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你可能已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò)最早的“隔離天才”的故事，艾薩克·牛頓為了躲避瘟疫，徹底革新了數(shù)學(xué)和物理學(xué)。在像2020年這樣的流行病肆虐之年，人們自然希望看到一些類(lèi)似的希望。也許另一個(gè)奇才的想法正被給予時(shí)間和空間來(lái)孕育，誰(shuí)知道會(huì)有什么奇跡在等待著他。

在牛頓的時(shí)代，隔離意味著，除了一棵蘋(píng)果樹(shù)，幾乎沒(méi)有什么東西可以做伴。但更重要的是，科學(xué)本身從那時(shí)起已經(jīng)完全改變了。直到大約一個(gè)世紀(jì)前，一位孤立的思想家才有機(jī)會(huì)引發(fā)一場(chǎng)全面的知識(shí)革命?，F(xiàn)在，最大的問(wèn)題（理論問(wèn)題）往往只會(huì)在全球?qū)W者團(tuán)隊(duì)的齊心攻克下才會(huì)有成效。

然而，令人震驚的是，今年有兩個(gè)這樣的團(tuán)隊(duì)在可能引發(fā)物理學(xué)下一次革命的理念上取得了重大進(jìn)展。這些研究人員已經(jīng)逐步解決了理論物理學(xué)中最誘人、最頑固的問(wèn)題，即斯蒂芬·霍金的黑洞信息悖論。正如牛頓最終證明了拉住樹(shù)上蘋(píng)果的引力與使月球在軌道上運(yùn)行的力是一樣的，這些科學(xué)家們夢(mèng)想著將阿爾伯特·愛(ài)因斯坦關(guān)于引力的觀點(diǎn)與量子力學(xué)的粒子和場(chǎng)結(jié)合起來(lái)。雖然實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)還需要一段時(shí)間，但牛頓也花了20多年時(shí)間才出版了他的杰作《原理》。希望在這疫情肆意的一年里播下的智力種子（黑洞信息悖論和量子糾纏，蟲(chóng)洞和全息圖），有一天會(huì)結(jié)出輝煌的果實(shí)，這并不瘋狂。

黑洞信息悖論研究進(jìn)展

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關(guān)于黑洞信息悖論，降為說(shuō)就是：物質(zhì)落入黑洞，隨著時(shí)間的推移（很長(zhǎng)很長(zhǎng)一段時(shí)間），黑洞“蒸發(fā)”。但落入黑洞的物質(zhì)發(fā)生了什么？根據(jù)萬(wàn)有引力定律，它消失了，它的信息永遠(yuǎn)消失了。但根據(jù)量子力學(xué)的規(guī)則，信息永遠(yuǎn)不會(huì)丟失。因此，悖論出現(xiàn)了。今年，一系列重量級(jí)的計(jì)算表明，信息一定會(huì)以某種方式泄露出去，盡管它是如何泄露出去的仍然是個(gè)謎。黑洞理論不再包含使其自相矛盾的邏輯。但仍有許多令人困惑的地方，甚至連物理學(xué)家自己也感到困惑。就理解黑洞而言，這充其量只是開(kāi)始的結(jié)尾。

物理學(xué)家創(chuàng)造了室溫超導(dǎo)體

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懸浮的火車(chē)，無(wú)損的電力傳輸，完美的能源儲(chǔ)存，室溫超導(dǎo)性的藍(lán)圖已經(jīng)滿足了許多烏托邦式的夢(mèng)想。紐約羅徹斯特大學(xué)的一個(gè)研究小組報(bào)告稱(chēng)，他們以氫原子晶格為基礎(chǔ)創(chuàng)造了一種材料，這種材料顯示了在大約15攝氏度下超導(dǎo)的證據(jù)，這個(gè)溫度大約相當(dāng)于一個(gè)寒冷房間的溫度。唯一的問(wèn)題是，它只有在材料被加壓到接近地核的壓力才會(huì)起作用。烏托邦將不得不等待。

時(shí)間之謎的新答案

當(dāng)你問(wèn)一般的理論物理學(xué)家關(guān)于時(shí)間的本質(zhì)，他們可能會(huì)說(shuō)時(shí)間的流動(dòng)是一種幻覺(jué)。根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，在一個(gè)“塊宇宙”中，空間的三個(gè)維度和時(shí)間的一個(gè)維度交織在一起，這個(gè)“塊宇宙”包含了整個(gè)過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。愛(ài)因斯坦在1955年去世前幾周寫(xiě)道，“過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)之間的區(qū)別只是一個(gè)頑固的錯(cuò)覺(jué)?！比欢?，一個(gè)關(guān)于時(shí)間的新觀點(diǎn)（一個(gè)來(lái)自于一個(gè)關(guān)于數(shù)學(xué)的舊觀點(diǎn)）可能會(huì)為我們走出這個(gè)封閉宇宙的監(jiān)獄提供一條出路。

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天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了快速射電暴的來(lái)源

一個(gè)耀眼的宇宙閃光燈結(jié)束了一個(gè)持久的天文學(xué)之謎。自2007年首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴以來(lái)，一直沒(méi)有得到解釋?？焖偕潆姳┦且环N只持續(xù)幾毫秒的遠(yuǎn)距離無(wú)線電波。天文學(xué)家已經(jīng)想出了太多的理論來(lái)解釋什么是宇宙中最強(qiáng)大的射電源。在4月一個(gè)寧?kù)o的早晨，一場(chǎng)爆炸照亮了地球上的望遠(yuǎn)鏡，這使得研究人員可以追蹤它的來(lái)源，追溯到曾經(jīng)有天體發(fā)射x射線的那部分天空。天文學(xué)家得出結(jié)論，這一現(xiàn)象的背后是一顆被稱(chēng)為高度磁化的中子星。

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存在第三粒子王國(guó)的有力證據(jù)

宇宙分裂成兩種粒子：玻色子或費(fèi)米子。但如果你創(chuàng)造一個(gè)玩具宇宙，一個(gè)只有兩個(gè)空間維度而不是我們熟悉的三維空間，粒子行為的規(guī)則就會(huì)改變。在這個(gè)二維宇宙中，拓?fù)湟?guī)則允許第三種粒子存在，即所謂的任意子。早在20世紀(jì)80年代，人們就首次預(yù)測(cè)出了任意子，但直到今年，實(shí)驗(yàn)才最終證實(shí)了它們的存在。

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巨大的磁場(chǎng)可以解開(kāi)宇宙之謎

目前宇宙學(xué)中最大的謎團(tuán)與哈勃常數(shù)有關(guān)，哈勃常數(shù)是宇宙膨脹速度的量度。早期宇宙的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)了一個(gè)值。來(lái)自現(xiàn)代宇宙的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)了另一種可能性。造成這種差異的原因是什么？宇宙學(xué)家沒(méi)有窮盡的想法，但有一個(gè)被忽視的可能性是，在宇宙誕生之時(shí)，磁場(chǎng)可能存在。支持這一假設(shè)的關(guān)鍵證據(jù)是，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙中已知的最大磁場(chǎng)——1000萬(wàn)光年的磁化空間滲透在星系團(tuán)之間的空隙中。如果不是大爆炸本身，它會(huì)從哪里來(lái)呢？



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