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
多地发放数万元育儿补贴:能否释放生育潜能,除了发钱还应做什么******
又一地方政府用“真金白银”激发生育潜能。1月11日,据深圳市卫生健康委官网消息,近日,深圳市卫健委就《深圳市育儿补贴管理办法》(《管理办法》)公开征求意见。
《管理办法》初步拟定深圳市育儿补贴标准:生育第一个子女的,办理出生入户后发放一次性生育补贴3000元,另外每年发放1500元育儿补贴,直至该子女满3周岁,三年累计发放补贴7500元,平均每年可领取2500元;生育第二个子女的,办理出生入户后发放一次性生育补贴5000元,另外每年发放2000元育儿补贴,直至该子女满3周岁,三年累计发放补贴11000元,平均每年可领取3667元;生育第三个子女的,办理出生入户后发放一次性生育补贴10000元,另外每年发放3000元育儿补贴,直至该子女满3周岁,三年累计发放补贴19000元,平均每年可领取6333元。
深圳市卫健委指出,适时建立育儿补贴制度,按照递进式差异化发放育儿补贴,能够有效提振市民生育子女特别是生育二孩、三孩的意愿,进一步释放市民生育潜能,减缓人口老龄化进程,延长人口红利窗口期,让人口红利长期成为经济增长的强大助推器。
澎湃新闻梳理发现,自2021年以来,从省级到市县,目前已有多地探索育儿补贴制度,比较而言,市县的政策措施更细化。从措施内容来看,以现金补贴为主,部分地方还提出了住房等方面的倾斜政策。
多地探索育儿补贴制度,以现金补贴为主
2021年7月,《中共中央、国务院关于优化生育政策促进人口长期均衡发展的决定》印发,明确指出,当前,进一步适应人口形势新变化和推动高质量发展新要求,实施三孩生育政策及配套支持措施,具有重大意义。
同月,全国优化生育政策电视电话会议召开,强调切实提高优生优育服务水平,加快普惠托育服务体系建设,促进相关经济社会政策与生育政策配套衔接,减轻群众生育、养育、教育负担。
这场会议召开次日,四川攀枝花即宣布率先发放育儿补贴金,对2021年6月12日及以后,按政策生育第二个及以上孩子的攀枝花户籍家庭,每月每孩发放500元育儿补贴金,直至孩子3岁。
后来,更多地方陆续开始探索育儿补贴制度。
省级层面上,《广东省公共服务“十四五”规划》提出,探索对生养子女给予普惠性经济补助;浙江规定县(市、区)人民政府可以根据当地实际,对三周岁以下的婴幼儿家庭给予育儿津贴、托育费用补助;北京明确逐步建立完善家庭养育补贴制度。
此外,湖南、吉林、黑龙江、云南、福建等地均提出通过补贴制度鼓励生育,黑龙江还要求适当向边境地区、革命老区倾斜。
相较于省级层面的要求,一些地级市及区县则出台了更加细化的措施。除较早探索育儿补贴制度的攀枝花市外,陕西省汉中市对夫妻双方以及生育子女的户籍均在该市,符合政策生育第二个子女和第三个子女的家庭,由子女户籍所在地县区分别发放一次性生育补贴2000元和1万元;湖北省安陆市对本市户籍人口2021年5月31日后按政策生育二孩、三孩的夫妻,每月补贴200元、400元,直至幼儿年满3周岁。
值得注意的是,在现金补贴之上,一些地方叠加探索住房等方面倾斜政策。如,北京市明确,未成年子女数量较多的家庭申请公共租赁住房的,可以纳入优先配租范围,并在户型选择等方面予以适当照顾;湖南长沙则对依法生育两个及以上子女的本地户籍家庭,增加1套购房指标,根据家庭未成年子女数量在户型选择等方面给予适当照顾;甘肃省张掖市临泽县规定,生育二孩、三孩的临泽户籍常住家庭,在县城区购买商品房时给予4万元的政府补助,在各中心集镇等集中居住区购买商品房时给予3万元的政府补助。
还有一些保障措施包括,江苏省明确企业在女职工产假期间支付的社会保险费用,生育二孩的给予50%的补贴,生育三孩的给予80%的补贴;甘肃省张掖市临泽县规定,在该县辖区内公办幼儿园就读的户籍常住家庭,二孩每生每学年给予1000元的资助,三孩每生每学年给予2000元的资助;安徽省规定,公民接受绝育手术后要求再生育的,其恢复生育手术的费用由受术者所在单位或者乡(镇)人民政府、街道办事处给予补助。
复旦大学人口研究所教授任远表示,育儿补贴,实际上是一种以经济支持为内容的生育支持政策,“支持生育的政策,包括三种主要类型,第一种是经济支持,第二种是劳务支持,比如托育托幼机构的建设,第三种是时间支持,比如育儿假、产假等。”
任远同时指出,育儿补贴在不同地区的效果可能不一样,“在经济发达地区,育儿补贴的作用其实是有限的,因为在这些城市中的生育成本、儿童养育、儿童教育的成本都非常高,以及母亲生育的机会成本也非常高,育儿补贴对于生育行为的激励作用不会很高。但是在一些农村地区和中西部地区,生活成本比较低,生育和养育的成本也相对较低,同样的育儿补贴,对于提高生育率的效果可能会更为明显。”
对此,任远建议,需要结合不同地区人们的具体生育需求,根据人们在生育过程中面临的工作-生活、养育、教育等具体困难,来提供相适应的生育支持政策。比如,一些发达城市中,家庭生育碰到的主要困难可能主要是来自工作和家庭的冲突,女性的职场压力会降低其生育意愿,此外,家庭的小型化使家庭内部育儿有一定困难,因此,对这些地区,可能最主要的生育支持政策要放在托育托幼政策的支持上,以及发挥企业对于工作和家庭平衡的支持作用也很重要。
生育意愿尚未得到满足
深圳市卫健委在此次《深圳市育儿补贴管理办法》的起草说明中指出,近年来,我国人口增速持续放缓,结婚率逐年下降,又加上新冠肺炎疫情的影响,生育水平持续走低,人口形势面临重大挑战。
据国家统计局发布,2020年,我国育龄妇女总和生育率为1.3,已经处于较低生育水平。2021年,我国出生人口仅为1062万,妇女总和生育率降至1.15,低于发达国家的平均生育水平,与国家人口发展规划(2016-2030年)提出的稳定在1.8左右的生育水平相去甚远。
在各地陆续探索育儿补贴制度后,公众更关注“真银白银”补贴后的效果。
其实,少子老龄化的问题在日本、韩国也已存在多年,且两个国家都进行了一定育儿补贴政策。
澎湃新闻近日报道,2022年年末,韩国总统直属低生育及老龄社会委员会公布《人口结构变化应对方案》,将增加育儿假和津贴,并将修改法令使非婚生子女在制度方面不再受到歧视,还将促进移民、外国人和老年人的就业。日本政府则计划从74岁以下人群的医疗保险费用中抽取资金,从今年起将一次性生育补贴提高到50万日元(约合人民币25940元),较去年增加8万日元。
“日本、韩国生育率的下降,比中国要早,同时中日韩三国在文化上有相似的地方,所以日韩在低生育率背景下提供的生育支持政策,对我国的生育服务和支持政策制定有较大启发。”任远说,从已有的文献看,日本和韩国的生育津贴政策实际效果并不理想,特别是韩国,“这也反映出生育补贴政策,对于城市化程度较高的地区和经济高度发展地区人们生育意愿的支持作用有限。”
任远指出,采取一系列的生育配套服务和支持政策,使一些希望生育但是生育意愿并未满足的人群得到服务和支持,还是可以提高生育水平的,“比如我国的生育意愿现在是1.6到1.9,但是实际生育水平只有1.3,意味着只要通过生育服务和支持,使人们的生育意愿得到更好的满足,我们的生育水平是能够提高的。”同时,任远提出,在更深层次来看,在现代社会的生育文化中,生育的价值本身在逐步减弱,物质主义和个人主义在发展,未来发展的不确定性在提高,人们的生育动机在减弱。如果人们本身并不想生育,通过各种生育支持政策来提高生育水平的效果是有限的。因此,对于国家生育政策来说,还需要在生育文化建设上做一些改变,“在计划生育时代,形成了‘只生一个’的生育文化,独生子女一代人认为,生一个孩子是家庭生活的基本形态。在低生育率背景下,这种生育文化需要改变。孩子的经济价值随着社会保障体系的发展逐步减弱,我们需要在文化上强调孩子的情感价值、强调孩子作为生命的价值,强调生育和抚育孩子的成长对自身人生成长的价值,通过这种观念上的重新塑造,使人们觉得生育是有意义的,才能提高人们的生育动机,再加上持续的经济发展和社会福利的改善,才能从根本上使生育动机和生育意愿得到提高。”