【必读！#国家文化大数据# 体系建设研究】
一、引言
数据是数字经济时代的核心生产要素，与社会生产和消费息息相关。通过大数据系统，海量的用户需求和场景可以被精准挖掘与分析。建设文化大数据体系，是数字经济时代的新基建，可打造全新的文化生产与消费体系，构建全新的文化生产力。
国家文化大数据体系的建设应充分利用5G、区块链、大数据、云计算、物联网等新技术，以统一的技术标准，按统一要求认证，符合要求的生产机构按照严格的规范，实施中国文化遗产标本、中华民族文化基因、中华文化素材的采集、清洗、标注、关联和解构工作；在统一的内容安全监管要求下，进行国家文化大数据的重构；在严格网络安全运行条件下，通过大数据可视化呈现、互动化传播、沉浸化体验技术满足群众的文化生活需求，服务中华文化元素、符号和标识融入内容创作生产、创意设计以及城乡规划建设、生态文明建设、制造强国、网络强国和数字中国建设；助力中国文化自信建设和中华文化输出。
二、规划产业体系，建设文化产业新生态
国家文化大数据体系建设要基于供给端、生产端、云端、需求端、有线电视专网、认证体系、监管体系，做好“四端一网两翼”的主体建设，打造国家文化大数据产业生态闭环。国家文化大数据产业体系示意图具体如图 1 所示。
2.1 供给端国家文化大数据体系的供给端由中国文化遗产标本库、中华民族文化基因库和中华文化素材库构成。
2.2 生产端通过采集、清洗、标注、关联、解构和重构等方式，进行文化资源的数据加工，形成文化数字内容产品。
2.3 云端云端是文化资源数据和文化数字内容的运营平台体系，同时承担文化数据资产的交易、支付、结算、清算和监管等工作。
2.4 需求端需求端是文化数据资源的消费环节，从云端交易平台获取文化数据资产的使用权，向文化消费用户提供文化体验服务和文创素材服务。
2.5 专网国家文化大数据体系专网的建设，主要依托全国有线电视网络设施，打造由国家文化大数据全国中心、区域中心和省域中心三级中心组成的国家文化专网。
2.6 认证翼以数据为主线，建设国家文化大数据认证体系，对文化资产、文化数据生产的机构和文化内容进行认证，是确保文化大数据体系科学建设、健康发展、高效运行的基础。对数字化文化资产进行资格认证；对参与国家文化大数据生产（采集、清洗、标注、关联、解构、重构）的机构，需要对其进行生产管理能力认证；对生产完成进入国家文化大数据体系的文化数据需要进行质量认证。
2.7 监管翼国家文化大数据体系监管功能的实现，以数据应用为主线，建设国家文化大数据监管体系，对经质量认证后进入国家文化大数据体系的应用数据，进行全流程监管，防篡改，确保其应用的安全可信。
三、建设认证体系， 确保数据生产高质量
文化大数据体系是国家文化大数据产业的基础，是“新基建”的新战略、新方向、新路径，需要政府主导建设国家文化大数据认证体系，以需求为主导，科学建设市场准入机制，确保数据生产实现高质量发展，夯实国家文化大数据产业的基础。国家文化大数据认证体系包括文化资产认证、生产能力认证和数据质量认证三个重要维度，如图 2 所示。
3.1 文化资产认证海量的文博资产要转化成宝贵的、高品质的文化数据资产，首先需要对国有文博资产和民营文博资产进行文化资产认证，将符合要求的资产进行数据化生产，纳入国家文化大数据体系。
文化资产认证包括对文化资产的实用性认证、所有权认证、收益权认证，为文化数据进入交易、结算体系做好标签。
3.2 生产能力认证对拟参与文化大数据生产的机构，根据设定的要求进行能力认证，根据认证结果，参与不同等级文化资产的数据化生产。能力认证可根据文化资产的保护等级要求，对生产机构提出对应等级的能力要求，可分为一级、二级、三级共三个等级的能力。
生产能力认证包含三个生产阶段的能力认证：采集能力；清洗、标注、关联能力；解构、重构能力。同时，还要对文博资产的保管、保护能力，以及机构和从业人员的政治立场提出要求。
3.3 数据质量认证基于中宣部文改办“以守正创新为准则，数据要保真、创作要严谨”的要求，遵循守正、创新、保真、严谨的原则，对采集数据，清洗、标注、关联数据，解构、重构数据，分三个阶段进行质量认证，将符合质量要求的数据纳入国家文化大数据平台，进入到确权、交易体系。
四、建设监管体系，确保数据应用真安全
国家文化大数据体系建设是新时代宣传工作的需要，是以改革的精神来推动宣传思想工作的重要成果，是不断解放和发展文化生产力、增强文化发展活力、推动文化创新的重要方式，是努力满足人民群众精神文化需求，实现好、维护好、发展好最广大人民根本利益的重要渠道。
数据安全和内容安全，是国家文化大数据体系健康发展的基础，是为党、政府和人民服务的根本。
根据中宣部文改办对国家文化大数据体系建设的规划，供给端、生产端、云端与需求端，通过国家文化大数据专网进行链接，形成专网数据传输通路。供给端中中国文化遗产标本库、中华文化基因库经生产端的数据生产，形成中华文化元素库，必须与公网链接，为文创企业提供基本数据，再以数据和文创产品，通过交易系统对接需求端，形成综合（专网+公网）数据传输通路。专网数据通路需要做好内容安全监管，综合（专网+公网）数据通路需要做好数据安全监管。国家文化大数据监管体系示意图如图 3 所示。
4.1 数据安全监管国家文化大数据（省级）中心对入库数据基于DCI标准规范定义标识信息和元数据信息，打造“活化”数据库，为数据搜索和数据监管奠定基础。DCI数据信息与确权、确价和交易、结算体系共享，确保数据库的多源数据同步搜索和产权（版权）保护得到技术性实现。
国家文化大数据基于文化专网连接三级中心，建设国家文化大数据管理体系。国家文化大数据三级中心可对文创企业和网民开放，通过“国家文化大数据中华文化元素库授权管理体系”建设便捷、高效的文创授权渠道，服务于文创产业的发展。
数据安全监管体系以区块链技术为基础，基于DCI技术体系、音视频数字版权保护技术、音视频水印技术等，建设并运行数据安全监管体系，为国家文化大数据产业和文创产业的合法、合规发展保驾护航。
4.2 内容安全监管参照国家广播电视监管体系，对应国家文化大数据三级中心，建设国家文化大数据三级内容安全监管体系。内容安全监管以合法性审查为前提，确保传输和应用环节无篡改。合法性审查参照广播电视节目、网络视听新媒体内容、网络内容监管政策、法规、标准、规范实施。
对国家文化大数据内容传输关键节点，基于信源比对技术，于关键节点，对输入和输出信源进行一致性比对，确保内容安全。
五、 建设交易平台，促进产业市场化发展
文化数据资产是具有资产权属、经济价值和文化属性的可计量文化数据，包括文化创作、生产、传播和消费过程中直接形成的以二进制形式存在的数据资产，其数据化的过程和模式使之具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力。文化数据资产不是文化资产的附属，是商业体系中独立的资产，具有独立性、价值性、可交易性和可再生性等特征。
建设国家文化大数据交易平台，引导社会资金参与文化资产的数字化生产，为文化数据及其衍生文创产品的市场化交易提供平台。建设线上和线下的交易通路，以数据资产确权为前提，构造数据资产交易、结算、支付、清算为核心的服务体系，夯实文化大数据的交易闭环，促进文化产业的市场化发展。
5.1 交易产品分类国家文化大数据交易平台可交 产品包括文化数据资产和文创产品两类，如图 4 所示。
基于文化资产的不同属性，文化数据资产包括全额性文化数据和经营性文化数据。经营性文化数据包括差额性文化数据、自收自支性文化数据、民营文化数据三类。
文创产品是指文创企业结合经文化产权交易所确权和定价后的文化数据资产所生产的产品。
5.2 交易平台体系文化数据产权复杂、版权保护要求高，文化数据交易层次丰富，交易参与者数量庞大，交易方式及结算对象繁琐，应结合文化产权交易所确权、定价优势，建设包括国家和省两级交易平台的体系，如图 5 所示。省级交易平台具备交易、支付功能，国家级交易平台承担结算、清算职责，执行文化数据授权组织和管理职能。国家级交易平台同时应建设并运行交易监管系统，对文化数据产品及交易全流程进行合法性监管。
六、应用区块链技术，打造安全可信服务
区块链技术是一种利用分布式数据存储、点对点网络、密码学技术、共识机制、智能合约等多种成熟的IT技术手段，实现了在不需要中心化信任环境就可以完成节点间信任的建立和价值传递的机制。
通过结构化业务数据上链，可将文化大数据生态中参与的各个机构认证信息、文化资产文件数据、文化资产版权认证数据、版权备案数据、交易结算合同备案数据、需求终端内容使用情况数据、内容审核结果数据等全环节重要内容行为数据全部上链共识后共同存储，数据信息通过哈希算法提取其数字指纹，在区块链存证平台存证，记录在区块中，通过联盟链的共识机制保证数据的可信。
在文化大数据联盟链这个去中心化的技术体系中，能够保证区块链不是由某单一机构控制，保证体系运转中的数据在各个机构平台系统、法院、司法鉴定、公证处等共识节点间同步存储，多方为存证数据进行认证，防止存证数据被攻击篡改。区块链在数据写入和变更时，都会记录操作的时间戳，使得各种操作都有具体时间可查。
对于体系中交易的产品，可采用生态体系联盟商定的智能版权交易合约机制，使系统中所有节点能够在无需信任的环境下自动安全地交换数据并自动执行预定义的业务逻辑，实现交易实时自动分账。
在区块链中，有对称及非对称加密、零知识证明等多种隐私保护技术，可以根据数据隐私分级，进行针对性加密。涉及个人及机构敏感数据的场景，可利用对称加密技术将敏感数据加密后上链，非敏感数据直接上链，非对称加密用来对加密秘钥进行加密保护，实现分布式存储数据交易的安全性和定向共享性。
七、推动文创升级，夯实产业发展大闭环
大数据时代，文化大数据构成了文化和相关产业的核心生产要素。国家文化大数据体系的建设，开创了国家文化产业的“新基建”，将文化和相关产业带上大数据的新赛道，可以大力拉动国家文化生产与消费，促进文创产业的健康发展。
国家文化大数据体系的建设，不仅有利于中国文化资源的数据化进程，进而实现中华民族优秀文化的保育、传承和发扬，而且有利于形成新的产业生态，打造出新的文化产业商业模式，激活文化资产，创造文化价值。
以文创企业为例，其将大大受益于国家文化大数据体系。文创企业不仅可以在供给端的中国文化元素库进行数据确权和入库，而且可以通过国家文化大数据交易平台获得文化数据，也可以将需求端的所有体验园（厅、馆）作为文化产品的销售端，利用人工或自动售卖系统，接入统一结算平台，获得文化产品的变现、收益和分成。文化体验园（馆、厅）利用可视化呈现、互动化传播、沉浸化技术，不仅提升了文化体验，提升了文化自信，促进了中华文化的传承、输出与弘扬，而且对于提高文创企业产品研发能力和营销能力具有重要的产业价值。
因此，国家文化大数据体系营造出一套基于文化大数据的全新生态系统，接入这个生态系统后，文创企业能够获得优质的生产资料，发掘用户的需求场景，掌握产业的大数据信息，重构贴合文化市场的生产逻辑，优化文化产品的生产流程，融入文化消费的渠道，扩大文化交易的空间，真正达到文创企业深度借力大数据、激活文化数据资产、打造生态闭环，最终实现文创产业的升级与再造。在国家文化大数据体系营造出的全新生态系统中，将会孵化、激活和生长出许多全新的生产模式与商业模式，把文创产业的生产、消费、交易、展示、搜索、储存、创意、咨询等流程进行优化，实现用户、资本、内容、平台等生产要素在文化大数据框架中的再造。
本文作者：
中广电广播电影电视设计研究院 黎建 骆冉
广州大学新闻与传播学院 刘涛
广东省广播电视网络股份有限公司 沈博
一、引言
数据是数字经济时代的核心生产要素，与社会生产和消费息息相关。通过大数据系统，海量的用户需求和场景可以被精准挖掘与分析。建设文化大数据体系，是数字经济时代的新基建，可打造全新的文化生产与消费体系，构建全新的文化生产力。
国家文化大数据体系的建设应充分利用5G、区块链、大数据、云计算、物联网等新技术，以统一的技术标准，按统一要求认证，符合要求的生产机构按照严格的规范，实施中国文化遗产标本、中华民族文化基因、中华文化素材的采集、清洗、标注、关联和解构工作；在统一的内容安全监管要求下，进行国家文化大数据的重构；在严格网络安全运行条件下，通过大数据可视化呈现、互动化传播、沉浸化体验技术满足群众的文化生活需求，服务中华文化元素、符号和标识融入内容创作生产、创意设计以及城乡规划建设、生态文明建设、制造强国、网络强国和数字中国建设；助力中国文化自信建设和中华文化输出。
二、规划产业体系，建设文化产业新生态
国家文化大数据体系建设要基于供给端、生产端、云端、需求端、有线电视专网、认证体系、监管体系，做好“四端一网两翼”的主体建设，打造国家文化大数据产业生态闭环。国家文化大数据产业体系示意图具体如图 1 所示。
2.1 供给端国家文化大数据体系的供给端由中国文化遗产标本库、中华民族文化基因库和中华文化素材库构成。
2.2 生产端通过采集、清洗、标注、关联、解构和重构等方式，进行文化资源的数据加工，形成文化数字内容产品。
2.3 云端云端是文化资源数据和文化数字内容的运营平台体系，同时承担文化数据资产的交易、支付、结算、清算和监管等工作。
2.4 需求端需求端是文化数据资源的消费环节，从云端交易平台获取文化数据资产的使用权，向文化消费用户提供文化体验服务和文创素材服务。
2.5 专网国家文化大数据体系专网的建设，主要依托全国有线电视网络设施，打造由国家文化大数据全国中心、区域中心和省域中心三级中心组成的国家文化专网。
2.6 认证翼以数据为主线，建设国家文化大数据认证体系，对文化资产、文化数据生产的机构和文化内容进行认证，是确保文化大数据体系科学建设、健康发展、高效运行的基础。对数字化文化资产进行资格认证；对参与国家文化大数据生产（采集、清洗、标注、关联、解构、重构）的机构，需要对其进行生产管理能力认证；对生产完成进入国家文化大数据体系的文化数据需要进行质量认证。
2.7 监管翼国家文化大数据体系监管功能的实现，以数据应用为主线，建设国家文化大数据监管体系，对经质量认证后进入国家文化大数据体系的应用数据，进行全流程监管，防篡改，确保其应用的安全可信。
三、建设认证体系， 确保数据生产高质量
文化大数据体系是国家文化大数据产业的基础，是“新基建”的新战略、新方向、新路径，需要政府主导建设国家文化大数据认证体系，以需求为主导，科学建设市场准入机制，确保数据生产实现高质量发展，夯实国家文化大数据产业的基础。国家文化大数据认证体系包括文化资产认证、生产能力认证和数据质量认证三个重要维度，如图 2 所示。
3.1 文化资产认证海量的文博资产要转化成宝贵的、高品质的文化数据资产，首先需要对国有文博资产和民营文博资产进行文化资产认证，将符合要求的资产进行数据化生产，纳入国家文化大数据体系。
文化资产认证包括对文化资产的实用性认证、所有权认证、收益权认证，为文化数据进入交易、结算体系做好标签。
3.2 生产能力认证对拟参与文化大数据生产的机构，根据设定的要求进行能力认证，根据认证结果，参与不同等级文化资产的数据化生产。能力认证可根据文化资产的保护等级要求，对生产机构提出对应等级的能力要求，可分为一级、二级、三级共三个等级的能力。
生产能力认证包含三个生产阶段的能力认证：采集能力；清洗、标注、关联能力；解构、重构能力。同时，还要对文博资产的保管、保护能力，以及机构和从业人员的政治立场提出要求。
3.3 数据质量认证基于中宣部文改办“以守正创新为准则，数据要保真、创作要严谨”的要求，遵循守正、创新、保真、严谨的原则，对采集数据，清洗、标注、关联数据，解构、重构数据，分三个阶段进行质量认证，将符合质量要求的数据纳入国家文化大数据平台，进入到确权、交易体系。
四、建设监管体系，确保数据应用真安全
国家文化大数据体系建设是新时代宣传工作的需要，是以改革的精神来推动宣传思想工作的重要成果，是不断解放和发展文化生产力、增强文化发展活力、推动文化创新的重要方式，是努力满足人民群众精神文化需求，实现好、维护好、发展好最广大人民根本利益的重要渠道。
数据安全和内容安全，是国家文化大数据体系健康发展的基础，是为党、政府和人民服务的根本。
根据中宣部文改办对国家文化大数据体系建设的规划，供给端、生产端、云端与需求端，通过国家文化大数据专网进行链接，形成专网数据传输通路。供给端中中国文化遗产标本库、中华文化基因库经生产端的数据生产，形成中华文化元素库，必须与公网链接，为文创企业提供基本数据，再以数据和文创产品，通过交易系统对接需求端，形成综合（专网+公网）数据传输通路。专网数据通路需要做好内容安全监管，综合（专网+公网）数据通路需要做好数据安全监管。国家文化大数据监管体系示意图如图 3 所示。
4.1 数据安全监管国家文化大数据（省级）中心对入库数据基于DCI标准规范定义标识信息和元数据信息，打造“活化”数据库，为数据搜索和数据监管奠定基础。DCI数据信息与确权、确价和交易、结算体系共享，确保数据库的多源数据同步搜索和产权（版权）保护得到技术性实现。
国家文化大数据基于文化专网连接三级中心，建设国家文化大数据管理体系。国家文化大数据三级中心可对文创企业和网民开放，通过“国家文化大数据中华文化元素库授权管理体系”建设便捷、高效的文创授权渠道，服务于文创产业的发展。
数据安全监管体系以区块链技术为基础，基于DCI技术体系、音视频数字版权保护技术、音视频水印技术等，建设并运行数据安全监管体系，为国家文化大数据产业和文创产业的合法、合规发展保驾护航。
4.2 内容安全监管参照国家广播电视监管体系，对应国家文化大数据三级中心，建设国家文化大数据三级内容安全监管体系。内容安全监管以合法性审查为前提，确保传输和应用环节无篡改。合法性审查参照广播电视节目、网络视听新媒体内容、网络内容监管政策、法规、标准、规范实施。
对国家文化大数据内容传输关键节点，基于信源比对技术，于关键节点，对输入和输出信源进行一致性比对，确保内容安全。
五、 建设交易平台，促进产业市场化发展
文化数据资产是具有资产权属、经济价值和文化属性的可计量文化数据，包括文化创作、生产、传播和消费过程中直接形成的以二进制形式存在的数据资产，其数据化的过程和模式使之具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力。文化数据资产不是文化资产的附属，是商业体系中独立的资产，具有独立性、价值性、可交易性和可再生性等特征。
建设国家文化大数据交易平台，引导社会资金参与文化资产的数字化生产，为文化数据及其衍生文创产品的市场化交易提供平台。建设线上和线下的交易通路，以数据资产确权为前提，构造数据资产交易、结算、支付、清算为核心的服务体系，夯实文化大数据的交易闭环，促进文化产业的市场化发展。
5.1 交易产品分类国家文化大数据交易平台可交 产品包括文化数据资产和文创产品两类，如图 4 所示。
基于文化资产的不同属性，文化数据资产包括全额性文化数据和经营性文化数据。经营性文化数据包括差额性文化数据、自收自支性文化数据、民营文化数据三类。
文创产品是指文创企业结合经文化产权交易所确权和定价后的文化数据资产所生产的产品。
5.2 交易平台体系文化数据产权复杂、版权保护要求高，文化数据交易层次丰富，交易参与者数量庞大，交易方式及结算对象繁琐，应结合文化产权交易所确权、定价优势，建设包括国家和省两级交易平台的体系，如图 5 所示。省级交易平台具备交易、支付功能，国家级交易平台承担结算、清算职责，执行文化数据授权组织和管理职能。国家级交易平台同时应建设并运行交易监管系统，对文化数据产品及交易全流程进行合法性监管。
六、应用区块链技术，打造安全可信服务
区块链技术是一种利用分布式数据存储、点对点网络、密码学技术、共识机制、智能合约等多种成熟的IT技术手段，实现了在不需要中心化信任环境就可以完成节点间信任的建立和价值传递的机制。
通过结构化业务数据上链，可将文化大数据生态中参与的各个机构认证信息、文化资产文件数据、文化资产版权认证数据、版权备案数据、交易结算合同备案数据、需求终端内容使用情况数据、内容审核结果数据等全环节重要内容行为数据全部上链共识后共同存储，数据信息通过哈希算法提取其数字指纹，在区块链存证平台存证，记录在区块中，通过联盟链的共识机制保证数据的可信。
在文化大数据联盟链这个去中心化的技术体系中，能够保证区块链不是由某单一机构控制，保证体系运转中的数据在各个机构平台系统、法院、司法鉴定、公证处等共识节点间同步存储，多方为存证数据进行认证，防止存证数据被攻击篡改。区块链在数据写入和变更时，都会记录操作的时间戳，使得各种操作都有具体时间可查。
对于体系中交易的产品，可采用生态体系联盟商定的智能版权交易合约机制，使系统中所有节点能够在无需信任的环境下自动安全地交换数据并自动执行预定义的业务逻辑，实现交易实时自动分账。
在区块链中，有对称及非对称加密、零知识证明等多种隐私保护技术，可以根据数据隐私分级，进行针对性加密。涉及个人及机构敏感数据的场景，可利用对称加密技术将敏感数据加密后上链，非敏感数据直接上链，非对称加密用来对加密秘钥进行加密保护，实现分布式存储数据交易的安全性和定向共享性。
七、推动文创升级，夯实产业发展大闭环
大数据时代，文化大数据构成了文化和相关产业的核心生产要素。国家文化大数据体系的建设，开创了国家文化产业的“新基建”，将文化和相关产业带上大数据的新赛道，可以大力拉动国家文化生产与消费，促进文创产业的健康发展。
国家文化大数据体系的建设，不仅有利于中国文化资源的数据化进程，进而实现中华民族优秀文化的保育、传承和发扬，而且有利于形成新的产业生态，打造出新的文化产业商业模式，激活文化资产，创造文化价值。
以文创企业为例，其将大大受益于国家文化大数据体系。文创企业不仅可以在供给端的中国文化元素库进行数据确权和入库，而且可以通过国家文化大数据交易平台获得文化数据，也可以将需求端的所有体验园（厅、馆）作为文化产品的销售端，利用人工或自动售卖系统，接入统一结算平台，获得文化产品的变现、收益和分成。文化体验园（馆、厅）利用可视化呈现、互动化传播、沉浸化技术，不仅提升了文化体验，提升了文化自信，促进了中华文化的传承、输出与弘扬，而且对于提高文创企业产品研发能力和营销能力具有重要的产业价值。
因此，国家文化大数据体系营造出一套基于文化大数据的全新生态系统，接入这个生态系统后，文创企业能够获得优质的生产资料，发掘用户的需求场景，掌握产业的大数据信息，重构贴合文化市场的生产逻辑，优化文化产品的生产流程，融入文化消费的渠道，扩大文化交易的空间，真正达到文创企业深度借力大数据、激活文化数据资产、打造生态闭环，最终实现文创产业的升级与再造。在国家文化大数据体系营造出的全新生态系统中，将会孵化、激活和生长出许多全新的生产模式与商业模式，把文创产业的生产、消费、交易、展示、搜索、储存、创意、咨询等流程进行优化，实现用户、资本、内容、平台等生产要素在文化大数据框架中的再造。
本文作者：
中广电广播电影电视设计研究院 黎建 骆冉
广州大学新闻与传播学院 刘涛
广东省广播电视网络股份有限公司 沈博
唯一 一种可以超越光速的方法
科技领航人
发布时间: 05-12
19:55
优质科学领域创作者
在我们的宇宙中，有一些规则是所有人都必须遵守的。任何两个量子相互作用时，能量、动量和角动量总是守恒的。任何粒子在时间上向前运动的系统的物理性质都与镜像中的同一系统的物理性质相同，粒子转变成反粒子，时间的方向相反。还有一个终极的宇宙速度极限，适用于每一个物体：没有任何东西能超过光速，任何有质量的东西都不能达到这种速度。
多年来，人们已经制定了非常聪明的计划，试图绕过这最后的限制。理论上，他们把超光速粒子当作可能超过光速的假想粒子，但超光速粒子必须有假想的质量，而且在物理上并不存在。在广义相对论中，充分扭曲的空间可以在光必须穿过的地方创造出替代的、缩短的路径，但我们的物理宇宙没有已知的虫洞。虽然量子纠缠可以在远处产生“幽灵”行为，但没有任何信息的传输速度比光快。
但是有一种方法可以打败光速：进入除完美真空以外的任何介质。下面是它的工作原理。
上图：光不过是一种电磁波，具有垂直于光传播方向的同相振荡电场和磁场。波长越短，光子的能量就越大，但它越容易受到光速变化的影响。
你必须记住，光是一种电磁波。当然，它也表现为一个粒子，但当我们谈论它的传播速度时，更有用的是，它不仅是一个波，而且是一个振荡的、同相电场和磁场的波。当它在真空中传播时，没有任何东西可以限制这些场以它们自然选择的振幅传播，这些振幅由波的能量、频率和波长决定。
但是，当光通过一种介质时，也就是说，存在电荷（可能还有电流）的任何区域，这些电场和磁场的自由传播都会遇到一定程度的阻力。在所有可以自由改变或保持不变的事物中，光的性质保持不变的是它从真空移动到介质、从一种介质移动到真空或从一种介质移动到另一种介质时的频率。
但是，如果频率保持不变，那就意味着波长必须改变，因为频率乘以波长等于速度，这就意味着光速必须随着传播介质的改变而改变。
其中一个壮观的例子是光线通过棱镜时的折射。白光和阳光一样，是由连续的、多种波长的光组成的。长波，如红光，具有较小的频率，而短波，如蓝光，具有较大的频率。在真空中，所有波长以相同的速度传播：频率乘以波长等于光速。蓝色波长的光有更多的能量，因此它们的电场和磁场比红色波长的光强。
当你把这些光通过像棱镜这样的色散介质时，所有不同波长的光的反应都略有不同。你的电场和磁场中的能量越多，它们通过介质时所受的影响就越大。所有光的频率保持不变，但高能量光的波长比低能量光缩短了更多。
因此，尽管所有的光在介质中的传播速度都比真空慢，但红光的传播速度却比蓝光慢一点，这导致了许多迷人的光学现象，比如当阳光穿过水滴和水滴时，会出现彩虹。
然而，在太空的真空中，光别无选择——不管它的波长或频率如何——只能以一种速度传播：真空中的光速。这也是任何形式的纯辐射（例如引力辐射）必须行进的速度，也是在相对定律下任何无质量粒子都必须行进的速度。
但宇宙中的大多数粒子都有质量，因此它们必须遵循稍有不同的规则。如果你有质量，真空中的光速仍然是你的极限速度，但不是被迫以这个速度旅行，而是你永远无法达到的极限；你只能接近它。
你在大质量粒子中投入的能量越多，它就越接近光速，但它的速度必须越慢。地球上有史以来能量最大的粒子，是大型强子对撞机上的质子，在真空中可以以惊人的接近光速飞行：299792455米每秒，相当于光速的99.999999%。
然而，不管我们向这些粒子注入多少能量，我们只能在小数点右边加上更多的“9”，我们永远达不到光速。
或者，更准确地说，我们永远无法在真空中达到光速。也就是说，对于大质量粒子来说，最终的宇宙速度极限299792458米/秒是不可能达到的，同时也是所有无质量粒子必须达到的速度。
但是，如果我们不是通过真空，而是通过介质旅行，会发生什么呢？事实证明，当光通过介质时，它的电场和磁场会感受到它们所通过的物质的影响。当光进入介质时，它的作用是立即改变光的传播速度。这就是为什么，当你看到光进入或离开一个媒介，或从一个媒介过渡到另一个媒介时，它似乎会弯曲。光虽然可以在真空中自由传播，但它的传播速度和波长在很大程度上取决于它所穿过的介质的性质。
然而，粒子的命运却不同。如果一个原本通过真空的高能粒子突然发现自己通过了一种介质，它的行为将不同于光。
首先，它不会立即经历动量或能量的变化，因为作用在它身上的电力和磁力——随着时间的推移改变了它的动量——与它已经拥有的动量相比是微不足道的。与其像光看起来那样瞬间弯曲，不如说它的轨迹变化只能以渐进的方式进行。当粒子第一次进入介质时，它们会以与进入介质前大致相同的特性（包括相同的速度）继续移动。
第二，能够改变粒子在介质中轨迹的大事件几乎都是直接的相互作用：与其他粒子的碰撞。这些散射事件在粒子物理实验中非常重要，因为这些碰撞的产物使我们能够重建在碰撞点发生的一切。当一个快速移动的粒子与一组静止的粒子碰撞时，我们称之为“固定目标”实验，它们被用于从产生中微子束到产生对探索自然界某些性质至关重要的反物质粒子的各种实验。
但最有趣的事实是：在真空中运动比光慢，但在进入的介质中比光快的粒子，实际上正在打破光速。这是粒子超越光速的唯一真实的物理方式。它们在真空中永远不能超过光速，但在介质中却可以超过光速。当他们这样做的时候，一些有趣的事情发生了：一种特殊类型的辐射——切伦科夫辐射。
它以发现者帕维尔·切伦科夫命名，这是实验中首次发现的物理效应之一，在它被预测之前，切伦科夫正在研究已经准备好的放射性样品，其中一些被储存在水中。放射性制剂似乎发出微弱的蓝色光，即使切伦科夫正在研究发光——伽马射线会激发这些溶液，当它们去激发时，这些溶液就会发出可见光——他很快就能得出结论，这种光有一个首选的方向，这不是荧光现象，而是完全不同的东西。
如今，在核反应堆周围的水箱里也能看到同样的蓝光：切伦科夫辐射。
这些辐射来自哪里？
当一个非常快的粒子穿过一个介质时，这个粒子通常是带电的，而介质本身是由正电荷（原子核）和负电荷（电子）组成的。带电粒子在穿过这种介质时，有可能与其中一个粒子发生碰撞，但由于原子大多是空的，因此在短距离内发生碰撞的几率相对较低。
相反，粒子对它所穿过的介质产生了影响：它使介质中的粒子极化——在这种情况下，相同的电荷相互排斥，相反的电荷相互吸引——以响应正在通过的带电粒子。然而，一旦带电粒子离开轨道，这些电子就会回到基态，这些跃迁会导致光的发射。具体地说，它们会使蓝光发射成锥形，而锥形的几何结构取决于粒子的速度和特定介质中的光速。
上图：该动画演示了相对论的带电粒子在介质中的运动速度快于光的情况。相互作用使粒子发出称为切伦科夫辐射的辐射锥，这取决于入射粒子的速度和能量。在实验粒子物理学中，检测这种辐射的性质是一项非常有用且广泛使用的技术。
这是粒子物理学中一个非常重要的性质，因为正是这个过程让我们能够探测到难以捉摸的中微子。中微子几乎从不与物质相互作用。然而，在极少数情况下，它们只把能量传递给另一个粒子。
因此，我们能做的就是建造一个巨大的纯液体罐：这种液体不会发生放射性衰变或发射其他高能粒子。我们可以很好地保护它不受宇宙射线、天然放射性和其他各种污染源的影响。然后，我们可以用所谓的光电倍增管在这个容器的外面排列：光电倍增管可以探测单个光子，触发一连串的电子反应，让我们知道光子从哪里来，何时来，朝着什么方向来。
有了足够大的探测器，我们就可以确定每个中微子的许多性质，这些中微子与这些容器中的粒子相互作用。只要中微子“踢”出的粒子超过液体中的光速，就会产生切伦科夫辐射，这是测量这些幽灵般宇宙粒子特性的一个非常有用的工具。
对切伦科夫辐射的发现和理解在许多方面都是革命性的，但它也导致了在实验室粒子物理实验早期令人恐惧的应用。高能粒子束在空气中传播时，不会留下任何光学特征，但如果它通过的介质比介质中的光传播得快，就会产生蓝光。物理学家过去常常闭上一只眼睛，把头伸进光束的轨迹中；如果光束是亮着的，他们会看到一道“闪光”，这是由于他们眼睛中产生的切伦科夫辐射，证实光束是亮着的(毋庸讳言，随着辐射安全重新认识，这一过程被中断了。）。
尽管如此，尽管在这中间的几代人中物理学已经取得了所有的进步，我们所知道的击败光速的唯一方法是找到一种你可以减慢光速的介质。我们只能在一个媒介中超过这个速度，如果我们做到了，这个能说明问题的蓝光——它提供了大量关于产生它的交互作用的信息——就是我们丰富数据的回报。在曲速引擎或超光速粒子成为现实之前，切伦科夫辉光是唯一的出路！
科技领航人
发布时间: 05-12
19:55
优质科学领域创作者
在我们的宇宙中，有一些规则是所有人都必须遵守的。任何两个量子相互作用时，能量、动量和角动量总是守恒的。任何粒子在时间上向前运动的系统的物理性质都与镜像中的同一系统的物理性质相同，粒子转变成反粒子，时间的方向相反。还有一个终极的宇宙速度极限，适用于每一个物体：没有任何东西能超过光速，任何有质量的东西都不能达到这种速度。
多年来，人们已经制定了非常聪明的计划，试图绕过这最后的限制。理论上，他们把超光速粒子当作可能超过光速的假想粒子，但超光速粒子必须有假想的质量，而且在物理上并不存在。在广义相对论中，充分扭曲的空间可以在光必须穿过的地方创造出替代的、缩短的路径，但我们的物理宇宙没有已知的虫洞。虽然量子纠缠可以在远处产生“幽灵”行为，但没有任何信息的传输速度比光快。
但是有一种方法可以打败光速：进入除完美真空以外的任何介质。下面是它的工作原理。
上图：光不过是一种电磁波，具有垂直于光传播方向的同相振荡电场和磁场。波长越短，光子的能量就越大，但它越容易受到光速变化的影响。
你必须记住，光是一种电磁波。当然，它也表现为一个粒子，但当我们谈论它的传播速度时，更有用的是，它不仅是一个波，而且是一个振荡的、同相电场和磁场的波。当它在真空中传播时，没有任何东西可以限制这些场以它们自然选择的振幅传播，这些振幅由波的能量、频率和波长决定。
但是，当光通过一种介质时，也就是说，存在电荷（可能还有电流）的任何区域，这些电场和磁场的自由传播都会遇到一定程度的阻力。在所有可以自由改变或保持不变的事物中，光的性质保持不变的是它从真空移动到介质、从一种介质移动到真空或从一种介质移动到另一种介质时的频率。
但是，如果频率保持不变，那就意味着波长必须改变，因为频率乘以波长等于速度，这就意味着光速必须随着传播介质的改变而改变。
其中一个壮观的例子是光线通过棱镜时的折射。白光和阳光一样，是由连续的、多种波长的光组成的。长波，如红光，具有较小的频率，而短波，如蓝光，具有较大的频率。在真空中，所有波长以相同的速度传播：频率乘以波长等于光速。蓝色波长的光有更多的能量，因此它们的电场和磁场比红色波长的光强。
当你把这些光通过像棱镜这样的色散介质时，所有不同波长的光的反应都略有不同。你的电场和磁场中的能量越多，它们通过介质时所受的影响就越大。所有光的频率保持不变，但高能量光的波长比低能量光缩短了更多。
因此，尽管所有的光在介质中的传播速度都比真空慢，但红光的传播速度却比蓝光慢一点，这导致了许多迷人的光学现象，比如当阳光穿过水滴和水滴时，会出现彩虹。
然而，在太空的真空中，光别无选择——不管它的波长或频率如何——只能以一种速度传播：真空中的光速。这也是任何形式的纯辐射（例如引力辐射）必须行进的速度，也是在相对定律下任何无质量粒子都必须行进的速度。
但宇宙中的大多数粒子都有质量，因此它们必须遵循稍有不同的规则。如果你有质量，真空中的光速仍然是你的极限速度，但不是被迫以这个速度旅行，而是你永远无法达到的极限；你只能接近它。
你在大质量粒子中投入的能量越多，它就越接近光速，但它的速度必须越慢。地球上有史以来能量最大的粒子，是大型强子对撞机上的质子，在真空中可以以惊人的接近光速飞行：299792455米每秒，相当于光速的99.999999%。
然而，不管我们向这些粒子注入多少能量，我们只能在小数点右边加上更多的“9”，我们永远达不到光速。
或者，更准确地说，我们永远无法在真空中达到光速。也就是说，对于大质量粒子来说，最终的宇宙速度极限299792458米/秒是不可能达到的，同时也是所有无质量粒子必须达到的速度。
但是，如果我们不是通过真空，而是通过介质旅行，会发生什么呢？事实证明，当光通过介质时，它的电场和磁场会感受到它们所通过的物质的影响。当光进入介质时，它的作用是立即改变光的传播速度。这就是为什么，当你看到光进入或离开一个媒介，或从一个媒介过渡到另一个媒介时，它似乎会弯曲。光虽然可以在真空中自由传播，但它的传播速度和波长在很大程度上取决于它所穿过的介质的性质。
然而，粒子的命运却不同。如果一个原本通过真空的高能粒子突然发现自己通过了一种介质，它的行为将不同于光。
首先，它不会立即经历动量或能量的变化，因为作用在它身上的电力和磁力——随着时间的推移改变了它的动量——与它已经拥有的动量相比是微不足道的。与其像光看起来那样瞬间弯曲，不如说它的轨迹变化只能以渐进的方式进行。当粒子第一次进入介质时，它们会以与进入介质前大致相同的特性（包括相同的速度）继续移动。
第二，能够改变粒子在介质中轨迹的大事件几乎都是直接的相互作用：与其他粒子的碰撞。这些散射事件在粒子物理实验中非常重要，因为这些碰撞的产物使我们能够重建在碰撞点发生的一切。当一个快速移动的粒子与一组静止的粒子碰撞时，我们称之为“固定目标”实验，它们被用于从产生中微子束到产生对探索自然界某些性质至关重要的反物质粒子的各种实验。
但最有趣的事实是：在真空中运动比光慢，但在进入的介质中比光快的粒子，实际上正在打破光速。这是粒子超越光速的唯一真实的物理方式。它们在真空中永远不能超过光速，但在介质中却可以超过光速。当他们这样做的时候，一些有趣的事情发生了：一种特殊类型的辐射——切伦科夫辐射。
它以发现者帕维尔·切伦科夫命名，这是实验中首次发现的物理效应之一，在它被预测之前，切伦科夫正在研究已经准备好的放射性样品，其中一些被储存在水中。放射性制剂似乎发出微弱的蓝色光，即使切伦科夫正在研究发光——伽马射线会激发这些溶液，当它们去激发时，这些溶液就会发出可见光——他很快就能得出结论，这种光有一个首选的方向，这不是荧光现象，而是完全不同的东西。
如今，在核反应堆周围的水箱里也能看到同样的蓝光：切伦科夫辐射。
这些辐射来自哪里？
当一个非常快的粒子穿过一个介质时，这个粒子通常是带电的，而介质本身是由正电荷（原子核）和负电荷（电子）组成的。带电粒子在穿过这种介质时，有可能与其中一个粒子发生碰撞，但由于原子大多是空的，因此在短距离内发生碰撞的几率相对较低。
相反，粒子对它所穿过的介质产生了影响：它使介质中的粒子极化——在这种情况下，相同的电荷相互排斥，相反的电荷相互吸引——以响应正在通过的带电粒子。然而，一旦带电粒子离开轨道，这些电子就会回到基态，这些跃迁会导致光的发射。具体地说，它们会使蓝光发射成锥形，而锥形的几何结构取决于粒子的速度和特定介质中的光速。
上图：该动画演示了相对论的带电粒子在介质中的运动速度快于光的情况。相互作用使粒子发出称为切伦科夫辐射的辐射锥，这取决于入射粒子的速度和能量。在实验粒子物理学中，检测这种辐射的性质是一项非常有用且广泛使用的技术。
这是粒子物理学中一个非常重要的性质，因为正是这个过程让我们能够探测到难以捉摸的中微子。中微子几乎从不与物质相互作用。然而，在极少数情况下，它们只把能量传递给另一个粒子。
因此，我们能做的就是建造一个巨大的纯液体罐：这种液体不会发生放射性衰变或发射其他高能粒子。我们可以很好地保护它不受宇宙射线、天然放射性和其他各种污染源的影响。然后，我们可以用所谓的光电倍增管在这个容器的外面排列：光电倍增管可以探测单个光子，触发一连串的电子反应，让我们知道光子从哪里来，何时来，朝着什么方向来。
有了足够大的探测器，我们就可以确定每个中微子的许多性质，这些中微子与这些容器中的粒子相互作用。只要中微子“踢”出的粒子超过液体中的光速，就会产生切伦科夫辐射，这是测量这些幽灵般宇宙粒子特性的一个非常有用的工具。
对切伦科夫辐射的发现和理解在许多方面都是革命性的，但它也导致了在实验室粒子物理实验早期令人恐惧的应用。高能粒子束在空气中传播时，不会留下任何光学特征，但如果它通过的介质比介质中的光传播得快，就会产生蓝光。物理学家过去常常闭上一只眼睛，把头伸进光束的轨迹中；如果光束是亮着的，他们会看到一道“闪光”，这是由于他们眼睛中产生的切伦科夫辐射，证实光束是亮着的(毋庸讳言，随着辐射安全重新认识，这一过程被中断了。）。
尽管如此，尽管在这中间的几代人中物理学已经取得了所有的进步，我们所知道的击败光速的唯一方法是找到一种你可以减慢光速的介质。我们只能在一个媒介中超过这个速度，如果我们做到了，这个能说明问题的蓝光——它提供了大量关于产生它的交互作用的信息——就是我们丰富数据的回报。在曲速引擎或超光速粒子成为现实之前，切伦科夫辉光是唯一的出路！
平台不是翻车挑事就是引战制造矛盾
又一次被刷新三观
科学虽成就隔空传递信息
但没有筛选好坏的过滤功能
这项功能取决于操控者本身
看过天空之城的人谁还不会那句
“Play with a mask to hide the truth,
People cheat each other right?”
有谁会敢摘下面具
走到太阳底下晒晒
挂大神 保双商
顺便辟下邪
Trouble makers pls fk off
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