出品单位：中国科普博览会自我格致论坛
引力、量子、纠缠……这些词是什么意思？ 黑洞其实也有单身和恋爱的不同状态？ 如何穿越时空？ 北京师范大学物理系张洪宝说：“世界太复杂了，物理学家希望找到这样一个原理，把它握在手里，就能鸟瞰整个世界，这样他们就会有这是物理学家的信念。”
△SELF论坛：张宏宝《纠缠求生》
今天我想告诉大家的是，基础物理学最前沿的东西就是我们对世界的理解。 开始这个演讲，我不知道怎样才能和大家有一个很好的互动，但是我会尽力跟大家分享我们这个领域的基础物理学家对世界的最新认识。
我们知道一件事是什么，我们知道一件事，也许我首先在这里忘记了一首诗，我只想说整个物理学是相互联系的。 也许透过一粒沙可以看到整个世界，透过一朵花可以看到天堂。 物理学中有一件非常非常重要的事情。 我希望有一个基本原则。 有这样一个原则。 我能把这样一个原则握在手里，这样我就可以鸟瞰整个世界，这样我就会感到很安全。 。 不然这个世界就太复杂了。 这是一个广阔而繁荣的世界。 我想理解它，但是我怎么理解它呢？ 我们物理学家希望有一个第一原理。 有了这个第一原则，原则上我就可以完全掌控这个世界了，所以我在这个世界上就会有安全感。
现在是整个故事的实际讨论。 我们知道，其实你我都是生活中的演员，但我们这样的演员却离不开时间和空间。 例如，如果我们想和某人约会，我们在哪里？ 比如，在北京海淀少年宫，我们下午三点在这里约会。 我们需要时间和空间。 事实上，时间和空间为我们提供了一个完整的表演舞台。 你我只是这个舞台上的演员。 物理学家特别看到的一件事是什么？ 我们可以把这个世界分成两部分，一部分就是所谓的时间和空间，我们今天的物理学家称之为时空，把它们连接在一起就叫做时空。 另一部分是一些物质，比如我，当然我也是由一些物质组成的。 你可能听说过它是由原子等组成的。我们是某种物质，我们是空间和时间的参与者。
今天我想谈的一件事是什么？ 其实，无论是时间和空间，还是你和……我和我都不是来自宇宙大爆炸。 今天很多人都知道一个事实，我特别想说的一件事是我们如何通过大爆炸产生大量的物质、时间和空间。 对于这样的问题，当今的物理学家已经取得了一些最新的研究进展。 我希望利用这很短的时间与大家分享这个非常前沿的进展。 下面讨论的最终主题是什么？
我想说一件事——是因为纠缠。 就是因为你我之间千丝万缕的纠葛创造了时间和空间，它们就是这样被创造出来的。 另外，也是最重要的，我想讲一个故事——真爱真的可以创造奇迹。 因为物理，基础物理，它确实可以创造非常非常奇妙的奇迹。 对我来说，稍后我会告诉你，这是多么奇迹。
这涉及到物理学教父般的人物爱因斯坦。 首先我要告诉大家什么是时间和空间，以及我们今天的物理学家对时间和空间的认识已经达到了什么样的境界。 当他在牛顿的时候，他觉得时间是绝对的。 一个人还在这里。 当我这样站着的时候，我感受到了时间和一个人的动作。 比如说，从这里走出来，再往回走，我就遇见了站在这里的人。 两人一看表，原来这家伙十点钟就走了。 11点他回来的时候，我和他看了看手表，发现都11点了。 这个时间是绝对的，不取决于一个人。 这样运动完你还走回来吗？ 还是我一直都在这里？ 这就是牛顿对时间的理解。
但爱因斯坦对时间的看法却完全不同。 爱因斯坦说，当你这样走再回来时，你的时间和我站在这里的时间不一样。 这个人走来走去，回来的时间比我在这里要短。 如果你想象一下，想象一下我的双胞胎兄弟离开了地球，四处游荡了一段时间，然后又回来了。 也许这个时候我已经很老了，但我的双胞胎弟弟还是个孩子。 这是相对论给我们带来的对时间非常大的影响。 对于爱因斯坦来说，有绝对的事情吗？ 你认为时间是相对的吗？ 有绝对的事情吗？ 如果存在一个绝对的东西，这个绝对的东西就不再只是时间这样的东西，而是时间和空间是连在一起的。 我们称之为时空。 这是我想表达的一件事。
但爱因斯坦并没有就此止步。 他最终会把这个时空和引力统一起来，就是引力，最后告诉你，引力不是力。 牛顿对这件事有何看法？ 他想大家可能都听说过一件事。 这里有一个有质量的物体，那里也有一个有质量的物体。 他们之间就会产生吸引力。 这种吸引力是普遍的。 只要你有质量，他们就会有吸引力，这种吸引力就是在这里表现出来的这样一个关系。 但爱因斯坦对此事的看法与牛顿完全不同。 他的观点是，假设我站在这里，另一个人站在那里，因为我和他都有质量，所以我和他之间有一个差距。 因为这种吸引力，我和他就会慢慢靠近。 因为你我之间存在吸引力，所以原则上我们会慢慢靠近。
爱因斯坦表示，这一事件表明这片时空已经被弯曲和扭曲。 例如，如果我们的同学在初中学过几何，我们知道两条平行线如果一开始是平行的，就永远不会相交。 如果他们继续走下去，他们就会继续走下去，但这只是一个平坦的空间，也就是说，这个空间是平坦的。 ，是尤基米德空间。 但是如果你给我们一个球，并且我们知道地球是弯曲的，我们会发现所有的经度实际上都是平行的。 它们在赤道处是平行的，并且与赤道成 90 度角。 但随着这些经线的行走，它们最终在北极汇聚。 这种趋同的根本原因是什么？ 因为球体本身是弯曲的。
爱因斯坦说，如果你我之间没有万有引力或万有引力，我们的时空就会是平坦的。 所以，你我只能永远相视。 一开始，你我都是相对静止的。 我们彼此平行。 我们只能永远隔着江湖相望。 但是因为万有引力，因为万有引力，你我造成了这个时空的弯曲，因为这个时空是弯曲的。 虽然你我一开始相对静止，但最终会在某个时刻聚集在这里。
最终的结论是，引力表现为时空的弯曲。 这是爱因斯坦富有洞察力的观点。 它只是表现为时空的弯曲。 一旦有了这样的概念，弯曲时空里就有一种非常非常特殊的时空。 这个时空我们通常称之为——黑洞。 黑洞会造成一件特别重要的事情。 假设我的时空区域是平坦的，如果我向这个区域发送一束光，你向这个区域发送一束光，那么两束光将平行传播。 但如果你处于黑洞引起的弯曲时空中，你会发现这个块发出的光线一开始是平行的，慢慢地有的会分开，有的会会聚物理学家.，因为黑洞的引力太强了 太强了物理学家.，无论怎么努力都无法发出光来。 这是爱因斯坦的理论所预言的。
接下来我还想说一件事。 实际上有两种类型的黑洞。 一种我称之为单身的黑洞。 假设我们的太阳还有50亿年的寿命，如果它的质量稍微大一点，它最终会烧毁并塌陷成黑洞。 这是不可避免的崩溃。 当它塌陷成黑洞后，里面的光就无法出来了。 这就是我们称之为黑洞的根本原因。 我之所以能看到你，是因为你在那里发出的光，不是你的光反射到我眼睛里的光。 然而黑洞里的光出不来，所以我看到的区域是黑色的。 的。
现在有一件非常重要的事情。 通常，例如，我谈论明星。 这颗恒星在太阳下非常大。 对于我们物理学家来说，它就在我们手中。 我们感觉这里有一颗星星。 然后它最终会塌缩塌陷，最终形成黑洞，也就是我们通常所说的单一黑洞。 但我们物理学家发现还有另一种黑洞。 这种黑洞，其实就是爱情的黑洞。 为什么我称其为爱情黑洞？ 在这样的图片中，这两个黑洞以非常非常光滑的方式粘在一起，没有任何摩擦。 这段婚姻很好，这段爱情关系很好，很完美。
接下来我想说的是关于时间和空间。 至于空间和时间，我说的是时间和空间的曲率。 弯曲的时间和空间。 接下来我想谈谈物质方面的事情。 至于物质的东西，我不能谈论古典的东西。 我想谈谈量子的事情。 这里有一个问题。 两个光滑的黑洞之间是什么？ 事实上，他们一开始是亲吻在一起的，然后你会发现，随着时间的推移，他们慢慢地分开了。 这个中间是什么？ 中间有一个虫洞，也就是随着时间的推移，他们之间的距离越来越远，这就是虫洞。
接下来我想谈谈量子。 量子更神奇，现在我想谈谈量子力学。 什么是量子力学？ 我这里还有一样东西，这是我表弟送给我的。 他用完后升级了，就给我吧。 大家都看得出这是一款，但是现在进入量子力学的世界，我对这款手机并不确定。 我先把这个手机盖上，有时打开，是小米，有时打开，又是小米，有时再打开，又是小米，有时打开，又是小米。 也就是说，在你打开之前你不知道它处于什么状态。 就是这样的事情，与小米处于叠加状态。 它不仅是小米的状态，而且是与小米的叠加状态。 当然，能否打开可能取决于你的性格。 如果你的人品足够好，第一眼就很好。 如果你的人品再差，那就不如小米了。 这就是量子力学。 你可以将这两种状态叠加在一起，它仍然是一种状态。 正是这种叠加造成了不确定性。 所以我想声明一件事，那就是我们人类其实是量子的。
我们曾经有句话说，性本善还是性本恶，这取决于你在经典世界里如何看待人性。 对于我这个物理学家、量子物理学家来说，当我看世界、看人性的时候，我是从量子的角度看的，也就是说人性其实是量子的。 你不能问它本质上是善还是本质上恶。 在善与恶的叠加状态下，你既是天使，又是魔鬼。 这主要取决于你的性格。 这就是量子力学。 但如果我想将量子力学推向更进一步的状态（state），这还不够离奇。 我必须走得更远。 我必须拿起我的激光笔，使用量子力学的状态叠加原理和纠缠。 这么微妙的地方。 什么是纠缠？ 是你我，我们或许相隔千山万水，但你我心意相通。 如果你快乐，我就会快乐。 如果你难过，我也会难过。 这是一种爱的状态，这是一种纠缠。
假设这个时候你饿了，我也会感到饿。 你觉得你吃太多了，我也觉得我吃饱了。 这意味着距离很远，但你我却处于叠加纠缠的状态。 这就是量子力学世界可以给你的。 这就是纠缠。 接下来我想说的是什么？ 我想说，我们整个世界都处于一个非常非常纠结的状态。 换句话说，我所说的就是这个空虚的真空。 这个不存在的地方，充满了纠葛，无处不在，这里突然冒出一些肉眼看不见的东西。 这里突然出现了什么东西，这边和这边纠缠在一起。 正是因为有了纠缠，虚空才拥有了极为顺畅的存在。 我可以在这里自由行走。 如果没有这个纠缠，我就不可能从这里走到这里。 我处处碰壁，只能站在这里，无法回头。 所以真空不是空的，它们是纠缠在一起的。
我想说的是，他们因为纠缠而联系在一起。 如果这边和这边没有纠缠，你会发现只能走到那边，突然就走不过去了。 但如果它们纠缠在一起，它们就可以穿过，所以这里通常会有这样的图，大概就是纠缠的意思。 因为我们纠缠在一起，你快乐我就快乐，你不快乐我也会不快乐，所以你我之间就有了联系。 尤其是在这里我想回到这样的场景。 这是怎样的场景？ 现在的牛郎织女，因为王母娘娘，因为邪恶势力，因为传统的力量，导致牛郎织女相隔千里之外。 ，相距14亿光年，那么遥远。 有些人可能会说，没关系。 我研究过相对论。 如果你学过相对论，你就可以乘坐宇宙飞船飞行。 尽管相隔那么远，牛郎织女只要造出一艘飞船，而且飞得足够快，还是可以看到对方的。 但太后太坏了。 她深刻地知道一件事。 我们的宇宙不仅在膨胀。 我们的宇宙膨胀是什么？ 它不断地创造出许多新的空间。 我们的宇宙正在膨胀。 这不仅仅是扩张。 它正在扩张，而且正在加速扩张。 这意味着什么？ 假设这里有牛郎，这里有织女，那就有问题了。 他们一直想飞过去见面，但是当他飞到这里的时候，他们之间的距离就被拉长了。 当他来到这里时，他们之间的距离又被拉长了，所以他们永远不会见面，所以太后是如此糟糕，她对物理非常了解。 但可惜的是她不懂量子力学。 作为一名物理学家，看到这样的场景，当然伸出了手，因为我们深深知道一件事，牛郎织女是真心相爱的，他们的定情信物都是纠缠在一起的，而不仅仅是他们。 一起。 尽管它们相距14亿光年或者13亿光年，但无论多远，对于我作为一个量子物理学家来说，都没关系。 请分别拿出你们的爱情信物。 牛郎的定情信物在这里，织女的定情信物在这里。 让这个定情信物崩塌，崩塌，我请你把它崩塌成黑洞。 如果这两个黑洞不纠缠的话，这个黑洞和这个黑洞之间的距离仍然是十三亿光年或者十四亿光年。 但非常非常重要的一点是，因为这两个定情信物原本是纠缠在一起的，所以最终两个黑洞也纠缠在一起了。 他们因为纠缠而联系在一起。 所以，特别重要的一件事是，这两个黑洞一旦产生，它们就轻轻地吻在一起。 通过这样的虫洞，它们的黑洞在中间打开了一条时空隧道。 这条时空隧道，是因为他们之间的爱情。 因为是真爱，这个新的时空，这个新的虫洞，完全是因为他们的纠缠而产生的。 没有纠缠，就没有时空隧道。 这是我向大家强调的。
有了这个认识，这件事就好办了。 通常物理学家这里都会有这样的场景。 这是什么场景？ 假设牛郎的英文名字叫鲍勃，织女的名字叫爱丽丝，创造了这样一个黑洞，因为他们通过这个虫洞连接在一起，沿着时间的方向，他们可以一跃进入黑洞。又一个。 他们足够勇敢。 通常，人们会跳入黑洞，永远不会出来。 他们可能会孤独一生，但这对他们来说并不重要，只要相爱就可以了。 他们纷纷跳入黑洞。 他们在黑洞里拥抱在一起，也许只有一秒钟，但这已经足够了，足够两个真心相爱的人了。 他们接下来的命运又会如何呢？ 他们会触及这个时空奇点，也就意味着他们会被这个时空奇点撕成碎片。 这还好，但是对于一个物理学家来说，他不愿意看到这样的悲剧发生。 让我们再做一个技巧。 我说这仅适用于非旋转黑洞。 如果这个黑洞不旋转的话，最终的命运就会是这样。 但如果我们让这个黑洞上下旋转，这里的黑洞也向上旋转，那么我们最终看到的场景大致是这样的。 也就是说，即使掉入黑洞，也不会在奇点处被撕成碎片，而会穿越到另一个新的宇宙。 他们将彻底穿越到另一个新的宇宙，那是他们的天堂。 为什么可以做到这一点？ 我想说，只有因为爱，才会有这样的奇迹发生。 这就是我今天要给大家讲的故事。 这是一个真实的故事，也是一个你绝对可以做到的故事。 这不是科幻小说，而是硬科学。 谢谢你！