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
博物馆:“活化”文物的深层次意义******
作者:于 颖
通过文物研究、通过展览进行深入浅出的阐述、视觉表达和引导,以及沉浸式的体验,让大众从多方面感受文物的魅力,认同文化的价值,不断提高审美能力,可以形成一个良好的非遗传承环境,吸引更多的人去追寻和继承先人留下的珍贵足迹和心路历程,得其精神,化古为今。
2022年岁末,上海博物馆建馆70周年庆之际,推出的秘藏南宋朱克柔缂丝《莲塘乳鸭图》特展,令观众惊艳。因为古代丝织品非常脆弱,为降低其受损风险,此次展览时间仅为16天。展厅空间主要分割成了四个区域:缂丝知识导览、沉浸式欣赏秘藏文物、缂丝技法体验互动区和明清缂丝书画文物。尽管展厅空间不大,但在参观动线和内容设计上都作了精细的规划,并以过去几年来收集到的公众普遍关心的3个问题——“缂丝技法的来源”“缂丝发展的过程”“缂丝书画的奥秘”作为展览的切入点。
自从《国家宝藏》通过故事演绎的方式将《莲塘乳鸭图》推向公众的视野,上海博物馆这一馆藏秘宝便广为人知。人们对于缂丝从陌生到产生兴趣,并对世间极品朱克柔缂丝《莲塘乳鸭图》充满向往。2021年,上海博物馆举办的“丝理丹青——明清缂绣书画特展”通过3D动画的方式,将缂丝工艺从上机织造过程、从明清缂丝书画文物局部精选出来的10种常用缂丝技法进行3D还原,清晰地展示了缂丝技艺的不同寻常之处,让人们一目了然。解答了人们对于刺绣和缂丝之间模糊不清的问题。
而这次《莲塘乳鸭图》特展在之前展览的基础上,进一步从历史、文化和工艺高度的三个方面,来阐述缂丝书画的惊艳绝技发展到极致的作品是如何神技鬼工。若非亲眼所见,难以置信。进而,解密独一无二的“朱缂”法的妙趣所在。深入分析这一技法之外,还展示了由当代缂丝非遗传承者放大3倍仿缂的朱克柔作品的4个局部,不仅让观众真切地感受到缂丝技法和缂丝魅力,也以一种实验传承模式来倡导传承者必须取法中上,才能摸索出大匠、大师之路。
展厅中央设计了一个幽暗的观赏《莲塘乳鸭图》的环境,这不仅是为了更好地保护文物,也在于这样的观赏环境能让人与文物形成一种沉浸式的对话。仿佛跨越了岁月后的一次文化的遇见、一个向卓越艺术的致敬、一份血脉相连的感动。让观众在朱克柔缂丝书画精彩绝伦的时空中,感受到中华文明的厚重与优雅。缂是一种纺织工艺,沿着古老的丝绸之路传入中原,有“缂丝”之名。南宋朱克柔融合院体画艺于缂丝技艺,以纤细的合色花线(合花线)作调色,以缂丝技法来摹画水墨笔意,晕色效果自然天成,精工细作,后世赞其名为“朱缂”。此次展出的《莲塘乳鸭图》,为朱克柔所作的唯一巨幅传世珍品,全幅以彩色丝线缂织而成。
接着是缂丝技法体验互动区,不仅让一般观众获得了从不同角度看缂丝所获得的不同的色彩和效果,体验到了缂丝书画何以丝光流转、光彩照人的艺术过程,还能让前来观展的缂丝艺人从中悟得某些道理、得到审美的启迪,这对年轻一代传承人更具有启思的意义。例如,3倍放大仿缂《莲塘乳鸭图》局部的,是一位自小学习缂丝工艺的苏州缂丝非遗传承人,她通过这一次对原作的研究、揣摩、仿制,获得了新的领悟,改变了原来师傅教授给她的一些技法与习惯,实现了自我突破和创新。
展览最后,人们看到两件明清传承的缂丝书画作品,通常都会感叹它们与《莲塘乳鸭图》之间的差距之大,不少观众甚至觉得这两件是道具品。这里也有着一份策展的深意,用实体文物来触发人们对缂丝书画传承的思考,尤其是其在当下的艺术发展价值。这形成了一种鲜明的对照:两件明清缂丝书画也是留存下来的当时比较精良的作品,能代表当时的主流缂丝书画水平,但没有《莲塘乳鸭图》那么神采卓然,令人心神向往。原因何在?是缂丝书画在传承过程中遗失了什么吗?是明清缂丝书画创作受到商业化生产的影响,无论艺术性还是工艺精细方面都弱化了?还是社会文化价值导向和艺术环境不同导致的?这两件明清作品的对比或者说映衬,让观众更直接地体验到艺术的卓越,需要一种精神的力量与社会的文化氛围来成就。
快节奏的现代生活中,人们对于更丰富、更具有精神力量和艺术魅力的事物越来越心向往之。国家重视非物质文化遗产的重要性,然而作为非遗之一的缂丝工艺的价值并未能被人们普遍认识到。这项传统手工艺,目前遭遇着严峻的挑战。根据辽宁省博物馆专家朴文英在苏州地区缂丝传承人群中十来年的跟踪调查,这项手工艺后继传人流失的问题甚是严重。
博物馆是“活化”文物的重要一环,也是“活化”文物背后的非物质文化价值的重要之地。通过文物研究、通过展览进行深入浅出的阐述、视觉表达和引导,以及沉浸式的体验,让大众从多方面感受文物的魅力,认同文化的价值,不断提高审美能力,可以形成一个良好的非遗传承环境,吸引更多的人去追寻和继承先人留下的珍贵足迹和心路历程,得其精神,化古为今。而博物馆的角色,正是其中最为重要的桥梁和引导者,为璀璨文明之光背书,为历代无声之艺代言。
(作者于颖系上海博物馆研究馆员)