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来源：188彩票2020-06-07 17:48

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

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东西问·中外对话 | 中德合作如何为全球气候治理“筑桥”？******

　　中新社柏林4月4日电题：中德合作如何为全球气候治理“筑桥”？

　　中新社记者彭大伟

　　中国国家主席习近平4月1日以视频方式会见欧洲理事会主席米歇尔和欧盟委员会主席冯德莱恩时强调，中欧要继续引领全球应对气候变化和生物多样性合作。米歇尔和冯德莱恩表示，愿同中方持续深化经贸、投资、能源、绿色发展等各领域合作，共同应对新冠肺炎疫情、气候变化、生物多样性保护等全球性挑战。

　　2022年是中国与德国建立外交关系50周年，作为欧盟最重要的经济体，德国与中国在经贸投资领域的务实合作，近年来已经成为推动中欧关系行稳致远的重要压舱石。如何更好地推动中国与德国和欧洲进一步实现合作共赢、携手引领全球低碳发展进程？如何兼顾气候目标的实现与能源和经济安全？氢能如何在中德气候合作中扮演重要角色？如何理解中德、中欧在新能源汽车等领域的竞合关系？

　　近日在由中国新闻网主办，德国联邦经济发展与外贸联合会协办的“东西问·中德气候对话”上，中国工程院院士、原副院长，国家气候变化专家委员会顾问杜祥琬和第十三届全国人大常委、中国科学院科技战略咨询研究院副院长王毅与德国联邦议院议员、前副议长、德国“中国之桥”协会主席汉斯-彼得·弗里德里希(Dr. Hans-Peter Friedrich)和德国联邦经济发展与外贸联合会(BWA)主席米夏埃尔·舒曼(Michael Schumann)就此展开了对话。

　　对话专家认为，在应对气候变化和推广新能源方面，中国是德国和欧洲不可或缺的伙伴，双方合作有潜力成为欧中关系典范，氢能则可以成为双方未来加强合作的重点领域之一；双方在新能源汽车等行业有着大量良好的合作，各方应该鼓励“建设桥梁”的合作精神，而非鼓吹走向对抗。

　　对话实录摘编如下：

　　氢能可成为中德气候合作重要课题

　　弗里德里希：本世纪前五十年有两大主要转型进程，即数字化和碳中和。中国和德国应该而且必须密切合作，使全人类能够在这两个问题上取得进展。欧盟到2050年实现碳中和的目标雄心勃勃，而中国实现碳中和的目标定在2060年，还定下了其它非常具有雄心的目标。如果我们想实现这些目标，现在就要尽快、尽可能多地转换到不释放二氧化碳的能源上，如电能和氢能。氢能具有很大的优势，它不受管道约束，可以在世界任何地方生产、储存、运输，在许多国家被认为是对抗气候变化的秘密武器。

　　德国是氢研究领域的领先国家之一，有大量的专利，而中国具有巨大的市场空间和潜力，能够推动氢能方面的合作，对两国经济的发展都是有益的。我们必须在各个层面推进德中气候对话。

资料图：一公司一期电解水制氢项目生产车间。　翟羽佳摄

　　杜祥琬：气候变化，特别是当代气候变化科学的形成过程当中，德国的科学家乃至欧洲的科学家作了很重要的贡献，而现在应对气候变化这件事，欧洲的科学家们，包括德国的科学家们也在努力推动，在这一点上我们非常有共同语言。

　　风能和太阳能有间歇性，要确保稳定就必须储能。氢能可以说是一种非常重要的储能。现在的思路就是让间歇性的可再生能源跟储能结合起来。

　　氢能存在两个问题，第一是如何制氢，因为氢是二次能源，煤可以制氢，但是要排放二氧化碳，这样就有违我们利用氢气的初衷、初心，所以欧洲方向也非常明确，就是制氢应该发展绿氢，应该是非化石能源来制氢。

　　第二是怎么用氢。我们首先考虑的是需要储能，用氢把不稳定的太阳能、风能存起来，从道理上讲是可以走得通的，但恐怕还缺乏实践，两国都是如此。

　　我们两国不仅在应对气候变化上有高度共识，而且面临着同样或者类似的问题、困难有待解决，可以多做一些交流。

工作人员给公交车加氢气。　李建林摄

　　能源转型应兼顾经济与民生

　　舒曼：可靠的能源供应是创造和维护现代社会繁荣进步的基本条件之一。所谓“能源政策三角”定义了经济供给保障的基本取向与环境影响和气候保护之间的关系和矛盾。天然气作为桥梁技术在迈向再生能源产业的道路上将继续发挥核心作用。

　　德国作为一个工业化国家，在短时间内已退出了核能和煤炭，而德国仍然需要化石能源。近年来其加工和储存技术迅速改进，使其能够符合环境标准。天然气将继续发挥重要作用，成为提高再生技术效率的桥梁。应对气候变化和创造可持续的工作和生活条件只有在全球合作的基础上才能取得成功。中国是这方面不可或缺的伙伴，而德中在这一领域的合作有潜力成为整个欧中关系的典范。

德国联邦议院议员、前副议长、德国“中国之桥”协会主席汉斯-彼得·弗里德里希(左上)和德国联邦经济发展与外贸联合会(BWA)主席米夏埃尔·舒曼(左下)。视频截图

　　中德气候合作空间广阔

　　王毅：中德环境和气候合作有很长的历史，环境合作大概可以追溯到上世纪90年代。在2008年之后，也就是哥本哈根会议前后，中德的气候合作也在迅速增加。这两年尽管在疫情下，我们仍然在环境、气候变化方面有非常多的合作、非常多的交流。我们希望通过纪念两国建交50周年，进一步加强中国跟德国在环境和气候变化领域的合作，也希望这一合作延续下去。

　　气候变化是超越国家、超越意识形态的全球性挑战，所以对此我们更多地去促进开展务实的合作和行动。另外我们也可能要更多地去选择优先领域。以氢能为例，中国发展氢能是非常快的。我曾经到西北地区看绿氢的生产，我们从太阳能的光伏去生产氢。这个氢将来考虑有不同的应用场景，比如说驱动燃料电池的重型卡车，比如说用氢能来生产更多的化工原料，随着应用场景(增加)，需要我们克服高成本以及更高地去提高它的效率，这需要中国跟德国之间开展合作。德国在这方面的能源转型上有非常好的经验，中国在可再生能源的设备制造以及大规模应用降低成本方面，也有很多很好的经验。

　　还有其他的领域，比如说刚才说到德国在气候立法、政策方面有很多很多很好的经验，比如你们有《气候保护法》。中国全国人大也在考虑下一步怎么样在实现碳达峰、碳中和方面，构建一个更好的立法和法律体系。两国在诸多方面都可以更好地去开展合作。

中国工程院院士、原副院长，国家气候变化专家委员会顾问杜祥琬(右上)及第十三届全国人大常委、中国科学院科技战略咨询研究院副院长王毅(右下)。中新网记者翟璐摄

　　中德合作可推动中欧及全球携手应对气候变化

　　王毅：中国出台的“1+N”政策体系，不单是减碳，而是一个系统性的变革。但是这个系统不可能一蹴而就，需要不断地在实践当中去总结。我们希望更多地向德国等发达国家学习。此外，我们要开展第三方合作，也就是说中国跟德国、跟其他发达国家，去帮助其他的发展中国家，一起来实现能源的绿色发展。

　　杜祥琬：我觉得中德合作非常重要，当中国研究自己的能源转型的时候，我们经常引用德国的例子，还有丹麦的例子，所以我非常关注德国。我们最近有一些专家到德国做了一个非常详细的访问，给我留下一句这样的话，“能光伏处皆光伏”——能装光伏的地方都装上光伏，就是分布式的光伏发电——这点给人印象很深刻。

　　但包括德国和丹麦都有一个问题，就是在发展可再生能源装机的同时，如何让它实现稳定输出。我们希望在这个方面能够多合作、多交流，让可再生能源不仅在计划层面，不仅在纸面上，而且在实践上能够做出来让人能够信服的发展方向。我们可以说是不断地关注德国和丹麦，也注意向你们学习。你们走在前头，我们只会更加高兴；但是我们要做得好的话，也希望跟你们交流。