很感兴趣，也许光可以通过实验产生。他所做的就是在实验室里制造出许多不同版本的闪电，有效地使用了今天电容器的祖先，他们被称为莱顿罐。他在这方面的研究有效地证明了莱顿罐在产生火花时的快速振荡会产生一种沿着电线流动的波。但在洛奇之外，还有一位德国物理学家叫海因里希·赫兹。他的发现和洛奇在1887年的发现非常相似，那就是在连接莱顿罐的电线之间有一种类似波浪的现象。但更有趣的是，他能够在自由空间中发现导线外流动的波。
亚当:但是洛奇和赫兹对这个理论的应用并不感兴趣。他们对这一切的纯粹科学感兴趣。所以他们并没有在工程上投入太多精力。然而，洛奇即将提供一些急需的灵感。
1894年，我们看到他再次提起这个话题。他在一次纪念海因里希·赫兹去世的演讲中做了一个有趣的实验。海因里希·赫兹死于1894年。洛奇应邀就赫兹的工作做了一系列讲座。在这些讲座中，他展示了一种无线的，有效的，电报，但是在很小的范围内。他所做的就是有效地将他和其他人制造的设备组合在一起，产生电波。还有一些在传统有线电报中非常有名的设备。这是一种摩斯电码。他向听众们展示的是你可以通过演讲厅发送编码信息。
亚当-其中一个对此非常感兴趣的人，在那堂课上，是意大利裔爱尔兰物理学家古列尔莫·马可尼，他有创造力，有资金，把船推出去了。
马可尼所做的就是有效地综合了他读到的很多东西。并以此为基础开发了一种装置，他认为这种装置将使无线信号变得更强，并且足以用于信号和通信。所以洛奇的想法实际上是行不通的。所以从19世纪90年代中期到20世纪初，马可尼开发了这个无线电报系统。1901年，他在爱尔兰西海岸和加拿大北美东海岸之间进行了他最伟大的实验。1901年，他成功地证明了无线信号可以穿越大西洋。他发送了一个字母，用莫尔斯电码形式写的字母S，引起了轰动。
无线电波:业余无线电
彼得·豪厄尔
马可尼的跨大西洋传输取得了巨大成功，不久之后，第一次世界大战中战壕里的士兵用铅笔和剃须刀片就能制造出收音机。随着成本的下降，一群技术娴熟的业余爱好者也接受了无线电，并利用无线电波在世界各地进行交流。其中一位研究人员是Mike Zero Delta Charlie Victor，又名Peter Howell，他告诉了Chris Smith故事的下一个关键部分，即无线电信号是如何产生的，以及语音等信息是如何被添加到其中的……
彼得:哦，这要追溯到25年前，当时我大儿子从学校回家，说他想要平衡一下课业，我一直对广播很感兴趣。我有个朋友是剑桥郡业余无线电俱乐部的成员。所以我们加入了，参加了课程，参加了考试，得到了我们的呼号。其余的，就像他们说的，是历史。
克里斯:但是那个俱乐部的起源可以追溯到很久以前，不是吗?我的意思是，我在那里提到了第一次世界大战，剑桥俱乐部大约有100年的历史。
彼得:是的，确实是这样。我们有文件把我们带回到1919年和1920年。所以我们是全国最老的一家。
克里斯-我打赌你的装备比他们的好一点?
彼得-是啊，和以前的火花发射器相比已经有了很大的进步。
克里斯-你和谁谈过了?你真的会在你的卧室里做吗?这是一种爱好吗?
彼得:我在外屋有个小木屋，它们通常被称为小木屋，你和世界各地的人交谈。我想最难忘的是，我拿到驾照后联系的第一个人是德文郡的一个人，还有另外两个很突出的人。一次是在圣诞节期间，我和一个芬兰人在一起，他被大雪困了三个星期。夏天他是农民，冬天他是护林员。当他被大雪困住的时候，他就打开收音机，聊了很长时间。我记得的第二个是和佛罗里达的一个家伙聊天他的卡车里有一个高频收音机，他早上刚到公司，有五分钟的空闲时间和他聊天，当时他坐在佛罗里达工作地点的停车场里。但我想那是一种典型。
Chris:你提到过你必须通过各种考试和认证才能做到这一点。需要付出什么样的心力吗?
彼得:如果你愿意的话，执照有三个等级。第一个是基金会许可证。这样就可以用大约10瓦的射频功率进行传输。这足以让你穿越整个欧洲，进入俄罗斯。当传播良好时，就会进入北美，当传播良好时，就会进入全球。下一阶段是中级许可证。这样你就可以使用50瓦的射频功率和更多的频率。有了中级许可证，你也可以建造自己的设备。最高一级是完整的许可证，你可以用400瓦的功率传输，建造你自己的设备，使用所有的业余频率。
克里斯-你能和空间站通话吗?因为我敢肯定，我之前和一些人说过他们已经预定了一个时间，他们正在与国际空间站的人聊天。
彼得:是的，确实是这样。有些宇航员有无线电执照，在两米波段，你可以预定一个时段，在他们过来的时候和他们交谈，这在学校里很受欢迎。我个人没有做过，但我知道有人做过。
Chris:你提到了传播，你说当传播良好时，你是什么意思?
彼得:这与太阳黑子周期有关，太阳黑子周期是太阳活动的11年周期，我们刚刚进入第26个周期。我想是的。随着太阳耀斑数量的增加，来自太阳的紫外线数量的增加，电离层，用来折射地球曲率周围无线电信号的电离层变得更加活跃，折射性更强，你可以用非常少的能量获得惊人的距离。
克里斯:所以你基本上是从地球表面的天线反射你的信号，到太空中带电粒子的概念层，然后它反射它，更准确地折射它，到地球表面的另一个空间。
彼得:完全正确。所以它从电离层折射出来，然后70%的地球表面被水覆盖，水是一个很好的反射器，从海洋反射回电离层，经过三四次跳跃，你就能到达澳大利亚。
克里斯-天哪。现在让我们咬紧牙关，因为你必须回答这个关键的问题，因为到目前为止我们已经学会了制造无线电波。我们知道他们在早期是怎么做的，用这些演示让人们惊讶不已，我想，对那些演讲厅的观众来说，这几乎就像魔术一样，当洛奇和他的同事们在做这件事的时候，但当我们想把声音应用到广播中，就像我们现在谈论的那样，那是怎么做的?因为你如何获取一个信号，一个电子信号，并使它能被应用到可以被接收的信息中。
彼得-我想最简单的方法是通过CW或载波，你打开和关闭发射机来产生CW字符，就像用灯发送莫尔斯信号一样，就是这样。第二种方法是通过调幅，你把你的声音混合在一起，或者把你的声音模式加到无线电频率载波上。它会根据你的声音改变波的高度或振幅。所以包络线，它给你一个模拟。变化的包络线为您提供音频信号的模拟，第三种方法是通过频率调制。在这里你保持振幅不变，但是你改变频率作为模拟你的声音信号。有点像手风琴上的风箱。手风琴演奏时，它们伸展和收缩。所以频率随着你的声音而增加或减少。所以你摇动频率然后你可以在接收器的远端解调它。
电波里有外星人
Michael Garrett, Jodrell Bank天体物理中心
我们想要交流的不仅仅是其他人。无线电提供了一些可能与外星生命聊天的最有趣的方式。但我们该如何向外星人广播呢?又怎么知道他是否决定给家里打电话。乔德雷尔班克天体物理中心主任迈克尔·加勒特向克里斯·史密斯讲述了无线电波如此有用的原因。
迈克尔:嗯，无线电的好处是，事实上，你的一位发言人刚刚提到了它，你只需要产生非常低功率的电波就可以在全球范围内进行通信。所以如果你准备给你的发射机增加一点能量，把它连接到一个大天线上，比如Jodrell Bank望远镜，然后你就可以开始发送这些信号了，不仅仅是在世界各地，你还可以在太空中发送它们。事实上，在银河系的很大一部分。它不花很多钱，作为一个苏格兰人，这总是一件好事!
克里斯-我不敢这么说，迈克尔!但是一旦你发出了信号，如果它已经在太空中了，这是否意味着它会无限期地传播?因为没有任何东西-除非有恒星或其他实体它会一直持续下去，直到我们把它捡起来。
迈克尔:没错。是的。电台在这方面做得很好。当你达到更高的频率时，即使是近红外和光学波段，甚至是x射线波段，你都会被尘埃吸收。所以任何在电磁信号路径上的东西都会被吸收。但是无线电可以穿透一切。这就是我们在这里大量使用无线电波的原因之一，比如wifi，或者手机，无线电波可以穿过窗户。它们可以绕过角落，甚至穿过墙壁等。
克里斯-那你就是在听这个吗?你在寻找来自外星球的无线电波，它们背后可能有一些智慧生物?
迈克尔-是的。我的意思是，这是我们感兴趣的事情之一。技术产生的信号的好处是——比如无线电信号——很容易看出这种信号和自然信号之间的区别，自然信号可能是由恒星、行星或星系产生的。这项技术通常会产生非常窄的频带信号，你可以在它们的幅度或频率上移动它们，或者对它们进行调制，或者以某种方式对它们进行脉冲。所以很容易从你看到的自然辐射中分辨出来。这就是我们要找的。当我们观察来自太空的无线电波时，我们正在寻找这些技术的特征。
Chris -这不是一个固有的问题吗，我们正在谈论的规模，当一个人考虑到宇宙有多大，我们自己的宇宙树林有多大。你知道，我们自己的星系有10万光年宽，不是吗?所以，如果有外星人存在，那么光速传播的信号必须在很长一段时间内一直传播到我们这里，我们才能探测到它们。那么，他们是否必须非常非常先进，比我们先进得多，才能发出这些信号，给他们时间到达我们这里?
他们几乎肯定比我们更先进。我们只是在过去的一百年里才成为一种技术文明，如果你把它定义为我们在马可尼时代开始使用无线电波的话。所以我们只做了大约120年，是的，规模是个问题。银河系真的非常非常大。实际上，相比之下，光的速度实际上非常非常慢。另一个问题是，你可能有很多很多技术文明，但如果它们只存在了几百年。或者他们只使用了几百年的无线电。即使它们存在了一万年，同样，它的规模也会让你困惑，因为一万年的时间与银河系的年龄相比只是很小的一段时间。所以你可以有文明，他们中的许多人只是来来去去，但他们从来没有在时间或空间上重叠。
克里斯:的确，你有点像在“外面有生命吗”这个问题上戳了个钉子，不是吗?但就像NASA的Jill Tarter曾经对我说的那样，不去做这种项目，不去寻找，太便宜了，不是吗?但我们真的发现过可能是外星人的东西吗?
迈克尔-我不这么认为。12月份有一些有趣的信号。这里有一个非常有趣的信号。但现在看来，这似乎是一种本地无线电频率干扰，因为数据已经得到了适当的分析。所以我不认为我们有一个很好的信号例子。但就像你说的，我们可以做各种各样的普通天文学。与天文学平行的是，我们可以提取信号，我们也可以寻找技术特征，我们认为我们可以找到由技术产生的无线电波。所以我们可以做我们的标准天文学，但同时，我们可以吸取数据，思考这个问题。因为对我来说，我认为没有什么问题比“我们是孤独的吗?”宇宙中还有其他和我们一样的智慧文明吗? So I think it's really a cheap way of answering a really important question.
克里斯:对你来说，是什么构成了智慧生命或智慧生命的证据?我们是不是在寻找外星版的“裸体科学家”广播节目?金宝搏app最新下载这就是你想要的吗?
迈克尔-嗯，可能是那样，但也可能是各种各样的事情。例如，它可能是雷达系统，也许其他文明正在使用它们的飞机或跟踪导弹。所以它本身并不一定是某种广播节目。我们用无线电做各种各样的事情。我们在移动系统中使用它们。我们在wifi上使用它们。你知道，我们这里完全被无线电波包围，而这些无线电波实际上正在远离地球。我们有星链系统，它将从轨道上提供无线网络。我们有宇宙飞船进入太阳系和太阳系之外。所以那种无线电光晕和所有的无线电活动，我们可能会在另一个技术文明中发现它。 We certainly want to look for that.
克里斯:如果你被要求回答下一个问题，你认为在未来的50年里，我们有多大可能找到外星人通信的证据?
迈克尔-是的，我认为我们从来没有处于一个更好的位置去做这件事。我们正在用最好的设备进行系统的调查。这是由尤里·米尔纳和朱莉娅·米尔纳资助的突破性聆听项目资助的。所以我们现在确实在做适当的调查。我不知道50年后会发生什么，但如果未来10年出现什么，我不会感到惊讶，我认为这绝对值几英镑。
为什么电子从不在轨道之间?
Phil Sansom从Ankita Anirban那里得到了答案…
Mejnun -我在学校学过，当一个电子被激发时，它会跳到原子核周围的另一个轨道。
菲尔:记住，电子是微小的粒子，它们以“轨道”的方式运动。
Mejnun -如果一个电子跃迁到一个轨道上，你会期望在那一刻，它能在两个轨道之间被找到。我的老师告诉我，情况并非如此。我不明白这是怎么回事。粒子会在一个轨道上消失，在另一个轨道上出现吗?这个瞬间，另一个轨道上的粒子是一样的吗?你能帮我理解一下吗?
菲尔-梅妮，别担心，你来对地方了。这是物理学家Ankita Anirban…
Ankita -嗨，Mejnun!
菲尔-她是来回答电子跳到新轨道时会发生什么。
安基塔-从你所说的，在我看来，你把轨道想象成围绕原子核的同心圆。这是一个有用的模型，但所有的模型都只是近似值。你找到了这个模型的致命缺陷!一旦你问，电子是否有时在轨道之间，没有好的答案。更准确地理解电子的方法是通过量子力学。
量子力学是一种解释像电子这样的粒子如何工作的理论，它都是关于概率的——所以当我们说一个电子在某个轨道上时，它只是意味着它很可能在那个区域。如果我们激发了电子，这就意味着在外轨道找到它的可能性增加了。所以，与其考虑电子在轨道间的物理跳跃，你可以想象在一个给定的轨道上，发现一个电子发生变化的可能性。
这可能看起来很抽象，但根据量子力学，电子实际上并不是一个在轨道之间跳跃的小台球。一种更好的思考方式是，它更像是一团质量和能量的模糊，很难确定。但是，这仍然只是一个有局限性的模型。
这是另一个比较，来自我们的论坛:chiralSPO说把电子想象成一只黄蜂。它可以是平静的，也可以是愤怒的。中间没有任何东西，它可以立即从一个到另一个或返回。再说一次，这只是对一些极其复杂的事情的一个比喻!
Ankita -尽管我是一个每天都与电子打交道的物理学家，但试图想象电子让我掉进了哲学的兔子洞!
菲尔-谢谢安基塔为我们挺身而出。与此同时，下一个问题来自听众Ellie，她一直在指指点点，然后想知道……
艾莉- ZIP文件如何在我的电脑上工作?
- 以前的扑热息痛过量的新治疗方法
- 下一个血小板少，但有血栓。为什么?
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