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
发挥好中医抗疫的作用******
核心阅读
不同的人感染上病毒以后,产生的临床表现是不一样的。中医就是根据这些表现再结合当时的气候、地域情况进行治疗,即“天地人”合参,所以中医不畏惧病毒变异。
当新冠感染患者转为危重症,中医药依然可以发力。这时候需要中西医联手,中西医结合,发挥出“1+1>2”的效果。
我们前段时间在北京方舱治疗了1000多例轻型患者,用上中药后都取得了很好的效果,降低了转重率。
变异株XBB.1.5是否引起大范围腹泻还属未知。如果新变异株感染表现除呼吸系统外,还以腹泻为主,中医药治疗也会有办法。
当前,新冠病毒感染造成的疫情还在持续。到底该如何认识这轮疫情以及接下来的形势?人们在感染新冠病毒之后如果出现了比较严重的症状,该如何治疗?针对这些热点问题,本报记者专访了北京中医药大学东直门医院主任医师、北京中医药大学肝病研究院院长、原赴武汉国家中医医疗队领队叶永安,请他解疑释惑。
“天地人”合参,中医不畏惧病毒变异
记者:中医如何看待新冠病毒感染?中医药能否应对、如何应对?
叶永安:纵观中国历史,一部中医史就是一部抗疫史。3000多年来,发生的瘟疫就有500多次。随着病毒的变异,疫情的一波波涌现,我们还需要与新冠病毒继续作斗争。即使新冠病毒消失了,过些年新的病毒还会出现,这不以人类的意志为转移。
几千年来,中医一直庇护着中华民族。人类正是在长期与疾病(包括病毒)做斗争的过程中成长和壮大起来的。不同的人感染上病毒以后,产生的临床表现是不一样的。中医就是根据这些表现再结合当时的气候、地域情况进行治疗,即“天地人”合参,所以中医不畏惧病毒变异。
历史经验告诉我们,中医也是在不断与疾病尤其是与疫病(即传染病)做斗争的过程中形成经验而传承和发展下来的,说明面对病毒中医可以应对,也能够应对。武汉抗疫是中医及中西医结合抗击疫情的一次生动实践,已经过去近3年了,其中很多经验值得回顾与借鉴,当然,还要结合现在的“天地人”的变化而作相应的调整,这也是中医取得疗效的根本之所在。
若发病早期就用上中药,不少人可以避免白肺
记者:我们看到,有患者出现白肺现象,这是怎么造成的?中医药如何进行针对性治疗?很多人“阳康”之后产生乏力、咳嗽不断、睡眠差等症状,这是否是新冠感染的后遗症?该如何调理以防止后遗症的困扰?
叶永安:当肺部的炎症比较重,渗出比较多的时候,也就是肺的白色影像区域面积达到了70%、80%,在临床上俗称为白肺,一般高龄合并有严重基础疾病的患者可能会出现。如果在发病早期就用上中药,不少人是可以避免的,或者即使发生也会比较轻。关键是尽早发现,在医生的指导下及时准确用药。
实际上,从国家层面到各省市都有一些中医治疗的指导意见出台,是可以参照使用的,关键是患者与大夫的及时对接。处理好轻症居家、重症到医院的关系,既不要造成医疗资源挤兑,也不能耽误重症救治。
一些人“阳康”之后产生乏力、咳嗽不断、睡眠差等症状,这是病毒感染造成人体的伤害,有一个恢复的过程。做到起居有时、饮食有节、避免过劳,一般在短时间内能够恢复。症状偏重一点的,在确认肺部及其他脏器检查正常情况下,可以服一些中药帮助恢复。
基本病理机制不变,中医就可维持原治疗方案
记者:有患者在“阳康”一段时间后又“复阳”了,中医药有没有办法防止这种情况的出现?面对新冠病毒毒株不断变异的情况,中医药如何应对?怎样随时调整?“三药三方”是否还管用?能否对不同地区不同毒株混杂传播的局面来个“一揽子解决”?
叶永安:“复阳”指感染者症状基本消失,核酸或抗原检测阴性了之后,再次检测又发现阳性了。一般认为这时检出的是一些病毒的片段,并不是完整的病毒。一般的复阳都是发生在康复之后一个月内。如果已经超过一个月,核酸又呈阳性,再感染的可能性就比较大。如果是再感染了,中医药也可以治疗。前面说到中医治病是治疗感染病毒的人,不管病毒怎么变,中医都能辨证施治。
因时、因地、因人制宜,基本病理机制不变,中医就可以维持原治疗方案。若基本病理机制变了,就要因时因人而变。据此,“三药三方”可以继续使用,但对于一些重症患者要根据具体情况由医生来研判。依据这样的基本思路,对不同地区不同毒株混杂传播的局面应进行辨证施治。
老人一有发热咳嗽症状,要尽早用上中药
记者:目前的疫情给有基础病的老年人造成威胁。该如何保护这个脆弱的群体?
叶永安:我们看到目前的疫情给有基础病的老年人造成了威胁,尤其是未完成疫苗接种的人群。
对居家且有基础病的老年人,首先平时要控制好基础病,感染后要密切观察。因为老年人往往症状表现不明显,如发热不是很高,并不代表病情不重,一有发热咳嗽症状要尽早用上中药,同时密切跟踪患者病情变化,如果病情持续加重就要到医院救治。如果及时用药,属轻症的老年人不少是能够居家平稳渡过难关的,关键在一个“早”字。需要提醒的是,部分老年人病情刚恢复时,要注意避免劳累、保持好睡眠、注意营养,防止病还未痊愈,又合并其他感染而致病情突然加重,这也是近期一些老年人出现意外的原因之一。
遇到危重症患者,要发挥好中西医结合作用
记者:犹记得3年前武汉抗击疫情时,中医药发挥了重要作用。中医治疗还被引入了重症监护病房。当时的经验是在一个城市取得的,是否适用于更大范围感染的现实?如何让中医药发挥救治危重症患者的作用?
叶永安:三年前的武汉保卫战,中医药无论在轻型、普通型、重症还是危重症的治疗上都发挥了应有的作用,尽管当时的经验是在武汉这一个城市取得的,其基本思路和方法是能够应用到更大范围感染的现实中去。据我所知,参加武汉抗疫的医务人员在近3年的北京疫情防控中都发挥了骨干作用,其他地方也是这样。
武汉的经验告诉我们,当新冠病毒感染患者转为危重症,中医药依然可以发力。这时候需要中西医联手,中西医结合,发挥出“1+1>2”的效果。
3年前,我们在武汉通过中西医联手抢救过来的危重症年逾80岁的患者,至今依然恢复良好。如果遇到危重症患者,中医药要积极参与,最大限度发挥好中医药这一民族瑰宝的作用,发挥出中医药治病救人的独特作用。
形成中西医结合的良好氛围,发挥出抗疫的中国特色
记者:中西医结合、中西药并用,是中国疫情防控的一大特点,也是中医药传承精华、守正创新的生动实践。在接下来的疫情防控中,如何进一步推进中西医结合、中西药并用?
叶永安:在接下来的疫情防控中,老年人和儿童的轻型患者是重点,要尽快用上中药,防止转成重症,将重症发生率尽可能降下来,从而进一步降低病亡率。我们前段时间在北京方舱治疗了1000多例轻型患者,用上中药后都取得了很好的效果,降低了转重率。
对于一些重症尤其是危重症患者,可采用中西医结合、中西药并用,最大限度去救治患者。武汉抗疫以及后来的多地抗疫应用中医药的经验,已充分说明中医药在疫情防控中的重要作用。
当前,进一步深化中西医结合“四有”机制,发挥出抗疫的中国特色。中医药人更要有使命担当的精神,勇于实践,更好地发挥出中医药的作用,为接下来的疫情防控作出应有的贡献。
面对奥密克戎变异株,中医药依然可以发挥作用
记者:新冠病毒奥密克戎的变异株(XBB.1.5)出现新的病患特点,中医有什么应对措施?
叶永安:我们前面提到,无论病毒怎么变异,中医药都有应对之策,重要的是我们要抓住新冠病毒感染人的核心病机予以施治。
实际上,3年来新冠病毒在中医主要表现以“湿毒”为主,不同的变异株在不同年份、不同季节及不同地域表现出兼夹“风、寒、燥”或者化热的不同特点,但其湿毒主要侵犯中医的肺、脾两脏,以肺为主,临床可表现为咳嗽、咽痛等呼吸系统症状外,还可以表现为恶心、腹泻等消化系统症状,不同的变异株表现特点会有所不同。尽管有报道称新冠病毒可以侵犯全身多个脏器,但还是以这两个系统表现为主。
变异株XBB.1.5是否引起大范围腹泻还属未知。如果新变异株感染表现除呼吸系统外,还以腹泻为主,中医药治疗也会有办法,如腹泻属外有表证、里有热邪的可选用“葛根芩连汤”、脾虚为主的可选用“参苓白术丸”,若外有寒邪、内有湿滞的也可选用“藿香正气”系列等。总之,只要在大夫指导下选择好用药,我们完全能够应对新的变异株。(记者 卫庶 熊建)