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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

公共场所要对电子烟说“不”******

　　在不少禁止吸烟的公共场所，号称“低毒无害”的电子烟成了人们的新宠。半月谈记者调查发现，在许多城市，电子烟仍游走于公共场所禁烟管理的空白地带。多位受访专家表示，电子烟同样会产生“二手烟”，并以更加隐蔽的方式危害着人们的身体健康，需逐步加强管控，不让公共场所禁烟管理“留白”。

　　多地探索先行

　　在第五届中国国际进口博览会期间，国家会展中心(上海)出现了新的禁烟标识，志愿者们手持禁烟标识，对在会场中使用电子烟的人进行劝阻。10月28日，《上海市公共场所控制吸烟条例》修订实施，规定将电子烟纳入公共场所禁烟范围。

　　半月谈记者梳理发现，近年来，部分城市已通过立法等方式明确公共场所禁止使用电子烟。2019年1月1日，杭州出台相关政策文件，成为国内首个把电子烟纳入公共场所禁烟范畴的城市。随后，海南省及深圳市、张家口市等多地也推出升级版“禁烟令”，明确将电子烟纳入公共场所禁烟管理范围。

　　中国控烟协会副会长姜垣介绍，今年3月，国家烟草专卖局公布《电子烟管理办法》，随后国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)发布电子烟国家标准。“今年以来，我国多个部门相继出台文件加强对电子烟的管理，为建立电子烟监管体系提供了重要技术支撑。”姜垣说。

　　从世界范围看，加强电子烟使用管理也正逐渐成为共识。世界卫生组织发布的2021年全球烟草流行情况报告显示，除了完全禁止电子烟的地区，全球79个国家和地区已经采取至少一项措施限制吸食电子烟，包括禁止在公共场所吸电子烟，禁止电子烟的广告和推广、要求在电子烟包装上标注健康警示等。

　　“我国一些地区已经在电子烟使用管理方面做出了探索，但目前除少数地区将电子烟纳入公共场所禁烟范围外，大部分地区并没有在法律层面规定在公共场所禁用电子烟。”姜垣认为，将电子烟纳入公共场所禁烟管理范围势在必行。

　　严管电子烟，必要性何在

　　一段时间以来，电子烟因其宣称的“帮助戒烟”“低毒无害”“无二手烟”等特点成了许多烟民的选择，又因多样的造型让追求新鲜事物的年轻人把使用电子烟当作“潮流”。有年轻人认为，电子烟不含焦油等有害物质，和传统烟草有很大区别，“没必要管这么严”。事实果真如此吗？

　　天津市疾病预防控制中心非传染病预防控制所行为干预科主任李威提醒，电子烟本质仍是“烟”，其中不但含有尼古丁等成瘾物质，还会和传统烟草一样产生含有有毒有害气体的二手烟，危害身体健康。

　　“电子烟产品虽然不含焦油，但尼古丁含量不少，并且为了将尼古丁溶解，在烟油中加入了丙二醇和甘油，加热后产生的甲醛、乙醛、丙烯醛等致癌物质，会对人体健康产生不可逆的伤害。”李威说。不仅如此，电子烟的二手烟中还包含传统烟草中没有的铅、铬、镍等重金属物质。电子烟的二手烟是水雾状的气溶胶，“水雾”散得更快，但有害物质不会消失，因此电子烟二手烟的危害隐蔽性更强。

　　更为严重的是，电子烟成了青少年吸烟的突破口。“相比较传统卷烟，电子烟的外形、味道更容易被年轻人接受。”北京市健康教育协会常务副会长刘秀荣说，一些年轻人本来对香烟不感兴趣，但在公共场所看到身边的同学、朋友使用电子烟，觉得“很酷”，就也加入了吸烟者的队伍。一些青少年通过吸电子烟成了新烟民，原本宣传帮助戒烟的电子烟反而扩大了吸烟者数量。

　　此外，公共场所禁止使用电子烟，也能进一步降低禁烟执法难度。一位基层监督管理人员表示，在查处一些公共场所吸烟行为时束缚较多，需要提前分辨对方使用的是电子烟还是传统烟草，执法难度较大。

　　不让禁烟效果打折扣

　　“控烟条例落地实施让公共场所二手烟暴露率有了明显下降，但值得注意的是，公共场所的电子烟使用率有所上升。”李威介绍，2021年天津公共场所和室内工作场所电子烟使用率较2020年均有明显提升。

　　“这在一定程度上让禁烟条例的实施效果打了折扣。”姜垣说，要让公共场所禁止使用电子烟的观念深入人心，推动立法是关键。《健康中国行动(2019—2030年)》指出，到2030年，15岁以上人群吸烟率低于20%；全面无烟法规保护的人口比例达到80%及以上。

　　“健康中国必须是无烟中国。”姜垣建议，各地要对控烟条例进行细化修改，通过立法等方式将电子烟纳入管理范围，逐步在全国范围内实现室内公共场所、室内工作场所和公共交通工具全面禁烟。

　　“立法先行能有效引导公众舆论。”南开大学周恩来政府管理学院副教授周望说，目前在电子烟使用方面公众认知仍存争论，导致各地在推动电子烟管控方面的步调不一致，“立法能有效解决这一问题”。

　　刘秀荣认为，今年5月，《电子烟管理办法》正式实施，向未成年人出售电子烟产品的问题得到了有效遏制，将电子烟纳入公共场所禁烟范围，能进一步降低电子烟对青少年群体产生的危害。“相关法律法规需尽快出台，尽可能降低电子烟对青少年的影响，把青少年的第一口烟掐灭。”刘秀荣说。

　　(半月谈网 半月谈记者：尹思源 郭方达)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）