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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

海外留学成本上涨 如何上个“更便宜”的学？******

　　羊城晚报记者 孙唯 实习生 梁欣雨

　　近年来，不少家庭选择送孩子出国留学。相比国内就读，国外留学的学习与生活开支高昂，对一般家庭来说存在一定的经济压力，所以在选择留学时，留学成本是不得不考虑的一个因素。近年来，国外留学费用一直呈上升趋势。除了不断上涨的学费，住房、食物、交通、书籍等与生活有关的费用也受物价上涨的影响而提高。

　　欧美地区大学学费上涨较快

　　大学学费是留学总费用的主要构成之一。由于疫情导致各国经济较低迷，疫情期间的食物原材料、住宿等运营成本也全面上涨，再加上通货膨胀等其他经济衰退因素的压力，多数学校不得不上涨学费。近年来，许多留学生家庭都感受到了学费上涨的压力。

　　欧美地区的大学学费上涨较快。以英美两国为例，根据U.S. News的年度调查数据，在2022-2023学年，美国公立和私立学校的大学平均学费都有所上涨，私立大学的平均学杂费更是上涨了约4%。今年年初，斯坦福大学董事会宣布：2022-2023学年的学费增加4%，本科生就读年成本将上调至77034美元，其中学费为57693美元。2022-2023学年，耶鲁大学的本科学院就读总成本上涨至80700美元，相比去年77750美元，涨幅约为3.8%，其中学费为62250美元。

　　英国各院校专业每学年的学费平均增长了1000英镑，部分院校对热门专业的学费进行大幅上调。牛津大学2022年秋季国际生学费比上一年上涨1000-1500英镑，而2023年学费则比2022年暴涨1000-5000英镑。热门专业的学费，材料科学暴涨至44240英镑/年，涨幅5230英镑；政经哲专业学费35080英镑/年，涨幅5580英镑；临床医学学费52490英镑/年，涨幅3890英镑。剑桥大学的医学专业学费已接近6.4万英镑/年，较去年涨幅接近3000英镑，是英国大学里学费最高的专业。

　　加拿大高等院校的学费一般低于英美澳等国家，学费多少取决于院校、学位、专业、是否为国际学生等。根据加拿大统计局发布的2022-2023学年大学学费报告，加拿大本科生的平均学费为6834加元，比上一学年增长约2.6%。加拿大研究生的平均学费为7437加元，比上一学年增长约1.7%。在加拿大所有省份中，诺瓦斯科舍省、安大略省、不列颠哥伦比亚省的研究生学费分别高出全国平均水平的42.4%、26.2%、34.4%。对于国际留学生而言，近年来的平均学费持续增加。以本科为例，2002年时，国际生学费仅是本地生学费的2倍左右；如今，国际生学费已达到本地生学费的4.2倍。

　　生活成本高受物价上涨影响明显

　　留学生们的生活成本受通货膨胀影响明显，物价上涨是影响留学生们生活开支的重要因素。以加拿大为例，据加拿大统计局数据，2021年4月到2022年4月的消费者价格指数(CPI)上涨了6.8%，加拿大人购买食品的费用增加了9.7%，这是自1981年9月以来的最大涨幅，住房成本也以1983年以来最快的速度上涨。

　　对于留学生而言，生活费用占比较高的部分是房租。以英国为例，2022年，受访学生的平均月租金为455.4英镑，虽然相较去年下降了12%，但租房支出依旧高于中国国内房租水平。曼彻斯特的房租最贵，平均每月需要556.5英镑，其次是考文垂、布里斯托、埃特伯雷，这些城市的平均月租金都超过了500英镑。

　　生活成本的高低还受到留学生们常住的地段和个人消费习惯的影响。例如，在澳大利亚，与黄金海岸和堪培拉等城市相比，悉尼和墨尔本地区的生活费用对国际学生来说要贵得多。在悉尼留学的段同学说道：“如果你平时在国内花钱比较大手大脚，衣服化妆品经常换，那么出国的话就会觉得生活开支变少了，因为国外的奢侈品、化妆品打折得很厉害。如果本身在国内就比较节俭，出国后的消费也是基本的衣食住行的话，反而会觉得生活开支变大了，因为国外所有的消费一旦换算成人民币和国内比较就会贵很多。”

　　国外的吃、住、行等基本需求的开销比国内要高许多，为此，许多留学生改变了部分生活习惯。英国华威大学的小陈介绍道：“英国的打车、公交、外卖费用都不比国内便宜。在国内坐一次公交大概花2块钱，但在英国坐一趟单程的公交大约要花2镑，相当于人民币16块。”出国前，学生们躺在床上打开手机，不过半小时，就可以花合适的价格购买到想吃的丰盛外卖。然而，国外的外卖却不似国内的外卖般物美价廉。“国外点一顿外卖至少得十几镑，相当于人民币一百多，而自己做饭估计只需要花3镑到5镑。”

　　除了基本的衣食住行方面的开销，还有一些无法预料、意想不到的非固定生活支出，例如初到留学国家准备生活用品的费用、医疗保险消费、外地旅游消费、每月的水电煤气费用等。特别是在今年欧洲能源危机的影响下，冬天到来，供暖费预计是一笔不小的支出。英国能源监管机构Ofgem认为，今年冬天英国能源账单的增长速度可能将超出此前的预测。

　　降低成本，学生与家长有话说

　　在留学成本日趋提高的当下，留学生与家长们是怎么应对的呢？

　　尽可能在国内就通过语言考试。现在国外很多大学都为留学生设立了语言课程。然而，在海外就读语言课程意味着增加了留学生的留学时间与花费，因此，留学生们最好在出国前就打好语言基础。在加拿大留学的阿豪同学的妈妈也建议：“要提前做好准备，雅思在国内就要通过，不要留到国外再补齐语言技能。”

　　关注学校政策，努力争取奖学金与助学金。例如，美国普林斯顿大学在2021-2022年的学杂费标价为56010美元，但学生在获得助学金后，当年的平均学费约为16562美元。哈佛大学为55%的本科生提供了平均62613美元的按需奖学金或助学金。

　　英国也有部分高校有奖学金。英国文化教育协会中国区主任包迈岫介绍：“有很多奖学金正在为国际学生颁发，以此鼓励学生的多元化学习。”例如，2022-2023学年就有18所高校为中国学生提供26个非凡英国奖学金名额，并鼓励中国学生申请。

　　选择“性价比”高、投资回报率高的学校与专业。包迈岫表示：“英国的本科课程通常只有三年，而研究生课程通常为一年，因此学生可以比其他国家的学生更快地进入工作岗位，就投资回报而言，这是一项巨大的投资，也是一种经济性的选择。”

　　在留学城市勤工俭学。目前，中国留学生可以在部分留学国家通过兼职、带薪实习、担任助教、在网上售物等方式获得部分经济收入。不过，虽然勤工俭学成为不少留学生增加收入的普遍选择，但学生们的收入基本只能满足日常开销，且勤工俭学是对个人时间安排的考验。在英国伦敦的小徐介绍道：“有很多中国留学生在中餐厅或中超做兼职，但全职还是比较少的，毕竟出来留学不能本末倒置。”

　　如果外卖贵却吃不饱，可以选择在学生食堂就餐。以德国为例，德国各大城市设立的学生食堂的食物价格便宜，种类齐全，是经济实惠的用餐选择。当然，如果留学生们想要在国外吃得又便宜又健康，还符合自己的口味，最直接的办法就是自己做饭。在加拿大多伦多留学的小梁表示：“在这里一顿外卖比国内贵很多，所以自己做饭最省钱。”如果选择在距离学校远的地方租房，经常打车将会有一笔不菲的交通费用支出。因此，她还建议平时少打车，用好公共交通。“我一般会摸清楚当地的公交和地铁线路，合理运用这些交通工具也能省下一笔钱。”

　　即使目前留学受成本高涨的影响，家长们依旧愿意全力以赴支持孩子出国留学。在加拿大就读的留学生阿香的母亲介绍道：“我们家在选择让孩子出国留学的时候，不会因为留学成本问题就放弃某一个地区或学校。只要是孩子想去的、未来前景好的学校和地区，我们都会全力支持。”家长们希望孩子在外安心学习即可，不用过分担心成本问题，“孩子出去留学肯定是以学业为主，我们也不希望孩子因为经济开支问题边上学边打工。”

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）