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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

中国旱作农业源自何处？专家称至少包括黄河西辽河两个起源中心******

　　资料图：刘国祥研究员在第六届世界小米起源与发展会议上做报告。　中新社记者 孙自法　摄

　　中新网北京12月27日电 (记者孙自法)农业起源和人类起源、文明起源一道并称为考古学研究的三大课题，其中，农业包括旱作农业和稻作农业，中国旱作农业如何起源、从哪里起源等问题，长期以来在学界有一定争议，也备受关注。

　　在中国社会科学院考古研究所刘国祥研究员看来，中国旱作农业可能不只有一个起源地，至少应包括黄河流域和西辽河流域两个起源中心。

资料图：内蒙古敖汉旗一处小米种植基地。　中新社记者 孙自法 摄

　　由中国社会科学院考古研究所、中国科学院地理科学与资源研究所、赤峰市及敖汉旗政府等共同主办的第九届世界小米起源与发展会议，12月27日以线上线下相结合方式举行。刘国祥以《敖汉旱作农业与西辽河流域史前文明》为题作学术报告指出，传统观点认为，地处黄河流域的中原地区是旱作农业的发源地，但西辽河流域内蒙古敖汉旗兴隆沟遗址炭化粟、黍遗存等发现，引发出关于中国旱作农业起源问题的新思考。

　　刘国祥说，目前许多学者认为，西辽河流域的自然环境具有脆弱性、多变性和不稳定性，会使人类具有食物短缺的压力，当地的草原生态系统虽较为干旱，但河流仍能提供充足的水源，加之粟、黍的生命力顽强，完全具备农业发展的条件，非常有可能催生原始农业的产生。因此，中国旱作农业可能不只有一个起源地，至少应包括黄河流域和西辽河流域两个起源中心。

　　从考古学文化视角，中国北方旱作农业发展历经小河西文化时期(距今约9000-8500年)的萌芽阶段、兴隆洼文化时期(距今约8200-7200年)的形成阶段、赵宝沟文化时期(距今约6700-6400年)的发展阶段、红山文化时期(距今约6500-5000年)的成熟阶段、小河沿文化时期(距今约5000-4000年)的过渡阶段、夏家店下层文化时期(距今约4000-3400年)为鼎盛阶段。

资料图：内蒙古敖汉旗展示当地小米磨制过程。　中新社记者 孙自法 摄

　　他建议，今后应继续加强田野考古工作，围绕敖汉旱作农业系统，以河流为中心，系统获取土样，通过炭化籽粒建立当地旱作农业系统谱系，加强旱作农业系统的保护与延续。

　　刘国祥表示，兴隆洼文化兴隆沟遗址浮选出土的炭化粟和黍，经中外三家不同的碳十四实验室年代测定，证实兴隆沟出土粟的年代距今约7650年，这是目前世界上发现最早的小米实物遗存之一，也是唯一经过精确年代测定的最早的小米遗存，表明当地是以粟、黍为主的旱作农业起源地。英国剑桥大学马丁·琼斯教授到敖汉旗兴隆沟遗址进行考察，也得出欧洲小米是由中国西辽河流域最早栽培并由东向西传入的研究结论。“考虑到兴隆沟遗址所处位置，其很有可能是小米向欧洲传播的起始点”。

　　即将到来的2023年已被联合国确定为“国际小米年”。刘国祥认为，“国际小米年”将提供机会引导政策关注，从而为敖汉小米等产业发展带来新机遇、新起点。同时，“国际小米年”也将推动对旱作农业考古文化更深入的研究、更好的保护和传承。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）