引力波与新物理 传统的物理实验研究往往受到我们赖以生存的环境的很大限制，例如对撞机实验和天体物理电磁信号的观测。就目前而言，粒子对撞机是探测极小尺度新物理最有效的手段，而对撞能标是衡量对撞机探测性能的重要指标——越高的能标能够帮助我们探测越小的尺度，了解更基本的物理规律。但是在现有的生产条件下，对撞机的能标提升已经愈发艰难。虽然在未来二十年，粒子对撞机的能标有希望达到100TeV附近，但是在目前最高的14TeV对撞能标的粒子物理实验中，我们还未发现确切的新物理信号。另外，传统的天文观测几乎都基于电磁波信号，在过去近百年的技术革命下，电磁波天文学已经取得了丰硕的成果。但是时至今日，电磁波段观测深度的限制和前景的干扰（ “前景”指视线方向与被观测源相近，但距观测者较近的天体）仍是我们了解更大的宇宙空间和更久远的宇宙 历史 的坚固障碍。
图1：对撞机的尺度与能标示意图
过去一百多年以来，激光干涉技术的发展大大提高了我们对于极其微小的长度变化的测量能力。这一技术的跨越式发展使得我们探测引力波成为了可能。目前，全球的主要经济体都已启动或正在布置自己的引力波观测项目，引力波天文学已经成为天文学和物理学中新的沃土，将会带给我们对于宇宙和物理学全新的理解。
相对于电磁波而言，引力波观测的优势主要有两方面：一是引力波信号一般很难被前景干扰，所以背景本底的信号可以被探测到；再者，由于引力波在传播过程中与普通物质的相互作用非常微弱，所以诞生在宇宙早期的引力波信号能够一直较为纯净地保留至现在，成为一种宇宙的“ 历史 遗迹”等待着科学家的观测。 引力波观测与传统的对撞机实验和电磁波段的天文观测的结合，将会极大的拓展我们对宇宙和基本物理规律的认知。
爱因斯坦的引力理论诞生一百多年以来，人们对于黑洞的研究取得了很多重大的突破，但是时至今日我们对于这类宇宙中最为极端的天体仍然知之甚少。大家相信，完整地描述黑洞的物理需要引力理论和量子理论相结合，但是目前这两个在各自领域取得了极大辉煌的理论在结合时遇到了各种各样的困难。黑洞视界的附近作为引力理论和量子理论的冲突现场，或许能够带我们一窥量子引力理论的真容，极大拓展我们对基础理论的认知。
另外，宇宙极早期的各种物理过程会诱发时空的随机扰动，产生随机引力波背景，若目前的引力波观测能够发现一些随机引力波背景的特征，那么也将暗示着宇宙早期有些不寻常的过程发生。最后这一点便是最近一项研究的出发点，该研究由中国科学技术大学的蔡一夫教授和波兰雅盖隆大学(Jagiellonian University)的林春山教授共同领导，博士后王博博士和博士生鄢盛丰参与，相关论文已于日前发表在国际著名期刊Physical Review Letters上。下面将对这项工作进行简要介绍[1]。
荡秋千的启发
在平时玩荡秋千时，大家应该已经有所发现：在没有人推动的情况下，想要秋千越荡越高，那么我们需要规律地前后摇摆身体，用自身重心的摆动来驱动秋千的振荡，这便是一种特殊的共振现象，叫做参数共振。
图2：荡秋千示意图
参数共振现象在物理学的各个领域有着广泛的应用。在宇宙学领域，大家相信在宇宙演化的一个时期，参数共振现象很有可能起着决定性的作用。在暴胀学说中，由于暴胀过程极具“稀释”效应，这一过程结束时导致了整个宇宙内一片死寂，仅剩下驱动暴胀后标量场遗留的能量或者是一些其它轻的标量场。这时候需要参数共振将驱动暴涨的场的能量转化为各种后期宇宙演化所需要的物质成分，将整个宇宙重新加热。这些大量产生的物质成分，不仅包括光子、电子、质子等粒子物理模型所能描述并被观测得到的粒子，还包括了原初时期就产生的暗物质和暗能量。这一过程被称为宇宙的预加热，接下来宇宙进入到标准热 历史 演化之中。
SSR机制最早用于研究原初黑洞的形成和预言其丰度。原初黑洞是一种特殊的黑洞，它们是宇宙在极早期由于局域空间曲率的不均匀性导致了原初物质密度扰动坍塌而形成的黑洞，它们的形成机制有别于通常情况下恒星坍缩形成的黑洞。早在上世纪六七十年代，苏联物理学家雅科夫·泽尔多维奇（Yakov Zel'dovich）和英国物理学家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）分别指出了这种极早期宇宙中黑洞形成的理论可能性[5][6]，并在后来的宇宙学研究中被广泛探讨。由于原初黑洞的形成和其自身特点，它们成为了一种重要的冷暗物质候选者，并且也可能是重要的引力透镜天体和引力波源的候选者。SSR机制所预言的原初黑洞主要分布在一些特殊的质量附近，且分布密度很高，可以与暗物质能量密度相比拟(即绝大部分暗物质为原初黑洞)。
在此基础上，蔡一夫教授团队发现，由于SSR机制极大地放大了原初标量扰动的振幅，在二阶扰动层面，通过标量与张量非线性的耦合，SSR还可以分别在暴胀期间和暴胀后的辐射为主时期诱导产生随机引力波背景，并且可能在将来被引力波探测器探测到[7]。此外，SSR的模型实现与应用也是一个值得深入研究的内容，目前有在暴涨子-曲率子图像下的应用[8]，DBI暴涨下SSR的实现[9]，以及在特殊的双场模型中有类似的共振放大应用[4]。
引力波的SSR
在5年多以来对引力波的观测中，最令科学家们激动的引力波事件莫过于观测到了双中子星并合的引力波(GW170817)，并且同时观测到了对应的多波段的电磁信号。这样一个标准汽笛事件的发现，可以同时让我们知道引力波源的红移和距离信息，为宇宙膨胀速度的测量开辟了一个新窗口。更重要的是，通过比对接收到电磁信号和引力波信号的时间，我们还可以对引力波传播速度进行限制。目前通过这一事件，我们认为引力波传播速度和光速之间的差异在10-15量级的精度以内。
但是，这个速度限制是来自比较近邻的宇宙的观测数据(一般红移小于1)，而目前的观测证据对于远处或者说更早期的宇宙中引力波的传播速度，并没有很好的限制，而在这种时期，如果引力波传播速度有较大的非平凡特性（即偏离了爱因斯坦广义相对论预测的光速），那么可能预示着早期宇宙中有超越标准理论的新物理在发生作用。
在超出爱因斯坦广义相对论的修改引力理论中，有一些理论诸如Horndeski理论、4维Einstein-Gauss-Bonnet理论，它们的标量自由度和张量自由度有一定程度上的耦合，如果在早期宇宙中这些理论的效应相对明显，那么将对早期宇宙中的引力波传播速度产生影响。其中一种可能的情况便是，在极早期的预加热阶段，由于那时标量自由度具有周期性振荡行为，标量场通过与张量场之间的耦合使得张量自由度的声速大小具有周期振荡行为(即引力波的传播速度大小有振荡行为)，并且这个振荡的特征会随着宇宙膨胀而被抹平，那么引力波传播速度在相对近邻的宇宙中会回归到光速。
由于引力波传播速度在极早期具有的振荡行为，引力波便也会产生参数共振现象，这便是引力波的SSR。它使得引力波振幅得到指数级放大，在极短时间内放大4-5个量级，然后共振会很快结束并使引力波背景回归到正常的演化中。这类SSR都属于参数共振中的窄共振类型，发生共振的频段是在特征频率附近很窄的一个频段内，以及特征频率整数倍的频率处，但是一般只有特征频率处占主导。此时，背景引力波的振幅在特征频率附近会产生一个峰值，这样一个峰值特征会随着宇宙演化保留至今，从而被现有的引力波探测器和未来的引力波探测实验观测到。 这个预言的意义在于，如果我们能在未来探测到这个背景引力波谱特征，那么可以推断在极早期宇宙中引力波的传播速度会有明显偏离光速的特点，也就是说那时的引力理论很可能不再由爱因斯坦广义相对论描述。这是存在新物理的证据。
图3：引力波的声速共振机制示意图
另外，在这项研究中，研究人员还发现由于引力波在线性理论下被剧烈放大，还有可能引发相对明显的高阶非线性效应。共振放大和非线性效应若被同时观测到，那么将大大增加该机制存在的可能性。这些非线性效应还有可能解释目前被NANOGrav实验观测到的疑似背景引力波信号，而该研究还在进行当中。
于粒子物理而言，这一项工作也有重要的意义：引力波共振放大发生的能标在TeV能标之上，基本上高于现有的粒子对撞机实验能标。也就是说，该现象若被发现也可能预示着早期存在一些超越粒子物理标准模型的新物理，例如通过修改引力理论中标量场与希格斯场的耦合与一些散射，使得标量场影响引力子的行为，从而改变引力波传播速度。这些预言都等待着未来观测水平的提高来加以佐证。
参考文献： [1] Y-F Cai, C Lin, B Wang, S-F Yan, “Sound speed resonance of the stochastic gravitational wave background”, Phys Rev Lett 126 (2021) 071303 [2] Y-F Cai, X Tong, D-G Wang, S-F Yan, “Primordial Black Holes from Sound Speed Resonance during Inflation”, Phys Rev Lett 121, no8, 081306 (2018) [3] B Carr, F Kuhnel, “Primordial Black Holes as Dark Matter: Recent Developments”, Ann Rev Nucl Part Sci 70, 355-394 (2020) [4] Z Zhou, J Jiang, Y-F Cai, M Sasaki, S Pi, “Primordial black holes and gravitational waves from resonant amplification during inflation”, Phys Rev D 102, no10, 103527 (2020) [5] Ya B Zel’dovich, I D Novikov, Sov Astron 10 (1967), 602 [6] S Hawking, “Gravitationally collapsed objects of very low mass”, Mon Not Roy Astron Soc 152, 75 (1971) [7] Y-F Cai, C Chen, X Tong, D-G Wang, S-F Yan, “When Primordial Black Holes from Sound Speed Resonance Meet a Stochastic Background of Gravitational Waves”, Phys Rev D 100, no4, 043518 (2019) [8] C Chen, Y-F Cai, “Primordial black holes from sound speed resonance in the inflaton-curvaton mixed scenario”, JCAP 10, 068 (2019) [9] C Chen, X-H Ma, Y-F Cai, “Dirac-Born-Infeld realization of sound speed resonance mechanism for primordial black holes”, Phys Rev D 102, no6, 063526 (2020)
墨子沙龙是以中国先贤“墨子”命名的大型公益性科普论坛，由中国科学技术大学上海研究院主办，中国科大新创校友基金会、中国科学技术大学教育基金会、浦东新区科学技术协会、中国科学技术协会及浦东新区 科技 和经济委员会等协办。
墨子是我国古代著名的思想家、科学家，其思想和成就是我国早期科学萌芽的体现，“墨子沙龙”的建立，旨在传承、发扬科学传统，建设崇尚科学的 社会 氛围，提升公民科学素养，倡导、弘扬科学精神。科普对象为热爱科学、有 探索 精神和好奇心的普通公众，我们希望能让具有中学同等学力及以上的公众了解、欣赏到当下全球最尖端的科学进展、科学思想。 关于“墨子沙龙”物联网就是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”，它包含两层含义：
第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网；
第二，物联网的用户端不仅包括人，还包括物品，物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点，是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。
日前，以“自主可控，信息安全”为己任，专注于研发、生产和销售集成电路芯片及物联网智能硬件模组的上海矽昌通信技术有限公司（以下简称“矽昌”），宣布公司于2018年年初试机成功并在年中实现量产的中国大陆首款自研的无线路由芯片SF16A18将进一步扩展应用领域，为企事业单位应用和物联网智能家居提供高度集成、安全可控且高性价比的国产芯片解决方案。
自十八大以来，党和国家高度重视网络信息安全建设及集成电路产业发展。在国务院印发的“十三五”国家战略性新兴产业发展规划当中，也指出我国需顺应网络化、智能化、融合化等发展趋势，提升关键芯片设计水平，发展面向新应用的芯片。面对着网络信息安全刻不容缓的形势以及党和国家大力发展芯片自主研发的政策利好，成立于2014年，由曾成功研发国内首款军用“北斗二代”卫星导航接收芯片及首款主频达1GHz多媒体应用处理器的李兴仁博士带领的上海矽昌通信技术有限公司于2018年推出了中国大陆首款自主研发的无线路由芯片SF16A18。
大陆首款无线路由芯片，实现零的突破
近年来，随着国家对网络信息安全的重视程度不断提升，政府、运营商及各行各业的网络系统对于通信芯片安全可控的需求也在不断提升；同时，随着“宽带中国”战略的大力推进，信息化、数字化与智能化的浪潮进一步向家庭领域延伸，作为智能网络环境当中的“中枢神经”，无线路由器连接着家庭的其他智能设备的“神经末梢”，重要性不言而喻。然而，在我国每年出货的过亿台无线路由器当中，却难寻一颗来自中国大陆的路由芯片。
SF16A18的问世，不仅成功实现了大陆无线路由芯片领域零的突破，为国内外的用户提供了技术成熟、可高度定制且性价比优越的路由芯片解决方案及产品，同时为各行各业的无线网络提供了安全可控的可替代解决方案。目前，以半导体芯片为代表的部分高新技术领域里，国产芯片技术尚存较大的提升空间。上海矽昌通信也希望能够通过将SF16A18这一颗“中国芯”带向市场，来为中国的半导体芯片技术崛起贡献一份力量。
宝剑锋从磨砺出 优越性能提升SF16A18市场竞争力
作为填补技术空白的无线路由芯片，四年磨一剑的SF16A18具有强大的市场竞争力：
强大的工艺及计算能力
国内首款采用TSMC 28nm CMOS工艺设计，双核四处理器十二线程的CPU配置，最高运算速度可达12GHz，大幅领先市面上同类竞品。
高集成度和高安全性：
在确保CPU等核心性能领先的前提下，SF16A18实现了业内领先的高集成度，首次将24GHz和5GHz双频段整合在同一颗芯片之中。双频一芯的设计使主板上的辅助元件得以减少，因而降低了主板整体的生产价格。同时为了保证安全无忧，SF16A18内置多重加密引擎及通信密钥，真正做到安全无死角。
灵活组网与灵活应用布局
WDS/Mesh扩展WiFi无线覆盖。提供灵活的WiFi组网方式：WDS和Mesh。同时，双频一芯辅以强劲的CPU配置能够轻松助力SF16A18高度灵活地应用于各种商业模式当中，如运营商宽带入户路由、无线路由器、OED/ODM以及网关、面板和音响等用户。
布局物联网基础设施 智连无线未来
在成功向市场推出SF16A18无线路由芯片之后，围绕该芯片，上海矽昌通信已开发出智能路由器、无线面板、智能路由音响以及双频信号中继器等可灵活应用于不同场景的解决方案。
同时，公司还计划将研发与方案设计继续下沉，从模组角度出发，结合NB-IoT应用场景，打通智慧家庭的完整解决方案链，进一步布局物联网智能家居市场，盘活中国物联网智能家居生态链，通过自身产品增加市场国产化的声音，也能够通过交钥匙方案助力更多设备制造商丰富其产品品类，实现物联网国产化领域的“多赢”。
上海矽昌通信技术有限公司董事长兼联合创始人李兴仁博士表示：“创新是引领发展的第一动力。作为国内首款自主研发的无线路由芯片，SF16A18的诞生，一方面其自主可控性确保了高度的安全性，从无线路由的源头保护了信息的安全;另一方面也填补了国产无线路由芯片的产业链缺口，为市场带来了更多的选择。四年磨一剑，我们为我们的坚持和努力感到无比的骄傲。同时，我们也希望在更多的政策支持和行业扶持之下，能够在市场上看到更多自研芯片的身影，让‘中国芯’来‘兴中国’，振兴我们的民族芯片产业，助力国家信息化产业的进步与发展！”
上海有几个著名的高端手表零配件购物场所，包括：
1 若水阁：位于南京西路，专营手表及配件和维修服务，提供多个品牌的高端手表零配件选择。
2 龙之梦购物中心：位于淮海中路，是上海著名的购物中心之一，在此购物可以找到多个时尚品牌的精品店和手表商店，提供高端手表零件选择。
3 太古汇：位于浦东新区，是另一个著名的购物中心，提供多个著名的手表品牌的零配件和手表修理店。
4 上海市场：位于南京东路，是聚焦于珠宝、钟表、玉器等高档商品的市场，提供多个来自世界各地的手表品牌的零配件和手表维修服务。
以上只是上海部分著名的手表零件购物场所，您还可以根据具体品牌和需要在上海的展厅和商店进行了解和选择。在购买手表零件前选购前可以先了解其保修期和售后服务等相关情况，以避免购买的零件与手表不符或出现质量问题。物联网，Internet of Things,简称“IoT”，即通过传感器或物理识别装置等感知技术，对物理世界进行感知，通过ICT通信传输技术将数据传输至物联网云处理平台进行计算和处理，实现人与人、人与物、物与物的链接，进而对物理世界进行管理和控制。一句话解释：互联网的升级迭代版，互联网实现人与人的链接，物联网增加人与物理世界的链接；感知物理世界的变化，并对物理世界进一步的管理和控制
萌芽期：（1991年-2004年）：1994年美国麻省理工学院Kevin教授提出物联网概念，1995年，比尔盖茨在《未来之路》中构想物物互联，并未引起广泛关注。1999年，麻省理工学院首先提出物联网的定义。2003年，美国《技术评论》将传感网络技术列为未来生活的十大技术之首。
初步发展期：（2005年-2008年）：2005年，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，2008年第一届国际物联网大会在瑞士苏黎世举行。
高速发展期（2009年-至今）：2009年美国政府将新能源和物联网确定为美国国家战略。2009年温家宝总理在无锡视察时提出“感知中国”，无锡率先建立“感知中国”研究中心，中科院、运营商和多所大学建立物联网研究院。中国正式开始物联网行业战略部署。2010年中国政府将物联网列为关键技术，并宣布物联网是长期发展计划的一部分。2015年，欧盟成立物联网创新联盟。2016年，NB-IoT技术即将进入规模商用阶段。2018年6月，5G通信技术成熟化，第一阶段全功能标准化工作完成，进入产业全面冲刺阶段。
总结中国物联网产业发展，大致经历：
第一阶段：智能消费产品的涌现
2012-2015年期间，消费类物联网产品一夜爆发，过后却慢慢消退。包括智能灯泡、智能插座、智能水壶、智能电饭煲等等智能产品出现在市场上。大致思路是将传统硬件产品，添加上Wi-Fi、蓝牙、ZiBbee等无线技术，再结合APP进行控制。这股热潮来的快、去的也快，因为害怕的稳定性和用户体验存在问题，再加上价格比较高，对于消费者而言性价比不高，市场认可度比较低。
第二阶段：底层技术完善
第二阶段相对于上个阶段，技术有更深层次的突破。这个时候涌现了各种各样的针对物联网的技术，比如NB-IoT、LoRa等新型的传输技术、AI算法、智能语音技术等等，边缘计算、智能计算等计算存储技术走上台，传感器产品也更加的智能化，具有更多的功能。
第三阶段：行业级应用兴起
完成技术突破之后，物联网的应用逐渐从早期的消费类应用往企业级应用发展。更多的应用于城市建设、政府政务、各行各业产业当中。
物联网IoT产业架构分四层：感知层、网络层、平台层、应用层；物联网IoT产业链：端——管——边——云——用
随着云端数据处理能力开始下沉，更加贴近数据源头，使得边缘计算成为物联网产业的重要关口；将来将有75%的数据需要在网络的边缘侧分析、处理和存储。因而物联网产业链由之前的“端——管——云——用”发展为现在的“端——管——边——云——用”；
“端”：物联网终端，主要是完成数据采集以及向网络端发送的作用；包含芯片、感知技术（传感器+识别技术）、 *** 作系统；
“管”：管道层，保证通信的作用，无线连接、卫星和量子通信等方式；
“边”：边缘计算，将集中式架构分解成边缘位置的点；
“云”：云平台，主要进行数据的计算和存储；包含云计算平台和AI技术；按厂商类型分：运营商、ICT、互联网和工业制造厂商以及第三方物联网平台；按商业模式分PaaS和本地部署；按照平台功能可以划分：设备管理平台、连接管理平台、应用开发平台和业务分析平台；
“用”：物联网IoT应用层，落地到不同行业应用场景中；三大业务主线：消费性物联网、政策驱动物联网和生产性物联网；（政策驱动物联网和生产性物联网并称产业物联网）
从产业集聚发展情况来看，我国已初步形成以北京—天津、上海—无锡、深圳—广州、重庆—成都为核心的 环渤海、长三角、珠三角、中西部 地区四大物联网产业集聚区的空间布局。
其中， 环渤海地区 凭借丰富的产学研资源和总部优势，成为我国物联网产业重要的研发、设计和生产制造基地； 长三角地区 以上海、无锡双核发展为带动，整体发展比较均衡，在技术研发与产业化、应用推广方面发挥了引领示范作用； 珠三角地区 是国内物联网市场化最成熟、体系最完备的地区，目前已形成了一批自主的、竞争力强的物联网应用技术成果和信息增值服务模式，产业规模领先其他地区； 中西部地区 软件、信息服务、传感器等领域发展迅猛，成为第四大产业基地，且在自然资源和人力资源方面均存在优势，对物联网产业链底端感知层具有一定的促进作用。
产业集聚区的形成有利于产业规模效应凸显，形成产业链；有助于改善协作条件，节约生产成本；而且能更好的发挥核心城市的辐射带动作用，促进区域一体化发展。目前，四大产业集聚区相互独立、各有特色，汇聚了一批具有全国影响力的龙头企业，产业链逐渐完善，研发机构和公共服务等配套体系基本完备。
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