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
太惋惜!胡鑫宇自缢身亡,青少年心理健康如何呵护?******
文/赵斌
2023年2月2日,江西省、市、县联合工作专班在上饶市铅山县召开新闻发布会,通报胡鑫宇系自缢身亡。发布会上还公布,胡鑫宇2022年9月到致远中学就读后,因学习成绩不佳造成心理落差,加之人际关系、青春期冲动带来的压力,造成了他失踪前心理状态失衡,有明确的厌世表现和轻生倾向。
如何应对孩子的厌学、厌世情绪,呵护青少年心理健康?
看懂这些预警可以挽救孩子!
北京同仁医院急诊科副主任医师、国家二级心理咨询师岳春河在接受中新社国是直通车采访时说,“小孩子把活啊、死了的挂嘴上”“哭着打电话说不想上学”“挺内向的孩子,好像突然开朗了,甚至有些聒噪”这些往往不被重视的现象,极有可能是孩子走在极度危险边缘的预警,甚至是向家长发来的最后求救。
上海长征医院心理科副教授、副主任医师、中国医师协会心身医学分会青年委员潘霄认为,要避免悲剧发生,需要了解青少年在作出极端行为前的四个阶段。
潘霄称,这四个阶段分别为情绪低落期、求援窗口期、绝望期和绝望之后的实施期。
情绪低落期源于父母离婚等家庭问题、遭受霸凌等学校人际关系问题、成绩下降等学习问题导致的情绪低落。这一状态如果长时间持续,会非常痛苦,进而产生“活着没意思”等想法,但这一时期是宝贵的援助窗口期,青少年会有求援、呼吁关注的表现。比如和朋友说、向家长或老师求助、寻求心理咨询等。也会出现自杀前的言行征兆。
一旦错过这个时期,青少年就会从求援窗口期进入绝望期,很难通过心理咨询等一般手段拉回来。进入绝望期,原则上必须从医学角度根据实际情况给出医学治疗方案,比如住院、服药治疗等,才能有较好的效果。
他表示,青少年自杀前的预警可从两个方面去发现和判断:言语方面和行为方面。
言语方面:
1、暗示。如,没我更好、没有我会怎样、活着或人生好麻烦、活着没有价值和意义等消极厌世类情绪语言;
2、明示。如,不想活了、想死了、我死了你不要后悔、再这样我就去死等明确地表达出死的意愿。即便是孩子偶发性无心说出,也要引起注意,及时做心理评估。
行为方面:
1、抑郁表现。出现“三低”,即情绪低落、思维迟缓、行为减少;
2、突然变化。本来内向或外向,性格突然转变;
3、突然离家出走,不告而别;
4、有自伤、自残行为,比如用刀划自己手臂,拿头撞墙等表现;
5、孩子突然无端出现不舒服。尤其是内向敏感型青少年,不愿意沟通,潜意识压抑负能量导致头疼等身体不舒服;
6、厌学,不做作业,成绩快速下降。
潘霄表示,青少年言行有上述特点就应该引起重视,如果同时具备多个表现,要高度警惕青少年已患有严重的心理健康问题。
如何呵护孩子心理健康?
潘霄认为,发现青少年有轻微的心理健康问题,或者难以解决的情绪问题,首先要找到学校的心理老师、心理咨询工作室或者医疗机构做评估,以确定问题的程度,进而获得解决方案。
问题严重时,这些机构的专业人士会建议家长及时送医。经过多年发展,中国医疗界在治疗心理、精神方面的问题和疾病的水平值得信赖。
岳春河认为,日常教育中,家长的有效沟通和陪伴对青少年心理健康至关重要。家长应尽量少用成年人的思维去干预甚至控制孩子,要站在孩子的角度与之共情,了解孩子的内心。此外,还要注意帮助引导孩子建立自我评估体系,让孩子学会平衡内在与外在评价体系,从根本上减轻外界对孩子心理的负面影响,避免产生自我否认感。
岳春河举例,如果把夫妻比喻成各自是一个圆,这两个圆重叠的地方就是孩子心理空间的天地。如果家长离婚,一定注意不要互相否定,这种否定即便不当孩子面说,孩子也能感受到,会给孩子的心理带来负面影响。
潘霄认为,学校配备的专业心理老师一般会按要求教孩子怎么处理负面情绪以及心理问题,包括学业压力、人际冲突、家庭关系的处理等。家长也要注意青少年的逆商培养(AQ),学会如何处理挫折和重振信心。可以多参加有竞争性、有输赢的体育活动、军旅主题的夏令营,一些培养抗逆力的户外活动,要让孩子有抗逆训练,学会面对挫折感。
潘霄还提醒,要避免孩子接触一些不良引导的游戏和漫画。家长也要注意加强青少年心理建设的科普学习。同时媒体尤其是自媒体不要渲染涉及自杀的名人、舆情事件,给社会营造一个良好的舆论氛围。
全社会应形成合力
呵护青少年心理健康,老师和家长的专业知识储备至关重要,但仅凭这些可能还不够。
北京市二十一世纪幼儿园总园长朱敏在接受中新社国是直通车采访时建议,应由政府主导、部门协同,构建学校、家庭和社会三位一体的防范青少年自杀屏障。例如,可由政府部门牵头,组织专家和专业教师一起研发生命教育课程;加强家校沟通,及时发现青少年的消极情绪并有效干预,确保自杀预防工作的正常运转;构建遍布全国的心理危机社会支持网络和自杀干预网络,建立自杀预防专门机构,如心理诊所、心理热线等。
朱敏认为,通过借鉴美国、英国等在青少年心理健康方面的成功经验,可考虑以心理健康专业的高校、研究机构为专业主导,与学校尤其是经济欠发达地区、留守儿童相对较多地区的学校对接,针对青少年相关心理问题给出解决方案,再结合实际案例反馈到研究当中,不断形成具体的标准、做法、经验以更好指导实践。