ABOUT THE SPEAKER
Brian Cox - Physicist
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester.

Why you should listen

Based at the University of Manchester, Brian Cox works at CERN in Geneva on the ATLAS experiment, studying the forward proton detectors for the Large Hadron Collider there. He's a professor at the University of Manchester, working in the High Energy Physics group, and is a research fellow of the Royal Society.

He's also become a vital voice in the UK media for explaining physics to the public. With his rockstar hair and accessible charm, he's the go-to physicist for explaining heady concepts on British TV and radio. (If you're in the UK, watch him on The Big Bang Machine.) He was the science advisor for the 2007 film Sunshine. He answers science questions every Friday on BBC6 radio's Breakfast Show.

More profile about the speaker
Brian Cox | Speaker | TED.com
TED2008

Brian Cox: CERN's supercollider

Brian Cox谈CERN的超级对撞机

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“摇滚明星物理学家”Brian Cox讲述他在欧洲粒子物理实验室(CERN)关于大型强子对撞机(LHC)的工作。他用富有魅力,简单易懂的方式讨论了科学界最大的命题,并带我们游历了这一巨大的工程现场。
- Physicist
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester. Full bio

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This is the Large Hadron强子 Collider对撞机.
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1000
3000
这就是大型强子对撞机
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It's 27 kilometers公里 in circumference圆周.
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4000
2000
它周长27公里
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It's the biggest最大 scientific科学 experiment实验 ever attempted尝试.
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6000
3000
是有史以来开展过最大的科学实验
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Over 10,000 physicists物理学家 and engineers工程师
3
9000
3000
超过10000名物理学家和工程师
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from 85 countries国家 around the world世界
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2000
来自全球85个国家
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have come together一起 over several一些 decades几十年
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共同在几十年的时间里
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to build建立 this machine.
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2000
建造了这部机器
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What we do is we accelerate加速 protons质子 --
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我们用它将质子——
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so, hydrogen nuclei原子核 --
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20000
2000
也就是氢原子核——
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around 99.999999
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的运动速度加到
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percent百分 the speed速度 of light.
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26000
2000
光速的99.999999%
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Right? At that speed速度, they go around
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28000
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了解?以这种速度,他们每秒
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that 27 kilometers公里 11,000 times a second第二.
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30000
4000
环绕27公里的轨道11000次
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And we collide碰撞 them with another另一个 beam光束 of protons质子
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34000
2000
然后我们使它与另一束
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going in the opposite对面 direction方向.
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36000
3000
来自相反方向的质子相撞
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We collide碰撞 them inside giant巨人 detectors探测器.
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我们使质子在巨型探测器内对撞
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They're essentially实质上 digital数字 cameras相机.
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41000
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探测器基本上就是数码相机
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And this is the one that I work on, ATLASATLAS.
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43000
2000
而这是我所任职的那台,ATLAS
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You get some sense of the size尺寸 --
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45000
2000
你可以得到些尺寸上的概念
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you can just see these EU欧洲联盟 standard-size标准尺寸
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47000
2000
你可以看到这些欧洲标准尺寸
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people underneath.
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的人在那下面
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(Laughter笑声)
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51000
2000
(笑)
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You get some sense of the size尺寸: 44 meters wide,
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53000
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你能有点概念:44米长
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22 meters in diameter直径, 7,000 tons.
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56000
3000
直径22米,重7000吨。
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And we re-create重新创建 the conditions条件 that were present当下
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59000
3000
我们所要重塑的
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less than a billionth十亿 of a second第二 after the universe宇宙 began开始
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62000
3000
是宇宙形成十亿分之一秒后的状态
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up to 600 million百万 times a second第二
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65000
2000
每秒制造大约6亿次这一状态
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inside that detector探测器 -- immense巨大 numbers数字.
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67000
3000
在这个探测器内部——天文数字
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And if you see those metal金属 bits there --
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71000
2000
如果你看到那里的那些小金属块
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those are huge巨大 magnets磁铁 that bend弯曲
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73000
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它们是巨型磁铁,用于弯折
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electrically charged带电 particles粒子,
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75000
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带电粒子
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so it can measure测量 how fast快速 they're traveling旅行.
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使探测器能够测算出粒子运动的速度
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This is a picture图片 about a year ago.
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79000
2000
这是大概一年前的照片
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Those magnets磁铁 are in there.
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81000
2000
有那些磁铁在上面
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And, again, a EU欧洲联盟 standard-size标准尺寸, real真实 person,
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83000
2000
再一次重申,有一个欧洲标准身高的人
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so you get some sense of the scale规模.
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85000
3000
在那里给你一些尺寸上的概念
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And it's in there that those mini-Big小大 Bangs前刘海 will be created创建,
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88000
2000
这就是那些迷你大爆炸将要被批量制造的地方
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sometime某时 in the summer夏季 this year.
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90000
2000
在今年夏天的时候
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And actually其实, this morning早上, I got an email电子邮件
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92000
2000
事实上,今天早晨,我收到一封邮件
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saying that we've我们已经 just finished, today今天,
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94000
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说我们今天刚刚完成
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building建造 the last piece of ATLASATLAS.
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96000
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建造ATLAS的最后一个环节
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So as of today今天, it's finished. I'd like to say
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98000
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就是说今天,我们竣工了。我想说
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that I planned计划 that for TEDTED,
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100000
2000
这是我特意为TED安排的
02:00
but I didn't. So it's been completed完成 as of today今天.
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102000
3000
但实际上不是。不过无论怎样,它完成了
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(Applause掌声)
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105000
4000
(鼓掌)
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Yeah, it's a wonderful精彩 achievement成就.
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109000
2000
没错,这是项伟大的成就
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So, you might威力 be asking, "Why?
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111000
2000
那,你可能会问,“为什么?
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Why create创建 the conditions条件 that were present当下
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113000
2000
为什么要制造那个
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less than a billionth十亿 of a second第二 after the universe宇宙 began开始?"
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115000
3000
宇宙形成十亿分之一秒后的状态?”
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Well, particle粒子 physicists物理学家 are nothing if not ambitious有雄心.
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嗯,如果没有野心就当不成粒子物理学家
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And the aim目标 of particle粒子 physics物理 is to understand理解
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而粒子物理学的目标就是要了解
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what everything's一切的 made制作 of, and how everything sticks together一起.
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124000
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所有一切是从何而来,又如何组建
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And by everything I mean, of course课程,
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当然,所谓“一切”,我的意思是
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me and you, the Earth地球, the Sun太阳,
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129000
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我和你,地球,太阳
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the 100 billion十亿 suns太阳 in our galaxy星系
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我们银河系中的几千亿个太阳
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and the 100 billion十亿 galaxies星系
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135000
2000
和存在在可观测的宇宙中
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in the observable可观察 universe宇宙.
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137000
2000
的那几千亿个银河系
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Absolutely绝对 everything.
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139000
2000
绝对是一切事物
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Now you might威力 say, "Well, OK, but why not just look at it?
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141000
2000
现在你可能会说,“那,好吧,但是干嘛不直接观察它?
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You know? If you want to know what I'm made制作 of, let's look at me."
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143000
3000
明白么?如果你想知道我是拿什么做的,那我们就来看看我。“
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Well, we found发现 that as you look back in time,
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146000
3000
嗯,我们发现,当你回溯时间,
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the universe宇宙 gets得到 hotter and hotter,
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149000
3000
宇宙会越来越热
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denser更密集 and denser更密集, and simpler简单 and simpler简单.
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152000
3000
越来越致密,越来越单一
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Now, there's no real真实 reason原因 I'm aware知道的 of for that,
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155000
2000
现今为止我不能告诉你我为什么知道这个
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but that seems似乎 to be the case案件.
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157000
3000
不过事实貌似就是如此
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So, way back in the early times of the universe宇宙,
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160000
2000
所以,回到宇宙形成初期
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we believe it was very simple简单 and understandable可理解.
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162000
3000
我们认为它是非常简单易懂的
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All this complexity复杂, all the way to these wonderful精彩 things --
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165000
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所有繁复的衍生,所有这些美妙的事物——
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human人的 brains大脑 -- are a property属性 of an old
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包括人脑——都是
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and cold and complicated复杂 universe宇宙.
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一个古老,苍凉而又精密的宇宙的产物
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Back at the start开始, in the first billionth十亿 of a second第二,
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3000
在宇宙的起点,第一个十亿分之一秒
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we believe, or we've我们已经 observed观察到的, it was very simple简单.
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176000
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我们相信,或者我们发现,它是非常纯粹的
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It's almost几乎 like ...
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178000
2000
这就好像
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imagine想像 a snowflake雪花 in your hand,
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180000
2000
想象你手里有一片雪花
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and you look at it, and it's an incredibly令人难以置信 complicated复杂,
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3000
当你观察它,会发现它是如此精致
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beautiful美丽 object目的. But as you heat it up,
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185000
3000
如此美丽的事物。但当你散发出热量
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it'll它会 melt熔化 into a pool of water,
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188000
3000
它就会融化成一小滩水
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and you would be able能够 to see that, actually其实, it was just made制作
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191000
2000
这时你就能看到其实它不过是
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of H20, water.
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193000
3000
H2O,水形成的
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So it's in that same相同 sense that we look back in time
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196000
2000
同样道理可以解释为什么我们从初始状态
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to understand理解 what the universe宇宙 is made制作 of.
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198000
3000
开始认知宇宙的形成
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And, as of today今天, it's made制作 of these things.
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201000
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如今我们发现,它由这些形成
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Just 12 particles粒子 of matter,
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204000
2000
12种物质微粒
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stuck卡住 together一起 by four forces军队 of nature性质.
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206000
3000
在4种自然力的作用下结合在一起
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The quarks夸克, these pink things, are the things that make up protons质子 and neutrons中子
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3000
夸克,这些粉色的东西,是构成质子和中子的粒子
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that make up the atomic原子 nuclei原子核 in your body身体.
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3000
质子和中子组成你身体里的原子核
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The electron电子 -- the thing that goes around
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216000
2000
电子——那个绕着
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the atomic原子 nucleus --
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218000
2000
原子核运动的东西——
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held保持 around in orbit轨道, by the way, by the electromagnetic电磁 force
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220000
3000
被制约在一个由电磁力控制的轨道上
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that's carried携带的 by this thing, the photon光子.
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223000
2000
而电磁力由这个东西携带,光子
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The quarks夸克 are stuck卡住 together一起 by other things called gluons胶子.
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225000
3000
将夸克结合在一起的东西叫做胶子
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And these guys, here, they're the weak nuclear force,
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228000
2000
然后是这些家伙,这儿,他们是弱核力
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probably大概 the least最小 familiar.
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230000
2000
大概是最不为人所知的
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But, without it, the sun太阳 wouldn't不会 shine闪耀.
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232000
2000
但是如果没有它们太阳就不会发光
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And when the sun太阳 shines, you get copious丰富 quantities数量
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234000
2000
当太阳发光的时候,大量的
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of these things, called neutrinos中微子, pouring浇注 out.
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236000
3000
中微子被放射出来
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Actually其实, if you just look at your thumbnail缩略图 --
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239000
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事实上,如果你看向你的指甲——
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about a square广场 centimeter厘米 --
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242000
3000
大概一平方厘米的面积——那儿大概有
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there are something like 60 billion十亿 neutrinos中微子 per second第二
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245000
3000
每秒大概有600亿个中微子
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from the sun太阳, passing通过
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248000
2000
来自太阳,穿过
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through通过 every一切 square广场 centimeter厘米 of your body身体.
100
250000
2000
你身上的每一个平方厘米
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But you don't feel them, because the weak force
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252000
2000
但是你感觉不到他们,因为
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is correctly正确地 named命名 --
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254000
2000
弱力这个名字不是白起的
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very short range范围 and very weak,
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256000
2000
非常短暂非常微弱
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so they just fly through通过 you.
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258000
2000
所以它们可以直接穿过你
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And these particles粒子 have been discovered发现
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260000
2000
这些粒子被发现的过程
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over the last century世纪, pretty漂亮 much.
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262000
2000
几乎持续了上世纪整整一世纪
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The first one, the electron电子, was discovered发现 in 1897,
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264000
2000
第一个,电子,是1897年被发现的
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and the last one, this thing called the tau牛头 neutrino中微子,
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266000
3000
然而最后一个,这个叫做陶子微中子的东西
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in the year 2000. Actually其实 just --
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269000
2000
是2000年被发现的。其实——
04:49
I was going to say, just up the road in Chicago芝加哥. I know it's a big country国家,
110
271000
3000
我刚才想说,就是在马路那头的芝加哥,但是我反应过来了
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America美国, isn't it?
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274000
2000
美国超大的,是吧?
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Just up the road.
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277000
2000
就在马路那头
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Relative相对的 to the universe宇宙, it's just up the road.
113
280000
3000
相对宇宙来说就在马路那头
05:01
(Laughter笑声)
114
283000
2000
(笑)
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So, this thing was discovered发现 in the year 2000,
115
285000
2000
所以,这整套东西是2000年被完整发现的
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so it's a relatively相对 recent最近 picture图片.
116
287000
3000
可以说是一个非常年轻的成就
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One of the wonderful精彩 things, actually其实, I find,
117
290000
2000
我发现这之中一个非常美妙的事
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is that we've我们已经 discovered发现 any of them, when you realize实现 how tiny they are.
118
292000
3000
实际上是,无论发现任何一个都是一样,当你意识到它们竟是如此的微小
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You know, they're a step in size尺寸
119
295000
2000
就好像,它们的数量级
05:15
from the entire整个 observable可观察 universe宇宙.
120
297000
2000
基本等同于整个可观测的宇宙的数量级
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So, 100 billion十亿 galaxies星系,
121
299000
2000
就是说,1000亿个银河系
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13.7 billion十亿 light years年份 away --
122
301000
3000
137亿光年的距离——
05:22
a step in size尺寸 from that to Monterey蒙特雷, actually其实,
123
304000
3000
和康乐区(加州一小镇)相比的数量级差
05:25
is about the same相同 as from Monterey蒙特雷 to these things.
124
307000
3000
实际上就差不多是康乐区和这些小东西相比的数量级差
05:28
Absolutely绝对, exquisitely玲珑 minute分钟,
125
310000
3000
完全的,极致的微小
05:31
and yet然而 we've我们已经 discovered发现 pretty漂亮 much the full充分 set.
126
313000
3000
但我们几乎还是全部发现了它们
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So, one of my most illustrious杰出 forebears祖先
127
317000
3000
嗯,我有一个著名的前辈
05:38
at Manchester曼彻斯特 University大学, Ernest欧内斯特 Rutherford卢瑟福,
128
320000
2000
在曼彻斯特大学,鄂尼斯特,拉特福德
05:40
discoverer发现者 of the atomic原子 nucleus,
129
322000
2000
原子核的发现者
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once一旦 said, "All science科学 is either physics物理
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324000
2000
曾经说:所有的科学不是物理
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or stamp邮票 collecting搜集."
131
326000
2000
就是集邮
05:46
Now, I don't think he meant意味着 to insult侮辱
132
328000
3000
呃,我不认为他是故意羞辱
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the rest休息 of science科学,
133
331000
2000
其它的科学
05:51
although虽然 he was from New Zealand新西兰, so it's possible可能.
134
333000
3000
不过他是新西兰人,所以也说不准
05:54
(Laughter笑声)
135
336000
2000
(笑)
05:56
But what he meant意味着 was that what we've我们已经 doneDONE, really,
136
338000
2000
但是他的意思其实是,我们所做的一切
05:58
is stamp邮票 collect搜集 there.
137
340000
2000
其实就是在集邮——
06:00
OK, we've我们已经 discovered发现 the particles粒子,
138
342000
2000
好,我们发现了这些粒子
06:02
but unless除非 you understand理解 the underlying底层
139
344000
2000
但是除非你明白了这背后
06:04
reason原因 for that pattern模式 -- you know, why it's built内置 the way it is --
140
346000
3000
这现象的原理——就是,为什么它们如此集结——
06:07
really you've doneDONE stamp邮票 collecting搜集. You haven't没有 doneDONE science科学.
141
349000
3000
那你所做的就是集邮——你没有把它总结成科学
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Fortunately幸好, we have
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352000
2000
幸运的是,我们总结出来了
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probably大概 one of the greatest最大 scientific科学 achievements成就 of the twentieth第二十 century世纪
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354000
3000
可能是20世纪最伟大的科学成就之一
06:15
that underpins巩固 that pattern模式.
144
357000
2000
这现象背后的理论
06:17
It's the Newton's牛顿 laws法律, if you want,
145
359000
2000
如果你愿意,可以把它想成
06:19
of particle粒子 physics物理.
146
361000
2000
粒子物理界的牛顿定律
06:21
It's called the standard标准 model模型 -- beautifully精美 simple简单 mathematical数学的 equation方程.
147
363000
3000
它叫做”标准模型“——漂亮简单的数学等式
06:24
You could stick it on the front面前 of a T-shirtT恤衫,
148
366000
2000
你可以把它贴在T恤胸前
06:26
which哪一个 is always the sign标志 of elegance优雅.
149
368000
3000
显示你是一个文化人
06:29
This is it.
150
371000
2000
这就是它
06:31
(Laughter笑声)
151
373000
2000
(笑)
06:33
I've been a little disingenuous不诚实的, because I've expanded扩大 it out
152
375000
2000
我有点不老实,因为我把它展开了
06:35
in all its gory血腥 detail详情.
153
377000
2000
所有血淋淋的细节
06:37
This equation方程, though虽然, allows允许 you to calculate计算 everything --
154
379000
2000
不过这个等式,允许你计算任何事——
06:39
other than gravity重力 -- that happens发生 in the universe宇宙.
155
381000
3000
除了引力——只要是在这个宇宙里的
06:42
So, you want to know why the sky天空 is blue蓝色, why atomic原子 nuclei原子核 stick together一起 --
156
384000
3000
假设你想知道为什么天是蓝的,为什么原子核结合在一起——
06:45
in principle原理, you've got a big enough足够 computer电脑 --
157
387000
2000
理论上来说,如果你有一台足够强大的电脑——
06:47
why DNA脱氧核糖核酸 is the shape形状 it is.
158
389000
2000
为什么DNA是这样的
06:49
In principle原理, you should be able能够 to calculate计算 it from that equation方程.
159
391000
3000
原则上讲,你应该可以通过这个等式计算出来
06:52
But there's a problem问题.
160
394000
2000
但是这有一个问题
06:55
Can anyone任何人 see what it is?
161
397000
3000
谁能看出来是什么?
06:59
A bottle瓶子 of champagne香槟酒 for anyone任何人 that tells告诉 me.
162
401000
3000
谁告诉我问题在哪奖一瓶香槟
07:02
I'll make it easier更轻松, actually其实, by blowing one of the lines线 up.
163
404000
2000
我把难度降低点儿吧, 把其中的一行放大
07:05
Basically基本上, each of these terms条款
164
407000
2000
基本上,这上面每一个参数
07:07
refers to some of the particles粒子.
165
409000
2000
都代表一个粒子
07:09
So those WsWS there refer参考 to the WsWS, and how they stick together一起.
166
411000
3000
就是说,那些W就代表弱力,还有粒子是如何结合的
07:12
These carriers运营商 of the weak force, the ZsZS, the same相同.
167
414000
3000
同样道理这些Z代表弱力的携带者
07:15
But there's an extra额外 symbol符号 in this equation方程: H.
168
417000
2000
但是这个等式里多了一个符号,H
07:17
Right, H.
169
419000
2000
对,H
07:19
H stands站立 for Higgs希格斯 particle粒子.
170
421000
2000
H代表希格斯介子
07:21
Higgs希格斯 particles粒子 have not been discovered发现.
171
423000
3000
我们还没发现希格斯介子
07:24
But they're necessary必要: they're necessary必要
172
426000
2000
但是它们是必要的——
07:26
to make that mathematics数学 work.
173
428000
2000
没有它们等式就无法成立
07:28
So all the exquisitely玲珑 detailed详细 calculations计算 we can do
174
430000
2000
所以,所有理论上用这个美妙等式
07:30
with that wonderful精彩 equation方程
175
432000
2000
所能做出的精确计算
07:32
wouldn't不会 be possible可能 without an extra额外 bit.
176
434000
2000
都不能缺少这关键的一点
07:34
So it's a prediction预测:
177
436000
2000
所以这是个推论
07:36
a prediction预测 of a new particle粒子.
178
438000
2000
对一个新粒子的预测
07:38
What does it do?
179
440000
2000
它是干什么的?
07:40
Well, we had a long time to come up with good analogies类比.
180
442000
2000
嗯,我们花了很长时间去想拿什么跟它类比才合适
07:42
And back in the 1980s, when we wanted the money
181
444000
3000
上世纪80年代,当时我们想向英国政府
07:45
for the LHCLHC from the U.K. government政府,
182
447000
2000
申请资金继续在LHC的工作
07:47
Margaret玛格丽特 Thatcher撒切尔, at the time, said,
183
449000
2000
撒切尔夫人,当时她当政,跟我们说
07:49
"If you guys can explain说明, in language语言
184
451000
2000
“如果你们能用
07:51
a politician政治家 can understand理解,
185
453000
2000
政治家听的懂的语言解释清楚
07:53
what the hell地狱 it is that you're doing, you can have the money.
186
455000
3000
你们在搞什么鬼东西,我就拨给你们钱,
07:56
I want to know what this Higgs希格斯 particle粒子 does."
187
458000
2000
我想知道这个希格斯介子是干嘛的。”
07:58
And we came来了 up with this analogy比喻, and it seemed似乎 to work.
188
460000
2000
于是我们想出了这个比较合适的类比
08:00
Well, what the Higgs希格斯 does is, it gives mass to the fundamental基本的 particles粒子.
189
462000
3000
这样,希格斯介子是干嘛的呢?它给予基本粒子质量
08:03
And the picture图片 is that the whole整个 universe宇宙 --
190
465000
2000
也就是说整个宇宙——
08:05
and that doesn't mean just space空间, it means手段 me as well, and inside you --
191
467000
3000
不光是太空,也包括我,还有你——
08:08
the whole整个 universe宇宙 is full充分 of something called a Higgs希格斯 field领域.
192
470000
3000
整个宇宙都充斥着这种叫做希格斯场的东西
08:11
Higgs希格斯 particles粒子, if you will.
193
473000
2000
希格斯介子,如果你绕不过来
08:13
The analogy比喻 is that these people in a room房间
194
475000
2000
这个比方是这样的:这些在屋子里的人
08:15
are the Higgs希格斯 particles粒子.
195
477000
2000
他们就是希格斯介子
08:17
Now when a particle粒子 moves移动 through通过 the universe宇宙,
196
479000
2000
当一个粒子穿过宇宙
08:19
it can interact相互作用 with these Higgs希格斯 particles粒子.
197
481000
3000
它就会与希格斯介子发生联系
08:22
But imagine想像 someone有人 who's谁是 not very popular流行 moves移动 through通过 the room房间.
198
484000
3000
但是假设一个不怎么受欢迎的人穿过这个房间
08:25
Then everyone大家 ignores忽略 them. They can just pass通过 through通过 the room房间 very quickly很快,
199
487000
3000
那样所有人都会无视他。它们(粒子)就能很快的穿过空间
08:28
essentially实质上 at the speed速度 of light. They're massless无质量.
200
490000
3000
基本以光速穿过。它们没有质量
08:31
And imagine想像 someone有人 incredibly令人难以置信 important重要
201
493000
2000
但是如果是一个无比重要
08:33
and popular流行 and intelligent智能
202
495000
2000
人气爆高智慧超群的人
08:35
walks散步 into the room房间.
203
497000
3000
穿过这个房间
08:38
They're surrounded包围 by people, and their passage通道 through通过 the room房间 is impeded阻碍.
204
500000
3000
她就会被人们团团围住,前进的路也障碍重重
08:41
It's almost几乎 like they get heavy. They get massive大规模的.
205
503000
3000
就好像它们(粒子)变沉重了,变大了
08:44
And that's exactly究竟 the way the Higgs希格斯 mechanism机制 works作品.
206
506000
3000
这就是希格斯介子的工作机制
08:47
The picture图片 is that the electrons电子 and the quarks夸克
207
509000
2000
也就是说电子和夸克
08:49
in your body身体 and in the universe宇宙 that we see around us
208
511000
3000
这些组成我们和我们可见的宇宙的粒子
08:52
are heavy, in a sense, and massive大规模的,
209
514000
2000
之所以重,或者在某种意义上说,大
08:54
because they're surrounded包围 by Higgs希格斯 particles粒子.
210
516000
2000
是因为它们被希格斯介子所包围
08:56
They're interacting互动 with the Higgs希格斯 field领域.
211
518000
3000
它们与希格斯场产生联系
08:59
If that picture's图片 true真正,
212
521000
2000
如果这推论是真的
09:01
then we have to discover发现 those Higgs希格斯 particles粒子 at the LHCLHC.
213
523000
3000
那么我们就必须在LHC发现这些希格斯介子
09:05
If it's not true真正 -- because it's quite相当 a convoluted令人费解 mechanism机制,
214
527000
2000
如果不是——因为这是一个非常繁复的机制
09:07
although虽然 it's the simplest简单 we've我们已经 been able能够 to think of --
215
529000
3000
虽然它已经是我们能想到的最简单的一个——
09:10
then whatever随你 does the job工作 of the Higgs希格斯 particles粒子
216
532000
2000
那无论这个担任希格斯介子角色的东西是什么
09:12
we know have to turn up
217
534000
2000
我们知道它都会
09:14
at the LHCLHC.
218
536000
2000
出现在LHC
09:16
So, that's one of the prime主要 reasons原因 we built内置 this giant巨人 machine.
219
538000
3000
这就是我们建造这个庞然大物的主要原因之一
09:19
I'm glad高兴 you recognize认识 Margaret玛格丽特 Thatcher撒切尔.
220
541000
2000
你们能认出撒切尔太好了
09:21
Actually其实, I thought about making制造 it more culturally文化 relevant相应, but --
221
543000
3000
真的,我还想我应该找个更具文化共通性的——
09:24
(Laughter笑声)
222
546000
3000
(笑)
09:27
anyway无论如何.
223
549000
2000
随便啦
09:29
So that's one thing.
224
551000
2000
所以这基本上
09:31
That's essentially实质上 a guarantee保证 of what the LHCLHC will find.
225
553000
3000
是LHC一定能获得的成果之一
09:34
There are many许多 other things. You've heard听说
226
556000
2000
还有很多别的东西,你一定听说过
09:36
many许多 of the big problems问题 in particle粒子 physics物理.
227
558000
2000
很多别的粒子物理领域中的大课题
09:38
One of them you heard听说 about: dark黑暗 matter, dark黑暗 energy能源.
228
560000
3000
其中你听过暗物质,暗能量
09:41
There's another另一个 issue问题,
229
563000
2000
这是另外一个课题
09:43
which哪一个 is that the forces军队 in nature性质 -- it's quite相当 beautiful美丽, actually其实 --
230
565000
2000
就是自然力——这个现象非常奇妙——
09:45
seem似乎, as you go back in time,
231
567000
2000
当你回到过去,就能看到
09:47
they seem似乎 to change更改 in strength强度.
232
569000
2000
它们的力度会随着时间推移而变化
09:49
Well, they do change更改 in strength强度.
233
571000
2000
对,它们真的会变
09:51
So, the electromagnetic电磁 force, the force that holds持有 us together一起,
234
573000
3000
就像电磁力,把我们结合在一起的力
09:54
gets得到 stronger as you go to higher更高 temperatures温度.
235
576000
3000
温度越高越强
09:57
The strong强大 force, the strong强大 nuclear force, which哪一个 sticks nuclei原子核 together一起,
236
579000
3000
而强力,或者说核力,使原子核结合在一起的力
10:00
gets得到 weaker较弱. And what you see is the standard标准 model模型 --
237
582000
3000
温度越高越弱。在这里你看到的是标准模型——
10:03
you can calculate计算 how these change更改 -- is the forces军队,
238
585000
2000
你可以计算出这些力如何变化——
10:05
the three forces军队, other than gravity重力,
239
587000
2000
除了引力以外的三种力——
10:07
almost几乎 seem似乎 to come together一起 at one point.
240
589000
2000
它们几乎相交于一点
10:09
It's almost几乎 as if there was one beautiful美丽
241
591000
2000
就好像那里有一种美妙的
10:11
kind of super-force超力, back at the beginning开始 of time.
242
593000
3000
超级自然力,形成于时间之始
10:14
But they just miss小姐.
243
596000
2000
但它们还是岔开了
10:16
Now there's a theory理论 called super-symmetry超对称性,
244
598000
2000
现在有一种理论叫做“超对称性理论”
10:18
which哪一个 doubles双打 the number of particles粒子 in the standard标准 model模型,
245
600000
3000
它将标准模型中的粒子数翻倍
10:21
which哪一个, at first sight视力, doesn't sound声音 like a simplification简单化.
246
603000
2000
这乍一看不像是在简化问题
10:23
But actually其实, with this theory理论,
247
605000
2000
但事实是,当我们这样做
10:25
we find that the forces军队 of nature性质
248
607000
2000
我们发现这三个自然力
10:27
do seem似乎 to unify统一 together一起, back at the Big Bang --
249
609000
3000
似乎真的在宇宙大爆炸的时候融为一体
10:30
absolutely绝对 beautiful美丽 prophecy预言. The model模型 wasn't built内置 to do that,
250
612000
3000
无比完美的预言。建这个模型的时候人们没有想到
10:33
but it seems似乎 to do it.
251
615000
2000
能够得到的如此巨大的回报
10:35
Also, those super-symmetric超对称 particles粒子
252
617000
2000
还有,这些超对称粒子
10:37
are very strong强大 candidates候选人 for the dark黑暗 matter.
253
619000
2000
非常有可能就是暗物质
10:39
So a very compelling引人注目 theory理论
254
621000
2000
一个非常迷人的理论
10:41
that's really mainstream主流 physics物理.
255
623000
2000
这是目前的主流物理
10:43
And if I was to put money on it, I would put money on --
256
625000
2000
如果我要给现代物理投资,我肯定投给它——
10:45
in a very unscientific不科学 way -- that
257
627000
2000
用一个非科学的方式表达我的意思——
10:47
that these things would also crop作物 up at the LHCLHC.
258
629000
2000
而这些问题的答案也会在LHC得到
10:50
Many许多 other things that the LHCLHC could discover发现.
259
632000
3000
LHC还能发现很多其它东西
10:53
But in the last few少数 minutes分钟, I just want to give you
260
635000
3000
但是在最后的几分钟里,我只想给你们
10:56
a different不同 perspective透视
261
638000
2000
提供一个不同的角度
10:58
of what I think -- what particle粒子 physics物理
262
640000
2000
关于我认为粒子物理
11:00
really means手段 to me -- particle粒子 physics物理 and cosmology宇宙学.
263
642000
3000
到底意义何在——粒子物理和宇宙学
11:03
And that's that I think it's given特定 us a wonderful精彩
264
645000
3000
这就是我认为它们给了我们一个美妙的
11:06
narrative叙述 -- almost几乎 a creation创建 story故事,
265
648000
3000
诠释——你可以把它想成
11:09
if you'd like -- about the universe宇宙,
266
651000
2000
一个关于宇宙形成的故事——
11:11
from modern现代 science科学 over the last few少数 decades几十年.
267
653000
3000
这诠释来自于近几十年的现代科学
11:14
And I'd say that it deserves值得,
268
656000
2000
而它至少能够
11:16
in the spirit精神 of Wade Davis'戴维斯 talk,
269
658000
2000
——本着韦德讲话的精神——
11:18
to be at least最小 put up there with these wonderful精彩 creation创建 stories故事
270
660000
3000
与那些意义深远的关于安第斯高山人和北方冰原人们
11:21
of the peoples人们 of the high Andes安第斯山脉 and the frozen冻结的 north.
271
663000
4000
的开拓事迹相比肩
11:25
This is a creation创建 story故事, I think, equally一样 as wonderful精彩.
272
667000
3000
我想,这是一个同样伟大的故事
11:29
The story故事 goes like this: we know that
273
671000
2000
故事是这样的:我们知道
11:31
the universe宇宙 began开始 13.7 billion十亿 years年份 ago,
274
673000
3000
宇宙形成于137亿年前
11:34
in an immensely非常 hot, dense稠密 state,
275
676000
3000
起始于一个极度高温致密的状态
11:37
much smaller than a single atom原子.
276
679000
2000
体积远比一个原子更小
11:39
It began开始 to expand扩大 about
277
681000
2000
在大爆炸
11:41
a million百万, billion十亿, billion十亿, billion十亿 billionth十亿
278
683000
3000
10亿亿亿亿亿分之一秒后
11:44
of a second第二 -- I think I got that right -- after the Big Bang.
279
686000
4000
开始扩张——我觉得我没记错数据——
11:48
Gravity重力 separated分离 away from the other forces军队.
280
690000
2000
引力与其它力分隔开来
11:50
The universe宇宙 then underwent后行
281
692000
2000
宇宙开始进入一个
11:52
an exponential指数 expansion扩张 called inflation通货膨胀.
282
694000
3000
呈指数级扩张的阶段,叫做暴涨期
11:55
In about the first billionth十亿 of a second第二 or so,
283
697000
2000
在大约十亿分之一秒后
11:57
the Higgs希格斯 field领域 kicked in, and the quarks夸克
284
699000
2000
希格斯场形成,然后夸克
11:59
and the gluons胶子 and the electrons电子
285
701000
3000
胶子和电子这些基本粒子
12:02
that make us up got mass.
286
704000
2000
获得了质量
12:04
The universe宇宙 continued继续 to expand扩大 and cool.
287
706000
3000
宇宙继续扩展,冷却
12:07
After about a few少数 minutes分钟,
288
709000
2000
大概几分钟以后
12:09
there was hydrogen and helium in the universe宇宙. That's all.
289
711000
3000
氢和氦出现在宇宙中。就是这样
12:12
The universe宇宙 was about 75 percent百分 hydrogen,
290
714000
3000
宇宙由75%的氢和
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25 percent百分 helium. It still is today今天.
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717000
3000
25%的氦形成,直到今天仍是这样
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It continued继续 to expand扩大
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720000
2000
它继续扩张了大约
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about 300 million百万 years年份.
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722000
2000
3亿年
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Then light began开始 to travel旅行 through通过 the universe宇宙.
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724000
2000
光线开始穿过宇宙空间
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It was big enough足够 to be transparent透明 to light,
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726000
2000
此时的宇宙已经大到足以透明
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and that's what we see in the cosmic宇宙的 microwave微波 background背景
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2000
而这就是我们所看到的宇宙微波背景
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that George乔治 Smoot斯穆特 described描述
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2000
乔治斯穆特所说的
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as looking at the face面对 of God.
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732000
2000
直视上帝的面孔
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After about 400 million百万 years年份, the first stars明星 formed形成,
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734000
3000
大约4亿年后,第一颗星形成
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and that hydrogen, that helium, then began开始 to cook厨师
300
737000
2000
然后氢啊氦啊,开始结合
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into the heavier较重 elements分子.
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739000
2000
形成重元素
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So the elements分子 of life --
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741000
2000
于是生命元素——
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carbon, and oxygen and iron,
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743000
2000
碳,氧和铁
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all the elements分子 that we need to make us up --
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745000
2000
所有我们生命所必须的元素——
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were cooked in those first generations of stars明星,
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747000
3000
在第一代恒星中孕育而成
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which哪一个 then ran out of fuel汽油, exploded爆炸,
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750000
2000
但此时恒星寿命已尽,它们爆炸
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threw those elements分子 back into the universe宇宙.
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752000
3000
将那些元素重新抛回宇宙
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They then re-collapsed再次坍塌 into another另一个 generation
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755000
2000
它们再次挤压,形成新一代的
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of stars明星 and planets行星.
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757000
3000
恒星和行星
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And on some of those planets行星, the oxygen, which哪一个 had been created创建
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760000
3000
在其中的一些行星上,那些在第一代恒星上
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in that first generation of stars明星, could fuse保险丝 with hydrogen
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763000
3000
形成的氧元素与氢元素结合
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to form形成 water, liquid液体 water on the surface表面.
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766000
3000
形成了水。星球表面的液态水
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On at least最小 one, and maybe only one of those planets行星,
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769000
3000
在其中至少一个,或许是唯一一个行星上
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primitive原始 life evolved进化,
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772000
2000
初态生命诞生
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which哪一个 evolved进化 over millions百万 of years年份 into
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775000
2000
它们经过几百万年的进化
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things that walked upright直立 and left footprints脚印
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2000
学会了直立行走并且于
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about three and a half million百万 years年份 ago in the mud flats公寓 of Tanzania坦桑尼亚,
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779000
3000
350万年前在坦桑尼亚的泥原上留下了脚印
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and eventually终于
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2000
直到最终
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left a footprint脚印 on another另一个 world世界.
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784000
2000
踏上了另一颗星球的表面
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And built内置 this civilization文明,
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786000
2000
他们建立了文明
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this wonderful精彩 picture图片,
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788000
2000
这一光辉的图景
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that turned转身 the darkness黑暗 into light,
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790000
3000
用电光照亮黑暗
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and you can see the civilization文明 from space空间.
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793000
2000
使这世界能够瞭然于宇宙
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As one of my great heroes英雄, Carl卡尔 Sagan萨根, said,
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795000
3000
就像我的一位偶像,卡尔撒甘所说
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these are the things -- and actually其实, not only these,
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798000
2000
这些——事实上不止这些
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but I was looking around -- these are the things,
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800000
2000
当我环视四周——这些东西
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like Saturn土星 V rockets火箭, and Sputnik人造地球卫星,
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802000
3000
神农五号运载火箭,伴侣号卫星
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and DNA脱氧核糖核酸, and literature文学 and science科学 --
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805000
2000
DNA,文学,科学——这些就是
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these are the things that hydrogen atoms原子 do
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807000
2000
一粒被赋予了137亿年时间的氢原子
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when given特定 13.7 billion十亿 years年份.
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809000
4000
所造就的世界
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Absolutely绝对 remarkable卓越.
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813000
2000
绝对的神奇
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And, the laws法律 of physics物理. Right?
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815000
2000
还有,就是物理定律,对吧?
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So, the right laws法律 of physics物理 --
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817000
2000
所以,真正的物理定律
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they're beautifully精美 balanced均衡.
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819000
2000
都精妙地平衡
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If the weak force had been a little bit different不同,
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821000
2000
如果弱力有一点点偏差
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then carbon and oxygen wouldn't不会 be stable稳定
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823000
2000
那么就不能形成星球内部
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inside the hearts心中 of stars明星,
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825000
2000
稳定的氧和碳
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and there would be none没有 of that in the universe宇宙.
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3000
宇宙里就不会存在任何星球
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And I think that's
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830000
2000
我认为这是一个
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a wonderful精彩 and significant重大 story故事.
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832000
2000
辉煌壮美的故事
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50 years年份 ago, I couldn't不能 have told that story故事,
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834000
2000
50年前我是无法讲述这个故事的
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because we didn't know it.
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836000
2000
因为那时我们不知道一切是怎么回事
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It makes品牌 me really feel that
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838000
2000
这让我越来越笃定的认为
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that civilization文明 --
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840000
2000
文明的发展——
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which哪一个, as I say, if you believe
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842000
2000
前提是,如果你相信
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the scientific科学 creation创建 story故事,
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2000
科学的创始学说——
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has emerged出现 purely纯粹 as a result结果 of the laws法律 of physics物理,
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3000
完全是物理定律和几个氢原子的
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and a few少数 hydrogen atoms原子 --
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2000
演化结果
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then I think, to me anyway无论如何,
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2000
于是我认为,至少对我自己来说
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it makes品牌 me feel incredibly令人难以置信 valuable有价值.
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854000
2000
这文明无比珍贵
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So that's the LHCLHC.
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856000
2000
这就是LHC
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The LHCLHC is certainly当然, when it turns on in summer夏季,
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当LHC在这个夏天被启动,
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going to write the next下一个 chapter章节 of that book.
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3000
它必将会书写这文明发展的崭新篇章
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And I'm certainly当然 looking forward前锋 with
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2000
而我也会怀着无比激动的心情
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immense巨大 excitement激动 to it being存在 turned转身 on.
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2000
期待着这一天的到来
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Thanks谢谢.
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2000
谢谢
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(Applause掌声)
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870000
5000
(鼓掌)
Translated by Zoe Chen
Reviewed by Wang Qian

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ABOUT THE SPEAKER
Brian Cox - Physicist
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester.

Why you should listen

Based at the University of Manchester, Brian Cox works at CERN in Geneva on the ATLAS experiment, studying the forward proton detectors for the Large Hadron Collider there. He's a professor at the University of Manchester, working in the High Energy Physics group, and is a research fellow of the Royal Society.

He's also become a vital voice in the UK media for explaining physics to the public. With his rockstar hair and accessible charm, he's the go-to physicist for explaining heady concepts on British TV and radio. (If you're in the UK, watch him on The Big Bang Machine.) He was the science advisor for the 2007 film Sunshine. He answers science questions every Friday on BBC6 radio's Breakfast Show.

More profile about the speaker
Brian Cox | Speaker | TED.com