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
关于建构中国历史学自主知识体系的几点思考******
作者:朱浒(中国人民大学历史学院教授)
习近平总书记在中国人民大学考察时强调,“要发挥哲学社会科学在融通中外文化、增进文明交流中的独特作用,传播中国声音、中国理论、中国思想,让世界更好读懂中国,为推动构建人类命运共同体作出积极贡献”,“加快构建中国特色哲学社会科学,归根结底是建构中国自主的知识体系。要以中国为观照、以时代为观照,立足中国实际,解决中国问题,不断推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展,不断推进知识创新、理论创新、方法创新,使中国特色哲学社会科学真正屹立于世界学术之林”。在哲学社会科学体系中,历史学是对其他哲学社会科学具有支撑作用的基础学科。习近平总书记指出,“历史研究是一切社会科学的基础”。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视历史和历史科学,作出了系列重要论述。在致中国社会科学院中国历史研究院成立的贺信中,习近平总书记提出了加快构建中国特色历史学学科体系、学术体系和话语体系的殷切希望。这些重要讲话和指示要求,为中国历史学的发展提供了根本遵循,指明了未来的发展目标。
中国的历史编纂和研究历经数千年从未间断,形成了自身的独特传统,有力赓续了中华文明和中华民族的传承。近代以来西方列强入侵中国,在西方学术体系的冲击下,中国史学走上了曲折的转型之路。在这一转型过程中,随着马克思主义在中国的广泛传播,以马克思主义为指导的史学研究成为中国学界独立探索历史学知识体系的中流砥柱。在社会主义革命和建设时期,马克思主义史学形成了更为完整的历史学知识体系,深入研究社会发展规律,在为新中国建设提供历史借鉴、凝聚奋进力量等方面作出了重要贡献。改革开放和社会主义现代化建设新时期,马克思主义史学得到进一步发展,尤其是深入探讨了中国在世界现代化潮流中落伍的原因、中国自近代以来追赶现代化的历程等问题,揭示了中国进行现代化建设的紧迫性、可能性和必要性。可以说,马克思主义史学的这些研究,对于探索中国式现代化道路起到了十分重要的作用。
然而,自20世纪末开始,马克思主义对史学研究的指导地位一定程度上出现弱化。这一方面是由于部分马克思主义史学研究未能彻底克服教条化倾向,另一方面则是由于20世纪80年代以来西方新兴史学流派的传入。这些新兴史学流派拓宽了史学研究的领域,创新了史学研究的路径和方法,不过有些所谓新兴史学研究,其关注点多集中于语言游戏和观点翻新,导致以挑战和解构主旋律的历史虚无主义思潮泛滥。此外,日趋析分的学科建制,导致历史学体系分化比较严重,碎片化态势亦呈加剧之势。学科体系的规范化固然对很多学科的发展都具有积极作用,不过也需要提防由此造成的学科壁垒问题。就当前历史学学科建制而言,中国史内部古代史与近现代史各守一块阵地,史学理论与史学史、历史地理学、历史文献学等也都越来越强化自身范围;至于世界史和考古学,成为一级学科后更倾向于自成一体。如此分化的结果,一定程度上使得历史学内部出现了值得关注的鸿沟。另一个值得关注的问题是历史学的研究领域被窄化、致用功能被削弱。历史研究是一切社会科学的基础,在经济学、政治学、法学、新闻学、民族学等社会科学之下,都设有开展各自专史研究的二级学科,对于各自一级学科都具有极强的理论支撑作用。要开展这类专史研究,必然需要扎实的史学功底。可是,现行历史学的学科体系很难对这些专史领域给予一个恰当的位置,而各社会科学的专史从业者又往往缺乏史学基本功训练,从而使这些专史研究容易出现重复劳动而水平提升有限的状态。一方面,国家和社会急需这些专史研究推出高水平成果作为智力支持;另一方面,现行历史学体系和社会科学体系都很难独立产出相应的高质量成果、培养出相关优秀人才。
要解决以上问题,就必须推进中国历史学自主知识体系建构,这既是中国历史学实现进一步发展的内在要求,也是反思和批判西方知识体系文化霸权的组成部分。中国历史学自主知识体系建构应该按照立足中国、借鉴国外,挖掘历史、把握当代,关怀人类、面向未来的思路,着力体现中国特色、中国风格和中国气派,大体可以从以下四个方面着手:
第一,坚持马克思主义指导,注重经世致用,充分体现建构中国历史学自主知识体系的主体性、实效性。深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,坚持以历史唯物主义和辩证唯物主义为指导,坚持正确的价值观和政治导向。中国有独特的历史、独特的文化和独特的国情,必须坚持中国的主体地位,避免流为西方知识体系和学术话语的分支和跟班。历史研究也不是象牙塔里的不问世事之学,而是有强烈致用意识和功能的学问。马克思、恩格斯、列宁和毛泽东等革命家的诸多经典著作中,一再展示了历史研究是认识、解决现实问题的重要手段。要深刻理解中国式现代化道路的特性,深刻认识当代中国对于构建人类文明新形态和人类命运共同体的重大意义,离开历史研究是根本不可能得到深切阐明的。
第二,弘扬传统,夯实基础,充分体现建构中国历史学自主知识体系的继承性、民族性。重视历史、研究历史、借鉴历史是中华民族5000多年文明史的一大优良传统。海外史学体系的认识论前提深深浸透了西方中心论,并非历史学研究的必然模式。事实上,我国本土深厚的史学传统对史学研究的深入和史学人才的培养具有独到的价值。老一辈史学家坚持以“四把钥匙”即职官、地理、目录、年代,作为史学研究入门的门径,至今仍是不易之理。而马克思主义史学对社会形态论的认知理路,是破除碎片化研究的有力武器。这种培育厚重基础和宽阔理论视野的思路,无论对中国史还是世界史、考古学,都有助于分辨学科基本功和专业方向的差别,打好研究基础。
第三,放宽视界,与时俱进,充分体现建构中国历史学自主知识体系的原创性、时代性。历史学虽然处理的是已经消逝的过去,但一切历史都是当代史,人们都承认“让历史告诉未来”所包含的合理性。历史学是一个需要不断创新、走向社会的专业。特别是当代中国正在经历史无前例的伟大变革,亟须提炼出具有学理性的新理论、新见解,概括出有规律性的新经验。观察历史的中国是观察当代的中国的一个重要角度。不了解中国历史和文化,尤其是不了解近代以来的中国历史和文化,就很难全面把握当代中国的社会状况,很难全面把握当代中国人民的抱负和梦想,很难全面把握中国人民选择的发展道路。新时代坚持和发展中国特色社会主义,更加需要系统研究中国历史和文化,更加需要深刻把握人类发展历史规律,在对历史的深入思考中汲取智慧、走向未来。因此,如何深入认识和总结我国从历史到现实的发展道路,如何从人类文明新形态的角度出发,来领会和把握这场伟大变革的深远意义,都是当今历史学不可回避的任务。要完成这一任务,必须从实践出发,胸怀中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局,从历史长河、时代大潮、全球风云中分析演变机理、探究历史规律,提出中国问题,发出中国声音,讲好中国故事,自觉回答中国之问、世界之问、人民之问、时代之问。
第四,立足本位,博约专精,充分体现建构中国历史学自主知识体系的系统性、专业性。唯有“整合中国历史、世界历史、考古等方面研究力量”,才能“着力提高研究水平和创新能力,推动相关历史学科融合发展”。当前,随着新文科建设的全面开展,学科交叉与交叉学科、新兴学科的兴起,也成为历史学必须面对的潮流。如何为这些新兴领域开辟必要的发展空间,是历史学能否体现自身价值的重要方面,只有具备创新能力的历史学,才能与其他许多学科开展深入且广泛的合作研究。诸如边疆史、民族史、宗教史、中外交流史和国际关系史等领域,都是富有现实意义的重要领域,也迫切需要展开学科交叉研究。甚至自然科学的发展,也不能缺少对自然科学史的深入把握。可以肯定,这一方面有助于大力提升历史学的学科价值,另一方面也对历史学的专业性发展提出了更高要求。
总之,包括历史学在内的哲学社会科学是推动历史发展和社会进步的重要力量,其发展水平反映了一个民族的思维能力、精神品格、文明素质,体现了一个国家的综合国力和国际竞争力。我们要加快构建中国特色历史学学科体系、学术体系、话语体系,建构中国历史学自主知识体系,坚持历史唯物主义立场、观点、方法,立足中国、放眼世界,立时代之潮头,通古今之变化,发思想之先声,为推动中国历史研究发展、加强中国史学研究国际交流合作作出贡献。
《光明日报》( 2023年01月09日 06版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)