虫洞是什么?
我们真的能用它穿越时空吗?
今天一起了解虫洞
01虫洞?是虫子住的洞吗?
宇宙中的虫洞是科学家推测可能存在的一种特殊隧道,它的两头连接着两个遥远的时空,理论上说,如果能从虫洞的一端穿越到另一端,就能实现超越光速的时空旅行。
电影《星际穿越》中结尾主角就是进入了虫洞,发生了时空穿越。感兴趣的同学可以去看看哦!
图源:截图 电影星际穿越中的画面
要理解虫洞,我们首先要理解“黑洞”和“白洞”。在霍金的两大科普著作《时间简史》《果壳中的宇宙》的帮助下,黑洞这一概念早已深入人心。它是在恒心死亡时,由于体积收缩,密度变大,获得使光也无法逃脱的巨大密度的一种天体。而所谓白洞,其实就是和黑洞具有相反性质的特殊天体,特点是不断往外“吐”出东西,只发射而不吸收。
一个吞噬一切,一个“吐出”一切,大家可以想象一下,如果一个黑洞恰好连上了一个白洞时会怎么样呢?这时就会形成虫洞(worm hole)。
图源:中科院理论物理研究所 虫洞示意图
1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,在爱因斯坦的理论中,空间和时间不再是绝对的、不可变的,而是可塑的、相互依存的,且它们会受物质存在的影响。1935年,爱因斯坦和他的助手罗森在广义相对论的框架下研究黑洞,首次提出“爱因斯坦-罗森桥”的概念,这座“桥”连接了时空中两个不同区域的通道。上世纪50年代,物理学家惠勒将这座桥命名为“虫洞”。
这听起来是不是很令人心动?进入虫洞,你可能会出现在宇宙的任意一个角落,甚至穿越时空,改写你的人生,重新选择你曾经后悔的事。然而,虽然广义相对论允许虫洞的存在,物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞,目前只有黑洞被人类实际观测。
02量子虫洞又是啥?
虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞,但现在科学家们创造出了虫洞,还观察到了信息在虫洞之间传递的现象。不过,先别想着穿越时空,这个虫洞并非上述所讲的引力虫洞,而是一个量子虫洞。
日前,英国《自然》(Nature)杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这个全息虫洞成功地将量子态通过虫洞,由一个量子系统传递到了另一个量子系统。
如果我们想象中可以时空旅行的虫洞叫作“时空虫洞”的话,量子态的量子虫洞则可以称之为“微型虫洞”。
那么,研究量子虫洞有什么用呢?
这是因为,广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间,但它们之间仍然有一个根本性的“冲突”——量子引力。
具体来说, “广义相对论”描述了引力且在恒星、行星、银河上等大尺度上都适用;而“量子力学”描述了其他3种作用在微观尺度的基本力。这二者是否有“握手言欢”的可能?这就要看量子引力的表现。
物理学家们当然想通过实验去检验,但很遗憾,量子引力的能量与尺度,此前的实验室条件是无法模拟和观测的。而这就是“全息”的用武之地,它可以帮助物理学家创建一个与原始系统相当,但不太复杂的系统。这类似于用二维全息图显示三维图像的细节。
03量子虫洞是怎么创造出来的?
2019年谷歌的物理学家们提出了一种实验假说,认为一个在物理实验室中可以再造的量子态,能被解释为在两个黑洞之间的虫洞中穿越的信息。
现在,来自谷歌、MIT、费米实验室和加州理工学院的科学家们,用9个量子位、1台量子计算机模拟出了对应的量子动力学。在同一个量子芯片中,他们创建了两个纠缠的量子系统,并将一个量子位放入其中一个量子系统。结果,他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位“穿越虫洞”而来的信息,结果符合预期的引力性质。
这是什么意思?大家可以设想在两组纠缠粒子之间,穿上一根电线或其它任何的物理连接,让粒子们编码出虫洞的两个口。
在这种耦合作用下,操作其中一侧的粒子,会引起另一侧粒子的变化。这样就有可能在两侧粒子之间撑开一个虫洞。
图片来源:inqnet/A.Mueller 量子计算机的模拟显示了信息如何通过虫洞
尽管存在争议,但是这项前所未有的实验,探索了时空以某种方式从量子信息中产生的可能性。随着量子装置的不断改进,错误率会更低,芯片会更强,那么对引力现象的研究也会更加深入。
END
资料来源:中科院物理所、极目新闻、科技日报、环球科学、量子位
整理:董小娴
东西问|曾明:为何在人生“至难”,苏轼却能“图其至远”?****** 编者按: 习近平主席在二〇二三年新年贺词中,再度引用“犯其至难而图其至远”激励奋进,引发热议。此古语出自苏轼名篇《思治论》,中新社“东西问”特专访中国民族学会副会长曾明,解读为何在人生“至难”,苏轼却能“图其至远”。
中新社成都1月6日电题:为何在人生“至难”,苏轼却能“图其至远”?
——专访中国民族学会副会长曾明
中新社记者 贺劭清
“古之人,有犯其至难而图其至远者,彼独何术也?”宋仁宗嘉祐八年(公元1063年),年仅26岁的苏轼在《思治论》中提出疑问。苏轼用自己起伏波折的一生给出答案:因“乌台诗案”被贬黄州后,他写下“天下第三行书”与千古雄文《赤壁》二赋;晚年被贬惠州、儋州,依旧乐观旷达,留下华章无数。
在人生低谷,苏轼如何从“至难”转向“至远”?历史长河中,中华民族用什么样的精神面对“至难”?中国民族学会副会长曾明近日接受中新社“东西问”独家专访,对此进行解读。
现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:苏轼为什么在《思治论》提出“古之人,有犯其至难而图其至远者,彼独何术也?”
曾明:苏轼一生,元丰二年(1079年)遭遇“乌台诗案”之前为前期,元丰四年(1081年)“筑室于东坡,自号东坡居士”之后为后期,中间两年可谓大彻大悟期。他的一生,大起大落,大喜大悲,前期“桃李春风”,后期“江湖夜雨”。
《思治论》为苏轼26岁时所作,恰好是他“桃李春风”之时。当时苏轼出任大理寺评事签书凤翔府节度判官厅公事已两年,他洞察民间疾苦、了解地方行情。在文中对当时朝政“三患”,即“财之不丰、兵之不强、吏之不择”之弊,提出了要“课百官,安万民,厚财货,训兵旅”。
在《思治论》中,苏轼还提出了“古之人,有犯其至难而图其至远者,彼独何术也”一问。可见,“至难”和“至远”,在苏轼心中是辨证认识的。即世间万事万物,都可以由难转易,由小变大,由弱变强。幼树会成林,溪流终入海。他坚信只要定下心思去做,就肯定能达到目标。
四川眉山三苏祠内的苏东坡的雕像。张忠苹 摄中新社记者:苏轼提出的哪些主张,对今日中国式现代化仍有参考之处?
曾明:《思治论》全文虽只有2000余字,却清晰表明了苏轼早期的一些理念。他在文中表示,执政重民生,以人民为本;安定靠制度,讲规则规矩;太平须“活法”,应改革创新。
此外,《思治论》还提出“发之以勇,守之以专,达之以强”,其意为在目的明晰、规划周详的情况下,政策就应得到坚定不移的执行,只有这样,事业才能获得成功。
苏轼一生据“活”而变,从中看到了人世间的善。他明白“功业见于变”,认为“执一而不知变,鲜不厌者”,做到了“一”与“多”,“恒”与“变”的统一。苏轼主张渐变,而不是“突变”。苏轼“择先王之成法,而法其所以为法”的“通变”思想,今天依然值得借鉴。
位于四川眉山的三苏祠。王磊 摄在文化方面,苏轼因“活”而新,从中发现了万物的美。他深知“新”乃自成一家之根本,这在诸多诗文中有言。《书吴道子画后》论作画,说“出新意于法度之中,寄妙理于豪放之外”;《评草书》讲书法,说“自出新意,不践古人”。
苏轼通过以文为诗、以诗为词、以文为赋、以赋为文、以诗为文等做法,使新体更加成熟,旧体别开生面。比如《雪堂记》等均缀以骚体,《观妙堂记》等以对话行文,呈现赋体文的特点,前、后《赤壁赋》等,打破成法以赋为论;《庄子祠堂记》等借“记”作“论”,使文章获得更加不朽的生命力。
不拘法度,不断创新,苏轼对“活法”的创造实践,对当代中国文化艺术而言,依然具有启示。我们要创作出与时代同频共振的文艺作品,才能真正在中国式现代化中“丰富人民精神世界”,让世界亲近中华文化,促使世界读懂中国、读懂中国人民、读懂中华民族。
观众在中国美术馆内欣赏苏轼名作《潇湘竹石图》长卷。侯宇 摄中新社记者:苏轼有哪些华章,成于“犯其至难”?为什么艰难困顿之时,反而成就他艺术的辉煌?历史长河中,中华民族用什么样的精神面对“至难”?
曾明:苏轼不仅将“活法”贯通于诗文词赋、琴棋书画,甚至待人接客之中,还实践在他“一蓑烟雨任平生”的快意逍遥之中。自然中的“烟雨”,生活中的“烟雨”,仕途中的“烟雨”,在苏轼看来,都是由“至难”向“至远”转换的必由之路。
不管“大江东去”,还是“明月几时有”,惬意欢喜、磨难坎坷,苏轼始终保持积极乐观的人生态度。他在“至难”中依然能够保持从容洒脱、怡然自得的快意人生。年过六旬的苏轼被贬蛮荒之地儋州,他不绝望不怨恨,而是登高望远,享受绝美海景,“九死南荒吾不恨,兹游奇绝冠平生”。
苏轼屡遭打击,沧桑羁旅,却仍有“人生如梦”的哲思,有“江海度余生”的豁达,有“竹杖芒鞋轻胜马”的遐想。苏轼创造了一个令人神往的文化人格,包含了人性的丰富性和发展的可能性,展现了最为健全、圆融,可信、可爱、可敬的活生生的真实人生,几乎承载了中华民族对古代文人士大夫的所有期许。
观众在参观“千古风流人物——故宫博物院藏苏轼主题书画特展”。杜洋 摄从“路曼曼其修远兮,吾将上下而求索”,到“捐躯赴国难,视死忽如归”,到“苟利国家生死以,岂因祸福避趋之”,再到“红军不怕远征难,万水千山只等闲”,同样反映出,事不避难是中华民族刻在骨子里的精神密码。
中国百万年的人类史、一万年的文化史、五千多年的文明史,经历了太多风雨坎坷。面对任何“至难”,我们始终迎难而上,这与中华民族昂扬的精神境界、宽容的理想格局密切相关。事不避难难变易,胸无“至远”易变难。新年新气象,中华民族人人都心怀“至远”的目标,就没有克服不了的“至难”。(完)
受访者简介:
曾明,西南民族大学二级教授,博士生导师,四川省学术和技术带头人、四川省有突出贡献的优秀专家、四川省委省政府决策咨询委员会委员、中华多民族文化凝聚与全球传播省部共建协同创新中心民族文学与世界文学研究中心主任。2013年10月至2019年4月任西南民族大学第九任校长。主要研究领域为古代文学、文论,主持并完成国家社科基金项目“宋代诗学‘活法’说考索”等4项,出版专著6部;在《文学评论》《文学遗产》等刊物上发表论文70余篇,其中多篇论文被《新华文摘》《中国社会科学文摘》《人大复印报刊资料》摘编、转摘、全文转载。先后获省部级一等奖6项、二等奖5项。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |