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太空行走、亲手拼装火星车……暑期科普游火热

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-08-15

暑期是孩子们拓展眼界、充实自我的好契机。

国内各大科普场馆、研学基地推出多样趣味科普活动。

孩子们通过动手实操、沉浸式体验,近距离接触科技知识、感受科学魅力,在实践中收获新知、增长见识。

暑期期间,中国科技馆日均人流量达三万人次。

太空行走、飞行模拟、月球科考、创作我的机器人等展品体验及教育活动每天同时开展的有220余场。

科技辅导员以液氮为制冷剂让超导悬浮,为孩子们解锁超导技术的广阔应用前景;解析转动惯量的核心物理规律,揭秘航天器姿态控制背后的力学原理。

这些充满知识性的硬核科普内容,让孩子们在玩乐中点燃对科学探索的热情。

在上海自然博物馆,孩子们在化石修复研学营跟着老师了解什么是化石,化石的形成过程,亲手学习如何对化石进行修复。

科普研学游的场景不断拓宽。

在“青少年科学营”北航分营,孩子们不仅亲手拼装火星车,还走进多个重点实验室及创新平台,探索各种力学现象。

四川绵阳45家优质科学类科普基地串联,设计出科普研学地图,让孩子们不仅可以近距离感受科学家精神,还能走进智能制造基地,探访前沿技术。

在精密电子和注塑生产车间,同学们近距离观摩原材料历经多道精密工序、最终转化为高品质工业产品的全过程。

(央视财经)

读懂量子纠缠的核心,彻底告别“超光速”误区

经常刷量子科普的朋友,大概率听过两个高频词:量子纠缠和超光速。

网络上随处可见这样的说法:“两个纠缠粒子相隔亿万光年,状态仍能瞬间同步,实现超光速通信,颠覆相对论!” 很多人看完都一头雾水:量子纠缠的瞬时联动,看着明明是超光速,为什么科学界一直说不违反相对论? 今天我们就用零基础能看懂的逻辑,拆解量子纠缠最核心的特性——非定域性。

一次性讲透:量子非定域性是真的、量子纠缠的超距关联是真的,但它绝对不等于超光速传信。

读完这篇,你就能避开90%的量子力学科普误区。

一、什么是量子非定域性?量子世界的“超距关联” 在我们熟悉的经典物理世界里,一切作用都遵循定域性原理。

简单来说:一个物体只能被它周围的环境、接触的力所影响,不存在隔空瞬时作用。

所有能量、信息、力的传递,都需要介质、需要时间,且速度无法超越光速。

这也是经典物理学和相对论的底层基石。

但量子世界彻底打破了这个规则,诞生了量子力学的核心特性——非定域性。

所谓量子非定域性,指的是处于纠缠态的两个量子粒子,会形成一种绝对的超距内禀关联。

无论两个粒子相距几公里、几光年、甚至亿万光年,没有任何物理介质连接,不受电磁、引力屏蔽影响,只要对其中一个粒子进行测量,另一个粒子的量子状态会瞬间同步坍缩、瞬间对应变化。

当年爱因斯坦首次发现这种诡异特性时,直呼其为“幽灵般的超距作用”,甚至一度质疑量子力学理论并不完备。

而近百年的无数实验(贝尔实验、阿斯佩实验等)反复证实:量子非定域性是真实存在的物理现象,不是理论假设,不是科学猜想。

这也是量子纠缠最神奇、最区别于经典世界的核心本质。

没有非定域性,就没有量子纠缠,更没有后续的量子通信、量子计算技术。

二、大众最大误区:把“瞬时关联”当成“超光速传信” 既然粒子状态能瞬间联动,速度远超光速,为什么不能实现超光速通信? 这是所有量子误区的根源:混淆了量子关联和信息传递。

我们必须分清两个完全不同的概念:状态关联和有效信号传输。

很多科普营销号的错误逻辑很简单:粒子状态瞬间变化=信息瞬间传递=超光速。

但从严谨的量子力学角度来看,这完全不成立,核心原因有两点: 1. 量子测量结果是完全随机、不可控的 纠缠粒子的状态同步,是随机结果的关联匹配,而非人为可控的信号输出。

举个通俗的例子:我们将一对纠缠光子拆分,A光子留在地球,B光子送往比邻星(4.2光年外)。

当我们测量地球的A光子时,会随机得到一个状态(比如自旋向上),此时比邻星的B光子会瞬间固定为对应状态(自旋向下)。

重点来了:我们无法控制A光子的测量结果。

我们不能人为让它固定为“向上”或“向下”,每一次测量的结果都是纯随机、不可预判、不可操控的。

而人类的“通信传信”,核心是可控编码。

我们发微信、打电话、传数据,本质是主动输出固定信息(0和1、文字、信号),对方接收后能获取有效内容。

随机、不可控的状态变化,无法编码任何有效信息,自然算不上信号传输。

2. 关联结果必须靠经典通信验证,无法独立传信 两地的纠缠粒子状态,虽然是瞬时同步的,但两端的观测者单独看自己的粒子,只能看到一堆杂乱随机的数据,完全看不出任何关联规律。

只有当两地观测者通过经典通信方式(光速及以下),核对、比对各自的测量数据后,才能发现:两组随机数据完美匹配、存在绝对关联。

也就是说:量子纠缠只提供了“关联可能性”,完整的信息验证、信息交互,依然受制于光速极限。

这也是量子力学无通信定理的核心结论:量子非定域关联无法用于超光速传递任何有效信息,不突破相对论光速壁垒。

三、权威定论:非定域真实存在,相对论依然不可推翻 看到这里大家就能明白:爱因斯坦当年忌惮的“超光速悖论”,其实根本不存在。

我们可以记住两个绝对严谨、经过实验验证的核心结论: 1.量子非定域性真实有效:纠缠粒子的超距瞬时关联是客观物理事实,经典定域性原理在量子尺度完全失效; 2.无超光速信号、无因果崩塌:量子纠缠不传递信息、不传递能量、不改变因果关系,完全兼容狭义相对论。

很多人会疑惑:既然不能超光速传信,为什么还要研究量子纠缠、量子通信? 这里再纠正一个关键误区:量子通信不是“超光速通信”。

量子通信的核心价值,不是提速,而是加密。

依靠量子纠缠的非定域关联特性,实现密钥的绝对安全分发,一旦信息被窃听、拦截,量子状态会立刻坍缩,被双方精准察觉,从物理层面杜绝窃听可能。

而我们常听到的量子隐形传态技术,同样需要经典通信配合,整体传输速度依然无法超越光速,从未突破物理规则。

四、通俗总结:一句话分清核心逻辑 最后用最简单的话帮大家彻底理清: •量子非定域性:粒子状态的瞬时超距关联(真实物理现象) •超光速信号:可控有效信息的超光速传输(物理上不可能) 量子纠缠的“瞬间联动”,是量子系统本身的内禀属性,不是能量、信息的传递。

它惊艳、颠覆认知,但绝不违背现代物理学的底层规则。

之所以网上“量子超光速”“量子颠覆相对论”的谣言满天飞,本质都是混淆了“状态关联”和“信息传输”两个基础概念。

量子力学是人类目前最精准、最成熟的物理理论之一,它神奇但不玄幻,颠覆常识但绝不违背严谨的科学规律。

很多看似“打破常理”的量子现象,背后都有一套完整、经过百年实验验证的逻辑。

希望这篇文章,能帮你跳出碎片化科普的误区,读懂量子纠缠最核心的真相。

如果你还想了解量子密钥分发、贝尔实验、量子隐形传态的具体原理,或者想解锁更多反常识但真实的量子科普,欢迎在评论区留言交流!

首次出光!我国前沿科技尖端研究手段实现重要突破

据“上海科技大学”微信公众号10月21日消息,由上海科技大学牵头建设、中国科学院上海高等研究院及中国科学院上海光学精密机械研究所共同承建的国家重大科技基础设施——硬X射线自由电子激光装置(简称“SHINE”)成功实现自由电子激光首次出光,向着2027年底建成投用迈出关键一步。

硬X射线自由电子激光装置SHINE首次出光。

图源:新华社 据介绍,SHINE的建设将大幅提升我国基础研究能力和原始创新能级。

SHINE于2018年4月启动建设,采用4吉电子伏特(GeV)连续波超导直线加速器产生的电子束,驱动18台4米长、磁周期为55毫米的波荡器线。

在全面建成后,SHINE加速器的电子能量将达到8GeV,首期两条波荡器线可产生光子能量覆盖0.2至15千电子伏特(keV)的自由电子激光辐射。

科学发展要求科学家们不仅能看清物质“长什么样”,还需知道它们“是怎样发生变化的”。

据悉,X射线自由电子激光犹如一台“超高速相机”,能够给原子拍摄“慢动作”。

它可以帮助科学家研究材料内部的原子排列的动态变化过程、化学反应中分子构型演变的动态过程、光照后材料电子结构的动力学、蛋白质工作时的结构演变动力学等问题。

对于产业应用而言,SHINE拥有的纳米级超高空间分辨能力与飞秒级的超快时间分辨能力,有望为生命科学、量子材料、未来能源等前沿科学领域提供微观结构解析、超快动力学研究等尖端研究手段。

作者:宋薇萍 钱佳滢

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