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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

建设高质量创新联合体******

　　本期光明网理论学术动态导读关注创新联合体、高等教育数字化、市场经济体制、科技文化自信等话题，欢迎网友踊跃参与讨论。

　　【邸晓燕：建设高质量创新联合体】

　　北京化工大学文法学院邸晓燕认为创新联合体是多主体联合攻关的有效组织形式，建设高质量创新联合体是实施创新驱动发展战略的一条有效途径。创新联合体一般由领军企业主导，联合产学研各方，通过产业技术创新战略联盟、平台、中心、实验室等形式开展联合创新活动。建设高质量创新联合体，可以提高国家创新体系的整体效能。一是提升跨产业的创新绩效。创新联合体的协作创新是一种开放创造和共享。利用创新联合体开展更具战略导向、跨产业、跨组织的合作，有利于通过协同创新提升创新绩效。二是推动创新链、人才链深度融合。通过共建实验室、合作开展项目等方式建设高质量创新联合体，加强企业主导的产学研深度融合，有利于激发创新者的创新潜能，有利于吸引和培养科技领军人才和创新团队，促进人才的合理布局和协调发展。三是有助于优化创新文化环境。在创新联合体内，各方能够形成和巩固彼此之间的信任关系，形成良好的创新文化环境。建设高质量创新联合体是一项系统工程，当前可以从以下三个方面着力。一是优化组织模式和运行机制。创新联合体涉及多个主体，需要协调不同层次的利益关系，建立新的协调与合作方式，推动跨学科、跨产业、跨领域的更广泛更多样化的合作。二是加大基础设施建设力度。三是为创新联合体提供市场机会、技术变革趋势等重要信息，营造良好政策支持环境，帮助创新联合体明确创新方向、把握创新机遇。

　　摘编自《人民日报》

　　【张卫国：以数字化变革推进高等教育提质增效】

　　西南大学校长、教授张卫国认为建设高质量高等教育体系，需要通过数字教育全面支撑学生学、教师教、学校管各环节，由此形成引领高等教育提质增效、创新发展的基础性力量。高等教育的数字化变革，应当从资源、平台、手段等维度入手，加快全领域、全流程、全要素转型升级，推进教育现代化，重塑高等教育格局。主要应从以下三个方面着手。一、基于“新形态”，构建“新生态”。为应对新冠肺炎疫情，我国实施了全球范围内最大规模的有组织在线教育，尽力保障高校在线课程开出率。信息技术日渐成为教育系统性变革的内生变量，数字教育成为一种新的教育形态，支撑着教育现代化的发展。发挥信息技术的优势，整合各种资源要素，加快推进技术应用与教育内容、平台终端、管理手段相融合，真正推动教育的理念更新、模式变革、体系重构。二、立足“新场景”，打造“新场域”。数字教育突破了物理的边界、技术的限制、身份的制约，为教师教、学生学打开了多种想象和可能，高等教育的场景更是无限。用好信息技术设施支撑的各类平台，建立具有物联化、感知化、泛在化特征的新型教育场域，促进教育环境的智能化转型。三、积聚“新线条”，集成“新链条”。现代教育已经从传统的教与学这种“一线两端”的形式，发展为一个循环系统，由多条线组成，不仅关系教、学、研，还涉及管、服、评，一个方面的水平往往会影响另一方面的质量。唯有由不同线条构成的“教育链条”融合协同，数字教育才有智慧，教育的效果才能显现。

　　摘编自《光明日报》

　　【丁茂战：构建高水平社会主义市场经济体制】

　　北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心丁茂战认为未来五年是全面建设社会主义现代化国家开局起步的关键时期，前进道路上，要牢牢把握重大原则，深入推进改革创新，着力破解深层次体制机制障碍，构建高水平社会主义市场经济体制，不断提高国家治理体系和治理能力现代化水平，不断彰显中国特色社会主义制度优势，不断增强社会主义现代化建设的动力和活力，把我国制度优势更好转化为国家治理效能。构建高水平社会主义市场经济体制应从三个方面入手。一是坚持和完善基本经济制度，激发市场主体活力。社会主义市场经济体制是中国特色社会主义的重大理论和实践创新，是社会主义基本经济制度的重要组成部分。要按照党的二十大报告部署，坚持和完善社会主义基本经济制度，毫不动摇巩固和发展公有制经济，毫不动摇鼓励、支持、引导非公有制经济发展。包括坚持和完善社会主义基本经济制度、加快国有经济布局优化和结构调整、深化国有企业改革、持续优化民营企业发展环境、积极支持中小微企业发展。二是要充分发挥市场决定性作用，构建全国统一市场。具体措施包括强化市场基础制度规则统一、加快要素市场化改革步伐、推进市场监管公平统一。三要更好发挥政府作用，健全宏观经济治理体系。要完善宏观经济治理、加快建立现代财税制度、深化金融体制改革。

　　摘编自《经济日报》

　　【杨怀中：新时代科技文化创新当坚定文化自信】

　　武汉理工大学马克思主义学院教授杨怀中认为新时代推进科技文化创新当坚定文化自信，没有文化自信，就不可能有科技文化创新。文化自信，是一个国家、一个民族对自身文化的优越性、生命力以及未来发展前景的坚定信念。新时代科技文化创新坚定文化自信，就是要将蕴含在优秀传统文化中的思想观念、思维方式乃至科技方法转化为现实的制度范式和直接的生产力，以文化自信推进科技文化创新。只有这样，我们才能在世界科技文化的博弈中，始终保持对自身科技文化理想、科技文化价值的坚定信念，保持对自身科技文化生命力、科技文化创造力的高度信心，不断增强我国科技文化话语权，提升国家科技文化软实力。中国是一个文化资源大国，也是一个科技文化资源大国。中国古代科技文化中的整体性思维、“天人合一”思想、经世致用理念以及人文情怀等，表征着中国古代科技文化的独特气质和品格，对于今天的科技文化创新发展仍然具有重要意义，也都是今天科技文化创新发展必须坚持和弘扬的基本精神。世界科技强国也一定是世界科技文化强国，建设世界科技强国需要坚强有力的科技文化的引领和支撑，实现高水平科技自立自强必须夯实科技文化根基。事实上，世界科技强国的崛起都是以科技文化的发展繁荣为前提和基础的，没有一流的科技文化，就不可能建成一流的科技强国。

　　摘编自《中国社会科学网》

　　（光明网记者李彬整理）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）