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
他是中国现代桥梁之父，造桥炸桥皆因爱国！******
2023年1月9日
是我国著名桥梁专家、土木工程学家茅以升
127周年诞辰
他主持建造了第一座
由中国人自行设计的近代化公路两用桥
他是共和国的脊梁，最美奋斗者！
他，是学院的优等生
茅以升1896年出生于江苏镇江
小时候的他家境贫寒
总是被同辈讥讽
但他并不在乎他人的看法
自立自强！
1912年初
茅以升进入唐山工业专门学校预科
成绩名列前茅
1916年，他远赴大洋彼岸求学
在美国康奈尔大学
用一年时间便取得了硕士学位
之后
他又赴美国卡内基理工学院攻读博士
毕业时
他的博士论文《框架结构的次应力》
被认为达到了当时的世界领先水平
他的创见被称为“茅氏定律”
他，是战时的科学家
外国桥梁专家曾说
“中国人无法在钱塘江上建桥”
茅以升听到此话时，愤慨不已
发誓一定要打破这种谬论！
1934年至1937年
时任钱塘江大桥工程处处长的茅以升
在条件非常复杂的钱塘江上
主持设计并修建了全长1453米的
公路两用钱塘江大桥
钱塘江大桥于1937年9月26日通车
这是中国人自己设计和施工建造的
第一座现代钢铁大桥
是我国桥梁建筑史上的一座里程碑！
大桥宏伟，无奈战争无情
1937年11月
为不使大桥为敌所用
军事当局要求爆破大桥
12月23日傍晚，钱塘江大桥被迫炸毁！
茅以升含泪发誓
“抗战必胜，此桥必复！”
为阻止日军修复大桥以为之所用
茅以升亲自带走建桥的14箱资料
随后多年，他万里逃难
只为不让资料落入日军手中
终于1953年5月
钱塘江大桥铁路、公路重建并恢复通车
正是茅以升不懈的努力
捍卫了共和国的基业！
他，是最美的奋斗者
新中国成立后
1955年至1957年
茅以升受命主持修建了
我国第一座跨越长江的大桥
——武汉长江大桥
被称为“万里长江第一桥”
茅以升一生学桥、造桥、写桥
在中外报刊发表文章200余篇
主持编写了《中国古桥技术史》等书
为我国桥梁工程建设作出了杰出贡献
晚年，茅以升说：
“人生一征途耳，其长百年
我已走过十之七八
回首前尘，历历在目
崎岖多于平坦，忽深谷，忽洪涛
幸赖桥梁以渡
桥何名欤？曰奋斗！”
2019年9月25日
茅以升被评选为“最美奋斗者”
一生奉献，不负其名！
整理：焦子原
综合：人民日报、九三学社微信公众号
