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
东西问｜张明祥：保护“地球之肾”，中国如何提供“范本”？******
中新社武汉11月11日电 题：保护“地球之肾”，中国如何提供“范本”？
——专访北京林业大学生态与自然保护学院教授张明祥
中新社记者 张芹 梁婷
《湿地公约》第十四届缔约方大会11月5日至13日在中国武汉和瑞士日内瓦同步举办，是中国首次承办这一国际盛会。自1992年加入《湿地公约》以来，中国的湿地保护经历了摸清家底夯实基础、抢救性保护、全面保护三个阶段，中国湿地保护已经进入高质量发展阶段，并形成了湿地保护的“中国模式”。
30年来，中国在湿地保护方面取得了哪些成就？向世界分享了哪些“中国智慧”和“中国方案”？在全球湿地协同保护中，中国又将如何展现大国担当？中新社“东西问”就此专访北京林业大学生态与自然保护学院教授张明祥。
现将采访实录摘要如下：
中新社记者：什么是湿地，湿地保护对于地球生态有怎样的意义？
张明祥：今年6月1日起实施的《中华人民共和国湿地保护法》明确，湿地是指具有显著生态功能的自然或者人工的、常年或者季节性积水地带、水域，包括低潮时水深不超过六米的海域，但是水田以及用于养殖的人工的水域和滩涂除外。
航拍苏州虎丘湿地公园。泱波 摄湿地与森林、海洋一起并称为地球三大生态系统，具有涵养水源、净化水质、调节气候、维护生物多样性等多种生态功能。人类择水而居，文明因水而兴，足以说明湿地对人类生产、生活的重要性。
被誉为“地球之肾”的湿地，是淡水资源的主要来源。据统计，中国可利用淡水资源总量的96%都存在于湿地。从这个角度来讲，湿地的重要性更是毋庸置疑。不仅如此，占全球陆地面积6%—8.6%之间的湿地，储存了全球大约40%的已知物种，因此湿地也被称为“物种基因库”“基因超市”。
此外，湿地还是地球上最重要的碳库之一，在减缓全球气候变化方面的作用非常明显。以泥炭地为例，它只占地球陆地面积的3%，却存储了30%的陆地碳，是森林碳储量的2倍。如果湿地受到破坏，就会从“碳汇”变成排放二氧化碳的“碳源”，加速全球气候变化。
江苏省盐城市东台市条子泥滩涂景区内的麋鹿。近年来，东台市生态环境持续改善，麋鹿种群和鸟类数量逐年增加，成为各种动物的理想栖息地。张连华 摄中新社记者：中国的湿地分布呈现什么特征？
张明祥：中国幅员辽阔，造就了丰富的湿地类型，从寒温带到热带，从平原到高原，几乎涵盖《湿地公约》所有湿地类型，也孕育了多姿多彩的湿地生物。比如，滨海湿地分布在东部沿海，沼泽湿地主要分布在东北地区、青藏高原，河流、湖泊湿地主要分布在长江及淮河中下游、黄河及海河下游等水资源比较丰富的地区。
位于西藏拉萨市北郊的拉鲁湿地国家级自然保护区，总面积超过12平方公里，被誉为“拉萨之肺”。何蓬磊 摄目前，中国湿地面积达5635万公顷，居亚洲第一位、世界第四位，以占全球4%的湿地，承载着世界五分之一人口对湿地的主要需求。
中国湿地还是世界水鸟的重要繁殖地、越冬地和候鸟迁徙的停歇地，途经中国的候鸟迁飞路线达4条。如新疆巴音布鲁克湿地是天鹅的重要繁殖地，江苏盐城沿海滩涂是世界上最大的丹顶鹤越冬地，江西鄱阳湖是世界上最大的白鹤越冬地，在此越冬的白鹤占全世界总数的95%以上。
一群野生丹顶鹤在江苏盐城国家级珍禽自然保护区芦苇丛上空飞过。李根 摄根据第二次全国湿地资源调查统计，中国湿地高等植物约200科692属2315种。全世界雁鸭类有168种，中国湿地就有54种，约占32%。全世界鹤类有15种，中国就有9种，占60%。
总体来说，由于中国人口众多，人均湿地面积仅占全球人均水平的五分之一左右，所以湿地资源还是比较稀缺的。
中新社记者：从1992年加入《湿地公约》至今，中国在湿地保护方面做了哪些努力，取得了哪些成就？
张明祥：最直观的，中国公众对湿地的保护意识有了大幅提高，对湿地的概念更了解，对其重要性认识也更深刻。现在，大家不仅对湿地耳熟能详，并有了保护意识。建设各类湿地公园，能让民众真实感受到生态保护带来的幸福感和获得感。
江苏省盐城市，中国黄海湿地博物馆内展出的动物标本栩栩如生，吸引民众参观。泱波 摄其次，湿地保护在中国已上升至国家法律层面，管理体系更加完善。《中华人民共和国湿地保护法》今年6月1日正式实施，从逻辑性、全面性、系统性来说，填补了中国生态系统立法的空白，确立了湿地保护的基本原则，在全球层面来看也是最完善的立法。另外，全国28个省(区、市)先后出台了湿地保护条例和办法，共同构建起湿地保护管理顶层设计的“四梁八柱”。
重庆市梁平区双桂湖国家湿地公园，景色美丽。刘辉 摄中国湿地保护体系由湿地类型国家公园、湿地自然保护区、湿地公园三部分构成。现有国际重要湿地64处，国家重要湿地29处，建立了901处国家湿地公园。30年间，中国完成了三次全国湿地资源调查，并依此在各地建立湿地调查监测野外台站、实时监控和信息管理平台，为湿地保护提供了强有力的科技支撑。近十年来，中国累计实施湿地保护修复项目3400多个，新增和修复湿地80多万公顷。
世界上真正在全国范围内进行湿地基础调查的国家很少，中国在这方面的成绩有目共睹。近日，中国印发了《全国湿地保护规划(2022—2030年)》，明确了未来一段时间中国保护湿地的目标和蓝图。我相信，有了国家的重视，湿地保护的明天会更加美好。
中国履行《湿地公约》30周年成就展在武汉举行。张畅 摄中新社记者：中国在全球湿地保护工作中贡献了哪些“中国智慧”，为其他缔约方提供了可借鉴的“中国方案”？
张明祥：中国加入《湿地公约》后，认真履行公约义务，积极参与全球生态治理，不断提升湿地保护管理水平。《湿地公约》认证的43个“国际湿地城市”中，中国13个城市入选，是全球入选城市数量最多的国家，直观反映了中国在全球湿地保护方面的贡献。
鄱阳湖畔的江西省南昌市高新区鲤鱼洲五星白鹤保护小区，成群候鸟翩翩飞舞。鲍赣生 摄再如，全世界仅有两国为湿地立法，中国是其中之一。《中华人民共和国湿地保护法》从生态系统角度进行立法，突出了湿地在生态文明建设、以及在维护生物多样性方面发挥的重要作用，对提升国际话语权、彰显大国责任担当具有重要意义。
目前，我们已经把《中华人民共和国湿地保护法》翻译成英文，也将通过此次大会，向世界各国代表及湿地保护领域的专家，宣介中国湿地保护立法成果，给其他国家提供一个范本，希望可以引领全世界对湿地保护的立法行动。
2022年11月5日，《湿地公约》第十四届缔约方大会在武汉东湖国际会议中心开幕。邹浩 摄此外，中国的湿地保护，并不是只看那些野外的、天然的、大面积的湿地，而是梳理资源、分析状况、针对性提出保护方案。而且很注重处理人与湿地的关系，湿地公园就是中国独创的一种把湿地保护与利用相结合的一种形式，在国际社会也引起很大反响。
2018年，中国起草的《小微湿地的保护和管理决议草案》在《湿地公约》第十三届缔约方大会上顺利通过。小微湿地独特的生态功能，得到国际社会更为广泛的关注和认同。
同时，中国还与多个国际机构和组织在湿地野生动物保护、湿地调查、湿地自然保护区建设以及人才培训等方面进行了合作。通过承办一些援外培训班，向广大发展中国家传输中国湿地保护经验，中国湿地保护修复先进技术和成功模式。中国还提出要加强候鸟栖息地的保护，有效保护了途经中国的4条候鸟迁飞路线，为候鸟提供安全舒适的家园。
在山东省青岛市胶州湾海洋公园河套段滨海湿地，成群的红嘴巨鸥和灰斑鸻、宾鹬等候鸟在水面翔集。王海滨 摄中新社记者：全球湿地协同保护对于构建人类命运共同体有何意义？
张明祥：湿地与人类的生活息息相关，自古以来，人类就懂得择水而居的生存方式。“桑基鱼塘”体现了中国古人在湿地保护与合理利用上的智慧。
浙江省湖州市南浔区和孚镇，星罗棋布的千年桑基鱼塘系统与盛开的桑树相映成趣。陆志鹏 摄尽管当前湿地保护、修复已成为全球共识，但是由于气候变化和人类不合理的开发利用等原因，全球湿地都面临面积萎缩、功能退化和生物多样性下降等问题，给各国经济和社会发展带来不利影响，加强湿地保护与管理已刻不容缓。
“珍爱湿地，人与自然和谐共生”是《湿地公约》第十四届缔约方大会的主题，同时也寄托了人们对未来美好生活的愿景。珍爱湿地，是全人类共同的责任，通过地区和国家层面的行动及国际合作，能有效推动湿地保护与合理利用，为实现全球可持续发展作出贡献。(完)
受访专家简介：
北京林业大学生态与自然保护学院教授张明祥张明祥，北京林业大学生态与自然保护学院教授、国家林草局自然保护区研究中心秘书长。1994年毕业于山东师范大学自然地理专业；1997毕业于中国科学院长春地理研究所湿地生态专业，获硕士学位；2003年毕业于中国科学院东北地理与农业生态研究所环境科学专业，获博士学位。中国较早从事湿地保护的专家学者之一，国家湿地保护法起草专家团队负责人，从事湿地保护与管理的科学研究和生产实践等相关工作。
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