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
定制度、强引导、通堵点 宁夏科技成果“跑”出实验室******
刚刚过去的这个秋天,一个名叫“宁芦1号”的芦竹新品种惊艳了宁夏人——其新材料及组织培养快繁技术以220万元金额成功转让,刷新宁夏农业领域单项科技成果转化金额最高纪录。
“宁芦1号”卖出好价钱,是宁夏职务科技成果赋权改革结出的硕果。
2020年5月、2021年12月,科技部等九部门、宁夏科技厅等十部门分别印发《赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权试点实施方案》,分领域选择科研机构和高等院校开展试点。
激发科研人员创新积极性,离不开科技成果转移转化。从国家到宁夏,都在铆力破解科技成果“变现难”。
宁夏农林科学院固原分院买自珍研究员开展田间调查工作宁夏农林科学院供图
完善制度 推出“1234”流程
“科技成果只有转化才能真正实现创造价值。”改革推进会上,宁夏农林科学院院长刘常青的话掷地有声。
作为自治区两家试点单位之一,宁夏农林科学院在实践探索中转思路、建机制、强服务,赋权改革试点工作稳步推进。
今年伊始,该院迅速成立由院长任组长,院分管领导任副组长,成果转化处、科研处、计财处等相关处室负责人为成员的赋权工作领导小组,高标准推进赋权改革试点工作。
这需要加强顶层设计。
“我们在广泛调研的基础上,借鉴外省成功经验,结合院内工作实际,制定出台了《赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权改革试点工作方案》。”刘常青告诉记者。
围绕成果评价、认定、赋权流程、权属变更等重点环节,该院悉心设计了文本及配套制度,明确赋权成果类型及转化方式,在枸杞、生物农药、酿酒葡萄等领域探索建立以技术入股为主要方式的成果转化新机制。
强化激励引导的“1234”赋权流程,应运而生。
简言之,就是以一项成果完成人(团队)为主体提出赋权申请,提交院赋权工作领导小组审核和院党组会议研究审批后,在院门户网站、院机关和申请人所在单位三级进行公示,无异议后签署备案《科技成果转化实施方案》《负面清单阅知承诺函》等四项文本。
举一纲而万目张,流程明确,工作开展就有了强力保障。
在紧锣密鼓推出赋权流程的同时,宁夏农林科学院研究建立了赋权科技成果转化尽职免责机制和职务科技成果转化收益分配机制,把成果转化收益的80%奖励给科技成果完成人,让创新全过程参与者分享更多创新红利。
改革方案落地见效,需要疾风骤雨,也需要春风化雨。明确职务科技成果转化体制机制的宁夏农林科学院,科技成果转化驶上“快车道”。
2022年,宁夏农林科学院赋权转化新品种、新技术76项,合同总金额790.35万元,是历年最高金额的1.5倍;其中“宁芦1号”转让220万元,是历年最高金额的2.75倍。“双创”年度和单项历史新高,被宁夏科技厅作为典型案例报送科技部。
强化引导 试点改革风生水起
另一家试点单位宁夏大学,始终坚持赋予科研人员成果转化最大的决定自主权,早在2017年就出台了《促进科研成果转化办法(试行)》。
科研成果是否转化、转化给谁,实际工作中,宁夏大学科研人员完全可以自主决定,并允许与技术需求方进行对接洽谈。为鼓励科研人员实施科技成果转化,在完成科技成果转化后,该校将转化收益的85%直接奖励给成果完成人。
此次宁夏大学职务科技成果赋权改革,便是之前的“延伸版”。
该校成立了科学技术研究院成果转化与奖励办公室,大力整合相关资源,建立了全校科研成果管理知识产权创造、运用、保护、管理、运营和服务全链条的工作体系;通过科技成果的收集、汇总、评估等工作开展,搭建起成果供给源与企业需求源之间的桥梁。
“我们还组建了宁夏大学科技园发展有限公司。”该校科学技术研究院成果转化与奖励办公室主任张龙介绍,宁夏大学通过搭建技术转移转化中心等平台,深度对接宁夏技术市场、宁夏技术转移研究院等社会化技术转移机构,打通了转化最后一公里。
以前不想转、不敢转,现在积极转、主动转。通过多措并举,宁夏大学科技成果转化实现重大突破。
截至目前,该校已完成科技成果转化项目35项,累计签约转化金额1387.7万元。其中李广宇团队“化学工程与技术”双一流学科建设重要成果之一“煤及危险废物高温热转化气化系列专利”,以专利权及专利申请权转让的形式成功转化给(北京)环球润博能源科技有限公司,签约总金额达1100万元,实现该校科技成果转化项目单笔交易签约金额千万级突破。
诚然,高校科研队伍长期以来在成果转化方面的问题仍然存在。张龙分析,这主要是因为学校多数科技成果仍是实验室成果,技术成熟度不高,客观上阻碍了成果转化向纵深推进。
“另外,成果转化队伍与机构建设不能满足实际需要,既懂科技创新规律,又懂市场商务实践,且懂法规制度的专业人才稀缺;企业对新技术落地积极性不高,这都打击了科研人员的积极性,影响了科技成果落地。”张龙指出。
打通堵点 利好信号持续释放
“切实松绑最关键!只有赋予科研人员更大技术路线决定权、科研经费自主支配权、组建团队用人权,他们才能心无旁骛搞研究,聚精会神钻技术。”宁夏农林科学院党组书记罗成虎一语中的。
科研人员的获得感、成就感、幸福感增强了,继而研发带动产业、产业反哺研发,形成良性循环。
12月14日,宁夏公布2021年度科技进步奖获奖名单。宁夏农林科学院获自治区科学技术重大贡献奖1项、一等奖1项、二等奖5项、三等奖6项,囊括所有奖项的15%。
宁夏农林科学院农业生物技术研究中心主任杨建国对职务科技成果赋权改革深表赞同:“这次我们的科技成果‘宁芦1号’以创纪录的价格进行转化,不仅表明成果受到企业认可,更是科技工作者价值的体现。”
让科研人员放开手脚谋转化,宁夏全力打通职务科技成果转化堵点,赋权改革工作井然有序铺开。
宁夏科技厅会同自治区党委组织部、发改委、教育厅等部门,建立了联动推进机制,及时发现改革中出现的新情况、新问题,加强研究支持改革试点的政策措施,确保试点工作顺利进行。
“我们力争充分激发科研人员创新创造活力,促进科技成果转化,为黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设提供坚强科技支撑。”宁夏科技厅成果转化与科技服务处处长马俊理表示。
利好信号持续释放。
近日,中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022—2035年)》,第二十一条提出要完善知识、技术、数据要素配置机制,再次明确“深化科技成果使用权、处置权、收益权改革,完善职务科技成果转化激励机制。加大科研单位改革力度,支持科研事业单位试行更灵活的岗位、薪酬等管理制度”。
在罗成虎看来,这将为更多科技成果走出实验室、走向生产线安上“加速器”。毕竟,站在改革另一端的永远都是产业发展、群众受益。(本报记者 王迎霞 通讯员 闫 璇)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)