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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

重庆深化普通高中课程改革 推动多样化特色发展******

　　记者 云钰

　　1月6日下午，重庆市第一中学校与挪威办学历史最悠久的学校之一——特隆赫姆教堂高中，结为友好学校。双方将在教师培训、课程开发、人文交流等方面开展深度交流，进一步丰富重庆一中集约多元的国内、国际课程资源。

　　“目前，学校已经建成6个学科课程创新基地，17门重庆市精品选修课程，12类160余门校本选修课程，并设置了小设想、小制作、小发明、小论文等科技‘四小活动’，以及国际课程、STEAM国际创新课程等特色项目，为学生的成长和发展搭建更加多元的空间。”该校相关负责人介绍。

　　近年来，重庆着力全面实施新课程、使用新教材（简称“双新”），推动普通高中多样化、特色化发展，普通高中超大班额基本消除，高中阶段毛入学率达到98.61%，提前实现“普及”目标。

　　消除大班额

　　实施办学条件改善计划

　　近三年累计投入11.88亿元，新增学位11700个

　　“仰望星空，你可以看到更为广阔的宇宙。”1月4日，重庆南开中学地理探究室老师正带领学生体验一堂别开生面的地理课。

　　在教室中间，摆放着一台可触摸操控的超大智能交互平板，两侧陈列了十多种地理教学模型，教室的天花板上悬挂着一个大型活动式星图演示仪。通过这些设备，学生们可以探求天体运行规律，观看地表形态及其变迁等。

　　“星空太美了！”“我们超喜欢上地理课，不仅弄懂了学科知识难点，还激发了我们对天文学的兴趣！”课堂上，学生们发出啧啧赞叹。

　　“我们学校的所有教室均配备多媒体交互式一体机，建成数字化实验室。”重庆南开中学相关负责人称，重庆南开中学积极推进“互联网+教育”深度融合，特别是在2020年新冠疫情期间，该校打造了“录播教学+直播评讲+App批阅作业+微信答疑”线上教育新模式，构建起“立体化”的线上教育体系，确保了“停课不停学”，为后续线下教学打好了基础。

　　市教委相关负责人介绍，近年来，我市大力实施普通高中办学条件改善计划，近三年累计投入中央和市级经费11.88亿元，教学科研仪器设备投入增加1.85亿元，数字终端增加1.69万台；新建普通高中学校12所，新增学位11700个。

　　特别值得一提的是，目前，我市已将全市公办普通高中学校生均公用经费财政拨款标准，从每生每年1000元提到1300元，全面取消普通高中“择校费”。

　　此外，针对城乡教育发展的薄弱环节和难点，重庆还实施了“十四五”县域普通高中发展提升行动计划，提出了“合理优化学校布局、提高经费投入水平、实施标准化建设工程、健全教师补充激励机制”等19条具体举措，着力提升县域普通高中办学水平和条件，不断缩小普通高中学校办学差距。

　　打造多彩特色课程

　　校园“各美其美”

　　建设普通高中课程创新基地162个，精品选修课程650门

　　“学校在确保开齐开足国家规定的各类课程基础上，还从德育类课程、竞赛类课程、科技创新类课程等维度，拓展化实施国家课程，培育学生的核心素养。”前不久，在重庆巴蜀中学举行的第四届课程博览会上，该校展示的涵盖人文、科学、体育、艺术等100多门校本选修课，吸引了众人的目光。

　　“通过《重庆古迹、遗址寻踪》课程，同学们寻访重庆历史建筑、抗战遗址，了解家乡历史文化；在《唐诗里的朋友圈》课堂上，学生们可以和网络博主共同赏析诗词之美。”该校相关负责人介绍，近年来，巴蜀中学构建了“潜能·个性”课程体系，打造了技术、语文、生物、英语、历史5个重庆市普通高中课程创新基地，16门课程入选重庆市普通高中精品选修课程，激发学生的学习兴趣，培养了学生的创新精神和能力。

　　不仅仅是巴蜀中学，多彩特色的课程体系让重庆市的高中校园“各美其美”。

　　重庆市第十一中学校开发了“大阅读”校本课程群，构建学校“大阅读”课程体系；重庆市第十八中学校打造了“四C课程”体系，从“树本课程”“砺新课程”“海纳课程”“百川课程”拓展人才培养多元化路径；重庆外国语学校构建与国际接轨的外语校本课程体系，对全市的外语阅读教学起到积极的带头作用；万州高级中学着力打造航空特色课程，先后有93名学生被录取为飞行员，被誉为“培养飞行员的摇篮”。

　　市教委相关负责人表示，近年来，全市普通高中学校扎实推进多样特色发展路径，通过开设丰富多彩的选修课程、培育优势学科，打造办学特色，推动学校由分层发展转向分类发展，更好地满足学生多元化学习和发展需求。

　　目前，全市已累计立项建设普通高中课程创新基地162个，60个校本教研基地，精品选修课程650门，评选360个普通高中优秀学生社团，系统构建起具有重庆特色的课程资源体系。

　　稳妥推进新高考

　　深化综合素质评价

　　将其作为高中毕业的必要条件和高校招生录取的重要参考

　　“选课前，我还一直拿不定主意。还好有学校选课走班指导中心的老师帮我评估和针对性的指导，我才做出了适合我的选课方案。”1月5日，重庆市第八中学校一名高三学生对记者这样说道。

　　“高考改革是教育领域综合改革的重点领域和关键环节，作为高考改革的核心设计要点，我们探索了一种具有学校自身特色的‘选课走班’教学模式。”重庆市第八中学校相关负责人介绍，为充分满足学生个性化发展的要求，学校开齐了“3+1+2”选科模式中的12种组合，并成立了选课走班指导中心，综合评估分析学生的兴趣爱好、学业成绩、成长记录、特长与潜能等不同特点，并根据全国高校招生动向、将来就业状况等社会因素对学生进行针对性的指导。

　　“为了充分尊重学生的选择，学校为他们的个性化发展提供丰富的课程支撑，每周还开设了生涯规划课，邀请高校各专业教授、社会各行业精英到校开展讲座，指导学生科学认知自我，结合高校专业选考科目要求，选择更科学合理的高考科目组合。”该负责人说。

　　据市教委相关负责人介绍，重庆从2018年开始实行新高考,即采取“3+1+2”新高考模式，不分文理科，语文、数学、外语为统考科目，在历史和物理科目中首选1门科目，然后在思想政治、地理、化学、生物学科目中再选2门科目参加选择性考试。

　　这几年来，我市各普通高中稳妥推进高考综合改革，实行新学业水平合格性考试，有序推进普通高中选课走班教学，创新开展学生综合素质评价工作，目前全市已构建了覆盖德智体美劳五育融合的综合素质评价体系，并将综合素质评价作为高中毕业的必要条件和高校招生录取的重要参考。

　　“未来重庆还将进一步优化普通高中学校布局，新建、改扩建一批普通高中学校，实施普通高中标准化建设工程，促进普通高中内涵提升。”市委教育工委书记、市教委主任黄政表示，接下来，我市将着力推进普通高中学科课程创新基地、精品选修课程、优秀学生社团等项目建设，促进全市普通高中多样化有特色发展；提升普通高中治理效能，坚决杜绝违规跨区域掐尖招生，健全教师补充激励机制，提高教师能力素质，整体提升全市普通高中办学水平。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）