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时空穿越不再是梦？科学家成功模拟“全息虫洞”！******

　　近日，科学家打造出

　　“全息虫洞”的消息冲上热搜

　　引发了大家的讨论

　　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

立春：春意生发冰雪中******

　　立春：

　　春意生发冰雪中(解码二十四节气)

　　“二十四节气”是中国人通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系和社会实践，2016年被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。为了让海内外读者更好地了解二十四节气，本报即日起推出“解码二十四节气”栏目，介绍节气相关知识及历史文化内涵，阐释其中蕴含的中国智慧。

　　——编者

　　2月4日，北京冬奥会开幕，恰逢立春节气。开幕式上，二十四节气倒计时惊艳了世人，尽显中华文化的瑰丽与浪漫。在这场冰雪盛会中，昂扬奋进的奥运精神与温厚悠远的中国气韵交融互映，让人们感受到春意盎然、生机勃发。

　　中国古人顺天应时，依据天象、气候、物候的变化，将一年农耕的日子“网格化”，网格里的二十四节气，凝聚着中华民族经天纬地的伟大智慧。

　　立春为二十四节气之首，宣告着一年春耕夏耘、秋收冬藏的开始。在农耕时代，立春是庄重的节日，国家要举办祈求农事顺利的仪典。《礼记·月令》记载，立春之日，天子亲率三公九卿诸侯大夫，到东郊祭祀春神。回朝后，赏赐群臣，布德令以施惠兆民。打春牛，是与农耕相关的重要节俗。各地守土官率僚属，盛陈卤簿仪仗，抬芒神(春神句芒)、春牛(土制的牛)，杂以秧歌、龙灯、高跷、旱船等，迎春于东郊高地。带队长者鞭打春牛，春官诵曰：“一打风调雨顺，二打土肥地喧；三打三阳开泰，四打四季平安；五打五谷丰登，六打六合同春；七打七星高照，八打八节康宁；九打九九归一，十打天下太平。”鞭毕，抬春牛沿地垄缓缓前移，行120步(象征一年十二月)，将春牛放置垄顶，守土官执镐向正南“农祥星”方向奋臂刨土，以示农事开始。春牛打碎之后，人们争抢牛头，谓之抢春；又抢春牛腹中糖果，以为一岁的甜蜜。将春牛之土洒于牛圈内，以期牛畜繁衍兴旺。

　　“东风吹散梅梢雪，一夜挽回天下春。”立春之际，人们开展多姿多彩的迎春活动，如送春帖、贴春条、戴彩胜等。文人书写文字工丽的春帖子，相互赠送。北宋欧阳修写有春帖子词二十首，其一曰：“气候三阳始，勾萌万物新。雷声初发号，天下已知春。”民间则在炕头贴春条：“春天春日春水流，春草地上放春牛，春花开在春园内，春鸟喜落春树头。”女子用彩色绢或纸剪成小幡、燕、蝶、花朵等形状，戴于头上，以示迎春，统称“彩胜”。

　　咬春亦是历史悠久的民间习俗，在立春这天咬食春盘、春饼、萝卜等，有养生之效。宋《岁时广记》引唐《四时宝镜》云：“立春日食萝菔、春饼、生菜，号春盘。”据传，春盘源自汉魏的“五辛盘”，即在盘中盛上五种带有辛辣味的蔬菜，作为凉菜食用。李时珍《本草纲目》解释说：“五辛菜，乃元日、立春以葱、蒜、韭、蓼蒿、芥，辛嫩之菜杂和食之，取迎新之意。”食之有调节气血、发散邪气的作用。春饼是用面粉烙制的薄饼，常裹卷萝卜细丝和其他辛味蔬菜共食。清代《燕京岁时记》云：“是日，富家多食春饼，妇女等多买萝卜而食之，曰‘咬春’。谓可以却春困也。”

　　“春，蠢也，动而生也。”立春之后，虽然天地间寒意未消，但在冰雪之下，蛰虫逐渐苏醒，鱼儿浮上水面，生机悄然萌发。

　　一年之计在于春。春回大地时，开启新一年的奋斗，种下新一年的希望，将追梦的足迹，印满欣欣向荣的中国。

　　(施立学为吉林省民俗学会理事长，宋佳佳为吉林艺术学院硕士研究生)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）