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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

小寒：雁归年将至，雪伴寒梅香******

　　【节气里的韵味中国】

　　作者：郝泽华

　　伴着蜡梅的孤雅幽香，在大雁北归的振翅声中，小寒节气准时赴约。

　　小寒是表示气温冷暖变化的节气。《月令七十二候集解》中记载：“小寒，十二月节。月初寒尚小，故云。月半则大矣。”冷气积久而寒，小寒意味天气寒冷，但未到极点，标志着季冬时节的正式开始。冬至之后，冷空气频繁南下，气温持续降低，温度在一年的小寒、大寒之际降到最低，从民谚“小寒时处二三九，天寒地冻冷到抖”中，便可感受小寒之寒冷。

1月1日，在浙江省诸暨市三都小学，水珠上映着开放的水仙花。新华社发

　　“小寒胜大寒，常见不稀罕。”虽名曰“小寒”，但在我国北方地区，小寒节气通常比大寒节气更冷。而对于南方大部分地区来说，则是大寒节气更冷一筹。此时，北方大部分地区都处于农业的冬歇期，人们需在家做好菜窖、畜舍保暖、造肥积肥。南方地区则要注意给小麦、油菜等作物追施冬肥，做好防寒防冻等工作。有经验的农人，会以小寒的气候推测来年的气候情况，民间流传着“小寒寒，惊蛰暖”“小寒不寒,清明泥潭”等俗语。

　　冬日，万物静默敛藏，但这方寂静中，也蕴藏着向阳的生机与萌动。“禽鸟得气之先”，时令流转中细微的变化，被禽鸟敏锐地感知着。古人将小寒分为三候：“初候雁北乡；二候鹊始巢；三候雉始雊。”小寒时节，阳气已动，大雁开始向北迁移。北方的喜鹊体察到阳气，开始为来年修筑巢穴。雉鸟也因感知阳气的生长，开始雌雄合鸣。唐代诗人元稹在《咏廿四气诗·小寒十二月节》中写道：“小寒连大吕，欢鹊垒新巢。”此时，宜聆听林间的啁啾鸟鸣与枝头的振翅之声，感受寒冬中向阳而生的生命之力。霜雪终将融化，严寒之后，春日必将到来。

　　风至而花有信。二十四番花信风中，小寒“一候梅花，二候山茶，三候水仙”。梅之凛然、山茶之艳丽、水仙之清雅，为小寒时节的苍茫大地，增添了几缕幽芳，也为无数寒冬拼搏的人们，带来精神的慰藉。

1月1日，在湖北省宜昌市秭归县茅坪镇，火棘果与白雪相映成趣。新华社发

　　“闻道梅花坼晓风，雪堆遍满四山中。”小寒时节，天地萧索，寒意凛冽刺骨，但梅花依旧凌风傲雪绽放。此时蜡梅已开，红梅待放，宜携三五好友踏雪而行，探梅寻香。梅花位列二十四番花信之首，自古广为文人吟咏。在《游前山》中，陆游写道：“屐声惊雉起，风信报梅开。”诗人的木屐声惊起山林中的雉鸟。而簌簌的花信风，送来了山中梅花绽放的消息。柳宗元则在《早梅》一诗中，以“早梅发高树，迥映楚天碧。朔吹飘夜香，繁霜滋晓白”的诗句，书写早梅凌寒绽放之仪态与芬芳。自梅花始，生命中的一次次绽放，都将次第而来。

　　漫长悠远的岁时轮转间，人们因地制宜地以饮食之道，表达着对山海的眷恋和对自然的敬畏。南京人逢小寒喜吃菜饭。菜饭的样式颇多，其中一种是将矮脚黄青菜同咸肉片、香肠片或是板鸭丁与糯米同煮，里面还会剁些生姜粒。这样煮出的菜饭，味道鲜香可口。热气腾腾吃下一碗，周身便暖了起来。在广东，则会在小寒的清晨吃糯米饭。当地人认为食用糯米可快速补充能量，有利于驱寒。传统的腊味糯米饭食材除糯米、腊肉、腊肠和花生外，还可添加香菇、虾米、叉烧等。“小寒吃羊肉，大寒吃萝卜。”羊肉同样是小寒节气中常吃的食物。若是将羊肉与当归、山药、胡萝卜同煮，不仅可以增添暖意，还不易上火。围坐在燃着炭火的铜锅旁，一起热腾腾地涮羊肉，也是不错的选择。时光、故土、记忆、信念……种种与饮食的羁绊，为人们口中的食物，添上了更为深沉厚重的滋味。

1月2日，在山东枣庄东湖公园拍摄的干枯植物。新华社发

　　“煮茶烧栗兴，早晚复围炉。”在寒冷的冬日，与三五亲友围炉煮茶，亦是一件快事。最近，这一古人雅事，成了城市中一些年轻人的新风尚。在院中搭起温暖的炉子，煮上一壶热茶，再烤上花生、板栗、橘子等吃食，便可欢聚畅谈。茶烟袅袅，暖意盈怀，传统文化正悄然被当代年轻人赋予新的内涵。

　　数九寒天，《九九消寒图》又添上几笔，不知不觉中，年关将近，各种年事活动正逐步展开。年味儿浓起来了：剪窗花、挂灯笼、买年画、写春联、备年货……而身在异乡辛苦打拼的人们，也准备收拾行囊，踏上归程。小寒节气在家人团聚的期盼中，增添了几分暖意。万家灯火中，总有一盏灯，在等待风雪夜归人。

　　大雁北归，寒梅着花，年节将至。小寒于寒冷中蕴藏着临近春日的生机，于银装素裹中孕育着生命绽放的力量。生活的美学与生命的智慧在节气更迭间不断延续，纵天寒地冻、冰封千里，若心怀信念，便无惧萧索与孤寒。

　　《光明日报》（ 2023年01月05日 08版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）