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·中外对话 | “全球化”概念首倡者:“统一的西方”概念已经过时了******
中新社柏林4月22日电 题:“全球化”概念首倡者:“统一的西方”概念已经过时了
中新社记者 彭大伟
马丁·阿尔布劳(Prof. Martin Albrow)是西方率先提出“全球化”概念的学者之一,从事社会学职业生涯长达半个多世纪。马丁·阿尔布劳获剑桥大学博士学位,他是英国社会科学院院士、英国社会学会荣誉副主席、全球中国学术院荣誉院长。阿尔布劳教授近年来的研究方向转向中国,已出版两本研究人类命运共同体的专著。
中新社德国分社首席记者、中新网研究院副院长彭大伟近期与阿尔布劳教授进行了对话。阿尔布劳表示,人类无法回到新冠疫情前的世界,但全球范围内的科学家们围绕抗疫开展的大量合作本身就是一项全球性的进程,展现了全球化所取得的进展。
阿尔布劳认为,西方理解中国抗疫需要理解中国社会秩序所具备的历史基础,以及中国的执政党从中国传统中所汲取的治理智慧;中国的治理模式下,中央对社会的管理更加深入,也更有效率,这也造就了疫情下中西方表现的巨大差别。
图为马丁·阿尔布劳著作。供图针对中国能否避免“修昔底德陷阱”,实现和平崛起的问题,阿尔布劳认为,我们不应总是执着于旧式的地缘政治视角,而是更多地关注人工智能等新技术的发展,并且从国际社会的角度共同携手治理,进行对话与沟通,以引导新出现的技术向善,并管控风险。
图为马丁·阿尔布劳 供图对话实录摘编如下:
彭大伟:您认为新冠疫情对全球化的发展会造成怎样的影响?我们能否最终回到我们曾经熟悉的那个“疫情前的世界”?
阿尔布劳:简单地说,我的回答是“不能”。我们无法重回疫情暴发前的那个世界,这是因为我们本来就无法回到过去。疫情让我们看到,全球范围内的科学家们合作研究病毒、开发疫苗、交流信息,这就是一项全球性的进程,展现了全球化所取得的进展——至少在科学技术等领域。当前全球化的推动力来自于一种强大的压力,这种压力指向如何更好地通过技术控制住疾病、气候变化和实现军备控制等等。
彭大伟:我此前采访马丁·雅克先生时,他曾说,要想理解中国抗疫,西方最好去读一读孔子。西方是否应从中国的做法中获得借鉴?
阿尔布劳:在某种程度上,是的。我将儒家伦理视作中国古老的文化传统中非常重要的一个方面。两者是密不可分的。另一方面,我认为与儒家相关的若干实践,尤其是强调读古书、通过教育提升社会地位等,至今仍对中国社会具有十分深刻影响的因素。西方不应忘记的一个事实是,中国共产党是建立在中国数千年的传统之上的。尤其是考虑到中国传统中关于一个人应当通过知识和教育提升自身社会地位的部分,中国共产党是一个推动教育运动的政党,与纯粹的经济因素相比,它更重视文化价值、伦理因素。
西方理应理解中国传统中的这一关键思想。这意味着,当应对新冠大流行这样的灾难时,国家做的是去唤起社会价值中广泛的共识。中国的执政党从中国传统中汲取了治理智慧。在这一意义上,我赞同马丁·雅克所说,我们永远不应忘记中国社会秩序所具备的历史基础。
我想补充的是,除了历史传统外,中国共产党还从中央层级提供了非常强有力的推动力。基于此,中国的中央政府对社会的管理更加深入,也更有效率,尤其是借助现代技术的帮助后,这方面的管理效率之高(与西方相比)就更加突出。甚至在帝制时代的中国,这样的社会管理都是无法实现的。因此在疫情下,中国的表现和西方就有了巨大的差别。
彭大伟:您认为中国能真正实现和平崛起吗?
阿尔布劳:美国学者亨廷顿提出的“文明冲突论”,其立论建立在不同文化之间的深层次差异之上。但我并不真正相信这一理论,这是因为我认为不同文化可以共存,而且以一种相对和平的方式共存,并相互交流。不同文化之间或许会出现争端,但这并不意味着文化的差异性导致它们无法共存,共存是可能的。另一方面,至于“修昔底德陷阱”这一概念,与其说关注文化领域的现实,不如说更侧重于战略领域的现实。“修昔底德陷阱”关注的是这样一种事实,即“如果在一个单一世界里,有两方争夺主导权。那么要想避免爆发冲突,对双方而言都将变得十分艰难”。与文明的冲突相比,我认为第二种情景对世界构成更加真实的风险和威胁。
我并不认为我们未来一定会面临“修昔底德陷阱”。只要我们将精力集中在上述全球融合的领域,聚焦我们的共同之处,这就包括全球化的生活方式,一切能够将我们凝聚在一起的文化成果。我认为这将胜过那些持续希望向外扩张、挑动冲突的群体和组织的影响力。
资料图:中欧班列长安号跨里海、黑海班列首发。 西安国际港务区供图我更加担忧的是,由于某些偶然事件所引发的冲突和争端,例如人工智能的崛起,或是新型武器的发展。这是因为它们很容易就会发展到全自动的水平。各国在争夺新型武器的过程中也会卷入争斗。这些都是真实存在的风险,全世界都应该关注到这一风险。换言之,最大的风险不是地缘战略问题,而是新技术带来的后果。
彭大伟:假如真的要迎来“亚洲世纪”,西方已经准备好接受这样一个世纪了吗?西方会乐见亚洲成为世界中心吗?
阿尔布劳:我们所谈论的这个“西方”,其影响力目前看上去覆盖了世界的绝大多数地方,但“西方”绝对是在通向一个更加碎片化的方向。“西方”不会像美国人所希望的那样被视作一个整体。的确,美国总统拜登正在试图构建某种意义上的“民主国家联盟”,而这种做法已经近乎可笑了,因为拜登基本上是在邀请所有“不喜欢中国的国家”加入其中,而并不计较这些国家到底持什么政策、拥有什么政体。
我认为,“统一的西方”这样的概念已经过时了。从这个角度来看,中国的领导力如今在国际机制和国际组织中体现得淋漓尽致,中国正努力推动这些机制和组织聚焦于全球共同的目标,聚焦于务实的项目、为全世界树立榜样,正如中国在应对气候变化和发展太阳能发电等诸多领域所做的那样。
中国不仅拥有作出重大决策所需的资源和政治体制,更能够迅速地作出决策、且将其付诸实施。这是中国相比世界其它国家所具有的一项比较优势。
资料图:一处光伏基地。孙睿 摄彭大伟:您对中国推进实现共同富裕有何看法?
阿尔布劳:中国过去半个世纪以来的案例十分引人入胜。50年前,中国几乎没有什么能够被称为“福利国家”的要素。而在过去50年间,中国在教育和医疗等方面的公共福利持续得到增长。这是实现共同富裕的重要一环。
因此中国是具备实现共同富裕的要素的。中国人口数量众多,且十分勤劳。与此同时,中国的政府明白应该经常地引导富裕群体去帮助那些在经济生活中不够成功的人群。我们需要明白的是,仅通过勤劳是不足以创造财富的,还需要有竞争。在这一方面,中国政府表现出了极大的智慧,将竞争放在一个符合全体人民共同利益的水平上加以管理。
彭大伟:过去十年,中国特色社会主义进入新时代。您对中国这十年的发展有何看法?最重要的进展是什么?
阿尔布劳:过去十年最重要的特点之一是,中国共产党更加广泛地代表了道德、社会和伦理层面的价值,更好地代表了整个中华民族的社会意识(social conscience)。如果中国共产党能够更好地胜任这一角色,且这一角色越来越得到普遍的接受,正如近十年所发生的那样,那么(中国的)未来看上去是十分充满希望的。(完)
编者按:访谈全文收录在阿尔布劳新著《中国与人类命运共同体:探讨共同的价值与目标》(伦敦:环球世纪出版社,2021年版),并在2022年伦敦国际书展面向全球推介。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |