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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

光明文化周末：梧林密码******

　　【诗意中国】 

　　作者：许谋清

　　到五店市，让人想起故乡。

　　到梧林，想到的却是他乡。

　　五店市——出砖入石的红砖厝。

　　梧林——罗马式哥特式的小洋楼。

　　到五店市想起过去。我们祖辈从哪里来？

　　到梧林想起南洋。我们的亲人又到哪里去？

　　这也许就是为什么晋江有了一个五店市传统街区，还要有一个梧林古村落。

　　一样的是，它们都坐落在故乡的土地上，红土地。这土地，没盖房时寸草不长，叫赤土埔。房子盖起来了，便留下了红色的村道，赤土路。

　　梧林社区现在也只有1800多人，在晋江，不算大。一百年前，应该更小。梧林人早年就下南洋，19世纪末起，海外游子纷纷回乡盖房，新盖的传统红砖厝和村子里原来的房子汇合在一起，新盖的小楼则改变了村子的面貌，让外村人侧目。

　　小楼第一批建于19世纪末到抗日战争前夕，第二批建于20世纪五六十年代，成为沿海侨乡的一道亮丽风景。他们用这样的方式把外边世界的讯息带给故乡。这些洋楼，有的外墙斑驳，那是因为他们把准备装修的资金捐助给祖国的抗日战争，那是他们的拳拳之心。

　　这些楼房又分成两种，用本地红砖建的，女墙上常有民间工艺装饰，有双凤比翼、孔雀双飞及各种花鸟，这种中西合璧的称为番仔楼。还有一种楼，材料是水泥钢筋——当时水泥叫红毛灰，都得从海外运回来。楼房的样式也不一样，比如哥特式罗马式，这一类称洋楼。

　　番仔楼大部分用主人的名字命名。还有“容膝居”，“容膝”取自陶渊明的《归去来兮辞》。有“梦菜家声楼”，取自传说。上世纪五六十年代建的则用了当时的新名词，也留下那个时代的印记，如“胸怀祖国楼”“放眼世界楼”“东风万里楼”。番仔楼12栋，洋楼11栋，合23栋。在这片古老的土地上，若再加点霞光云气，你不觉得它是一片海市蜃楼？

　　梧林古村落不同于五店市，它没有围墙，仍然和原来的梧林村贴在一起。当年，23栋番仔楼、洋楼，打开了23扇窗户，让人脚踏故土，望向世界。

　　遥想一百多年前，当几栋小洋楼出现在原来只有平层的红砖厝的村子里时，村民只当它们是西洋景吗？不，它们实实在在地从他们脚下的赤土埔上拔地而起，就立在他们面前。它们是真实的，看得见，摸得着，生根钉地，搬不走。从那个时候开始，梧林人有了诗和远方。

　　德鑨老先生1924年回乡建了一栋红砖厝，1936年又回乡建了一栋洋楼，现称“五层厝”。不可思议的是，百年古大厝墙砖上的花纹和“福”字依然清晰、红艳、有棱有角。这片宅地里，有两棵引人注目的老榕树。其中一棵乍一看，树头在楼上，紧紧地拥抱着，也可以说是包住梁柱，根须下垂，扎入地里，上边枝干张扬，撑起庞大的墨绿色树冠。另一棵空间受限，四面是墙壁，满地树根，这是令人过目难忘的梧林一景。我注目那些交错虬曲的树根，它们仿佛编织成一个迷宫，能感觉到它们的努力和挣扎。它们是故乡的老榕树，生长在最贫瘠的赤土埔上。它们的枝干上还飘着一束束柔软的根须，那些根须一旦到达地面，就会紧紧抓住，让自己变成新的树干，但依然和老树连接在一起。世界上，只有这种树可以独木成林。这也是梧林人的性格。

　　我们的土地不是故步自封而是兼收并蓄，这些西式小洋楼已经在这片土地上转化成故乡的一种元素，给古老的乡村抹上一笔海洋文化色彩。这是一种开放的色彩、生命的色彩，更是一种先行者的姿态。

　　余光中写李白：“凡你醉处，你说过，皆非他乡。”

　　不管到哪里，都能落地生根，成就事业。不管到哪里，都惦念家乡。

　　远行博大了胸怀，用他乡丰富了故乡。

　　梧林的23栋番仔楼、洋楼是一组密码。我们走进梧林，用这些密码，探寻那一部部仍然保持温度、蕴藏着海上丝路文化的创业史。

　　《光明日报》（ 2023年01月06日 15版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）