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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

户外运动爱好者必须了解的常见运动损伤及处理原则******

　　江苏省体育科学研究所 杨文贤

　　2022年，借助各大网络平台的分享转发，一系列小众运动如飞盘、腰旗橄榄球、徒步、攀岩这些户外运动受到许多年轻人的追捧，成功吸引到一大批群体成为户外运动的忠实爱好者。

　　到户外走动是保持健康和接触大自然的好方法，但是户外运动引起的相关伤害也会显著增加。据统计，每年有超过350万的人群因运动或参加娱乐活动而受伤。即使是专业运动员，虽然他们在大多数运动伤病中恢复得相当快，但如果得不到及时解决，也可能意味着运动员生涯的提前结束。

　　新冠康复后，外出运动是一个好的选择，可以帮助呼吸的恢复，但对于户外运动的新手爱好者而言，不仅要面对如何在冬季寒冷的低温下保持良好运动状态的考验，了解不同运动可能会引起的身体伤害以及学会自我预防及处理，同样也是重中之重。对此，根据运动科学专家Jill Horbacewicz的建议，我们为广大的户外运动爱好者们编制了一份关于运动损伤的友好指南。

　　以下是最常见的几种户外运动伤害以及如何预防这些伤害的提示。

　　1.扭伤

　　扭伤是一种影响韧带的损伤（韧带是连接骨骼和关节的组织）——最常见的形式是过度拉伸导致的撕裂。扭伤通常是由于快速扭转或其他笨拙的运动（包括跌倒）发生的。而其中，踝关节扭伤是最常见的扭伤形式，以疼痛和肿胀为特征。损伤通常发生在外侧韧带上，严重程度可以从拉伤到撕裂。对于户外运动爱好者而言，脚踝扭伤通常发生在精神注意力不集中时。因此，在运动过程中注意不要向前看地形中的突起，认真走好脚下的路，这对徒步爱好者而言尤其重要。

　　一旦发生扭伤，请立刻停止运动并休息，有条件的可以对受伤部位进行冰敷。如果疼痛严重，请就医进一步治疗。

　　2.拉伤

　　肌肉纤维或肌腱撕裂时会出现拉伤，多数情况下是由于突然运动造成的，在网球运动员、高尔夫球手和曲棍球运动员中很常见。拉伤可能导致肌肉痉挛、肿胀和难以移动受影响的身体部位，这通常局限于腿部、手臂、颈部和背部。偶尔可能需要手术来解决严重的拉伤，但大多数情况下通过休息、冰敷以及在某些情况下使用拐杖即可治愈。

　　3.应力性骨折

　　在户外运动中，应力性骨折是一种比较常见的损伤情况。这是过度使用导致的损伤，通常体现在小腿或足部骨骼出现裂缝。人们很容易通过疼痛的部位和感受来判断是肌肉问题还是应力性骨折。如果是肌肉问题，身体疼痛的感受会更加弥散，对于应力性骨折，疼痛局限于一个部位且感受更加尖锐。

　　如果出现骨折，即使是轻度骨折也应被视为需要立即治疗的医疗紧急情况。可能需要石膏来促进愈合，并且恢复时间可能比许多其他类型的运动损伤相关的时间更长，甚至也可能需要手术来修复。

　　4.足底筋膜炎

　　足底筋膜炎是一种足部疾病，在跑步者以及以下肢运动为主的项目中最为常见。足底筋膜是一条组织带，从足跟一直延伸到脚趾，它的损伤特点是脚后跟或脚底感到疼痛。导致足底筋膜炎的生物学因素包括旋前困难、高足弓或扁平足、紧绷的跟腱和紧绷的小腿肌肉。

　　足底筋膜炎的治疗流程可以称为RICE。Rest、Ice、Compression和Elevation的首字母缩写词，这也是绝大部分运动损伤的处理原则。除此以外，可能还需要使用布洛芬来减轻炎症，同时进行拉伸（适当的时候）和按摩以缓解紧绷感。

　　5.髂胫束综合征

　　髂胫束综合征也是跑步者以及下肢运动最常见的过度使用损伤之一。髂胫束是一条从臀部外侧向下延伸到膝盖外侧直到胫骨的组织带。疼痛通常是由髂胫束在胫骨外侧（膝盖处）摩擦引起的。当在不平坦的表面上进行下肢运动以及肌肉组织变得紧绷时，该部位的摩擦会变得更加严重。穿破旧或不合适的鞋子也有可能导致髂胫束综合征。

　　因此，面对这种情况，首选是停止下肢运动，拉伸放松肌肉组织，选择合适的穿戴装备。严重时，可能需要相应的矫形器来解决因身体形态变化产生的力学问题。

　　6.腰痛

　　腰痛可能是由于腘绳肌紧绷、肌肉不平衡、核心肌无力、姿势不良、不正确的运动形式和跌倒造成的。大多数腰痛是由肌肉组织的失调和虚弱引起的。为了防止进一步的问题，日常生活中就要时刻注意脊柱的正确形式和中立对齐。

　　腰痛人群要加强核心，伸展腿部、腰部、腰椎和臀部。锻炼后使用RICE方法缓解疼痛。

　　7.膝痛

　　膝痛在热爱运动的人群中并不少见，尤其是跑步者以及其他下肢运动中。大多数膝盖问题源于过度使用、磨损、穿着不正确的鞋子、肌肉不平衡或异常，例如腿长不均匀、弓形腿和膝盖受伤等。

　　膝盖疼痛的治疗与其他损伤有所不同。通常，膝盖疼痛会随着肌肉力量训练、合适的鞋型或矫形器而消失。如果疼痛持续2周或更长时间，则需要及时向专业人员咨询，例如运动医学医生或足病医生。当然，在日常的预防中，也要注意穿着适合的鞋来进行运动。

　　说了这么多常见的运动损伤，相信各位发烧友们对于运动损伤一定有了自己的判断。但其实在运动中，最容易被大家忽略的其实是下面这类，我们将其称为“周末勇士”综合征。

　　整周久坐不动，然后在周末到来时进行大强度运动甚至过度运动极有可能会引起运动损伤。如果你整个冬天都没有跟上一项活动，请不要在夏天到来之际直接加入一项新的运动。你需要慢慢增加强度和频率，让你的身体适应你对它的要求。

　　最后，为了让大家真正享受到户外运动的乐趣，我们还有更多提示：

　　●运动前热身；

　　●佩戴合适的装备：无论是头盔、合适的鞋子、防护垫等，都会降低受伤的风险；

　　●保持水分：脱水会对性能产生负面影响，并导致肌肉疲劳或过度劳累，从而增加受伤的机会。确保在任何体育活动之前、期间和之后喝大量的水；

　　●知道何时停止：在受伤时忍耐疼痛或继续运动会很快导致后续受伤和较长的恢复时间。知道何时休息对于保持运动的活跃度至关重要。如果你在项目中已经很累，那么就不要继续运动了，疲劳时受伤的可能性要大得多；

　　●练习正确的技术：户外运动伤害的另一个主要因素是不正确的技术，它几乎可以影响任何人，无论是什么运动项目，学习如何正确的技术和发力均有助于预防一些最常见的运动损伤。

　　●小窍门：保护、休息、冰敷、加压、抬高。①保护受伤的部位，不让它受到第二次损伤。②针对限制患处的活动的休息，肌肉及韧带损伤后，局部制动是关键的。③及时的对患处进行冰敷可以减少出血、缓解疼痛、炎症的控制等。④加压一般在受伤后的24—48小时内实施，可以限制患处进一步的肿胀，常使用加压绷带包扎伤口，加压要从离心脏远的那端一层层向近端包扎，切记不要包扎过紧，包扎过紧极易引起局部肌肉坏死。加压时可以配合冰敷同步进行。⑤抬高是将患处抬高，更多的是利用重力帮助血液及组织液回流来减少受伤部位肿胀，缓解疼痛。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）