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

践行聂耳的路——朱践耳百年音乐人生******

　　作者：董 剑

　　“唱支山歌给党听，我把党来比母亲……”这首广为传唱的歌曲，自从1963年诞生以来，曾打动了无数人，激励了无数人。这首歌曲是作曲家朱践耳根据雷锋事迹谱曲而成。

　　在百年人生中，朱践耳为我们创造了一个丰富而多情的音乐世界。他的音乐人生堪称中国交响乐史的缩影。

朱践耳 上海图书馆馆藏藏书票 刘明辉/作

　　朱践耳原名朱荣实，字朴臣，安徽泾县人。从少年时代起，朱荣实就十分敬佩聂耳，喜爱他的救亡歌曲和艺术歌曲。他对家里给他取的名字中浓厚的封建意味深感不满。21岁时，他更名为“践耳”。其中的“践”字有两个含义：一是他决心步聂耳后尘，走革命音乐之路；二是想实现聂耳未能完成的志愿，去苏联留学，写交响乐。

　　朱践耳说：“聂耳如果没有走得那么早，他一定是中国的贝多芬。我改名‘践耳’，就是一心想继续走他没走完的路。”

　　朱践耳出生于天津，自幼就跟随家人迁居到上海生活。在中学时，朱践耳便对音乐产生了浓厚兴趣，开始自学钢琴等乐器，之后跟随钱仁康先生学习和声理论。1945年，在日本投降之际，朱践耳参军，因为体质差，没能去前线部队，而是留在了苏中军区文工团。当时文工团有一架手风琴，没有人会演奏，这架手风琴就成了朱践耳最趁手的武器，为战士们文娱活动做伴奏。在解放战争中，朱践耳成了军乐队的队长兼指挥，在革命大熔炉中开启了自己的艺术生涯。朱践耳写了大量讴歌革命的音乐作品，歌曲《打得好》和民族器乐合奏曲《翻身的日子》在解放区广为流传，让他一举成名。在火热的战地生活中，从小体弱多病的朱践耳身体日渐强壮起来，他曾说：“是革命给了我第二次生命啊！”

　　新中国成立后，朱践耳为北京电影制片厂和上海电影制片厂的《大地重光》《海上风暴》等电影创作音乐。1955年，朱践耳只身来到苏联，在柴可夫斯基音乐学院跟随巴拉萨年学习作曲。朱践耳的第一首管弦乐作品《节日序曲》，成为向新中国国庆十周年献礼的一部力作。

　　1960年，踌躇满志的朱践耳回到了日思夜想的祖国。第二年，他开始负责上海实验歌剧院的作曲工作。此后，朱践耳创作了很多脍炙人口的小型声乐作品。1963年，毛主席提出“向雷锋同志学习”，激起了全国亿万人民学雷锋的热潮。雷锋的精神、雷锋的品格和雷锋的事迹，伴随着学雷锋主题歌曲传遍了全国各地。

　　朱践耳就在这个热潮中创作了歌曲《接过雷锋的枪》《唱支山歌给党听》。他也是唯一一位创作了两首广为传唱的雷锋主题歌曲的作曲家。

　　1958年夏天，词作家姚筱舟创作了一首诗，这首诗在1962年被辽宁春风文艺出版社编写进了《新民歌三百首》。那时雷锋正在沈阳当兵，刚好看到这本书。雷锋很喜爱这首诗，他将这首诗抄写在自己的日记本中，还将诗的两处做了改动，一是将“母亲只能生我身”改为“母亲只生我的身”；二是将“党号召我们闹革命”改为“共产党号召我闹革命”。同年雷锋同志因公殉职后，任上海音乐学院教师的朱践耳在阅读雷锋日记时，注意到诗作前两段内容，他为雷锋的精神所打动，仅用半个小时，就为这首诗谱了曲子。朱践耳的爱人舒群回忆，朱践耳无论是创作歌曲，还是创作大部头交响乐作品，只要酝酿成熟，就没有写得慢的。“他写东西，如果没有把握就绝不会写，如果心里掌握了，写得就很快。”

　　1963年，在上海召开学习雷锋动员大会前，歌唱家任桂珍演唱了这首《唱支山歌给党听》。朱践耳也是在这一年才知道这首诗的作者是姚筱舟。

　　1975年开始，朱践耳在上海交响乐团任职，也是在这个时候开始了他的交响曲创作生涯。64岁时，朱践耳完成了第一部交响曲。1978年，朱践耳首次将悲剧题材融入交响乐创作中，管弦乐合奏曲《怀念》由此诞生。1982年，朱践耳将民间音乐素材进行加工打磨，运用少数民族特殊的音乐调性与和声谱写下交响组曲《黔岭素描》。朱践耳的创作不是凭空想象的天马行空，他在西南地区的农村生活、考察了大半年的时间。在这里，朱践耳第一次听到苗族、侗族的民族音乐，充分了解了西南地区民族音乐的风情，设身处地感受当地人的生活环境。有了这些积累，朱践耳才自信地说出：“从民间音乐的土壤里，我找到了某些现代作曲技法的‘根’。”

　　1985年至1999年，朱践耳创作了11部气势恢宏的交响曲、18部各类交响乐作品。在改革开放初期，不少作曲家对于引入西方的现代音乐还持怀疑的态度。朱践耳一直致力于将中国民族音乐元素发挥到极致。他深知，想要进步就必须接受新事物，对西方的现代音乐的合理之处必须进行吸收。朱践耳创作巅峰时期的代表作是《第十交响曲》。这部创作于1998年被命名为《江雪》的作品，将中国古琴曲《梅花三弄》和唐代柳宗元的古诗《江雪》运用到西洋音乐体裁交响乐之中。这部作品充分展现了中国的语言文化魅力，将戏曲和古诗的吟诵这两种中国传统文化结合起来，将交响乐中的民族精神展现得淋漓尽致。

　　这部作品将录音资料与乐队的现场演奏结合在一起。古琴曲《梅花三弄》是由龚一演奏并录制的，这种演奏方式不仅在中国的交响音乐历史上开了先河，还给现场的观众带来一种全新的听觉体验。在交响曲的编配中，朱践耳更是将十二音序列用“五声”性进行编排，使得整部作品充满中国传统民族音乐的风格。而这也是他所刻意追求的。这部《第十交响曲》直至今日还有很大的影响力。其原因在于，朱践耳在西方的音乐体裁中加入了中国音乐的创作思维，看似传统的编配中充满着创新的技法，他将古琴、戏曲、管弦乐完美结合在一起，琴声、人声、管弦乐的声音浑然天成。

　　朱践耳生前创作的最后一部作品是室内乐《丝路寻梦》，这部作品是他为大提琴家马友友的“丝绸之路”乐团而创作的六重奏，2008年被改编为重奏与管弦乐合奏的版本。

　　2017年，朱践耳以95岁高龄病逝于上海。在许多音乐学研究者眼中，朱践耳的音乐人生堪称传奇。他饱经岁月沧桑，人生步入花甲之年后竟还达到了创作的巅峰期，完成了11部交响曲，每一部都有其独特的音乐格调，不仅表现出作曲家个人的精神世界和情感世界，更展现了民族和时代特色。

　　“朱践耳先生是中国迄今为止创作力量最全面的作曲家，也是青年一代的楷模。他的人生轨迹可以说是中国交响乐历史的缩影。”作曲家叶小钢认为，朱践耳的创作是沟通中国音乐与西方音乐的桥梁，他的作品诠释了音乐可以有更丰富的欣赏方式。在他的创作中，音乐可以朴实地演奏民族民间旋律，也可以华丽地奏出管弦乐队的辉煌；作曲技法可以恰如其分地被排列，也可以别出心裁地体现独具一格的民族风情。

　　朱践耳创作一丝不苟，花费十年时间才创作出《第一交响曲》。他曾告诫青年作曲家，要静下心来下苦功。朱践耳的手稿永远工整清晰，别人常劝他不要花费那么多时间来写谱子。他说：“先生教的，每个符头，每根线都要对齐，连在哪里翻谱都要算好，方便指挥、演员阅读。”

　　有人认为他的作品里看不到其他作曲家的痕迹。朱践耳的作品之所以可以不着痕迹地将中国的民族性融入西方的作曲技巧中，就是因为他长期浸淫于民族民间音乐之中。正如朱践耳所说，“现代的东西要拿到生活里去核对、分辨，才会知道哪些是中的，哪些是西的”。

　　（作者单位：杭州师范大学音乐学院）

　　《光明日报》（ 2022年12月30日 16版）