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你可能已經(jīng)聽說過最早的“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似的希望。也許另一個奇才的想法正被給予時間和空間來孕育，誰知道會有什么奇跡在等待著他。

在牛頓的時代，隔離意味著，除了一棵蘋果樹，幾乎沒有什么東西可以做伴。但更重要的是，科學(xué)本身從那時起已經(jīng)完全改變了。直到大約一個世紀(jì)前，一位孤立的思想家才有機會引發(fā)一場全面的知識革命?，F(xiàn)在，最大的問題（理論問題）往往只會在全球?qū)W者團隊的齊心攻克下才會有成效。

然而，令人震驚的是，今年有兩個這樣的團隊在可能引發(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上蘋果的引力與使月球在軌道上運行的力是一樣的，這些科學(xué)家們夢想著將阿爾伯特·愛因斯坦關(guān)于引力的觀點與量子力學(xué)的粒子和場結(jié)合起來。雖然實現(xiàn)這個目標(biāo)還需要一段時間，但牛頓也花了20多年時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，蟲洞和全息圖），有一天會結(jié)出輝煌的果實，這并不瘋狂。

黑洞信息悖論研究進展

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關(guān)于黑洞信息悖論，降為說就是：物質(zhì)落入黑洞，隨著時間的推移（很長很長一段時間），黑洞“蒸發(fā)”。但落入黑洞的物質(zhì)發(fā)生了什么？根據(jù)萬有引力定律，它消失了，它的信息永遠消失了。但根據(jù)量子力學(xué)的規(guī)則，信息永遠不會丟失。因此，悖論出現(xiàn)了。今年，一系列重量級的計算表明，信息一定會以某種方式泄露出去，盡管它是如何泄露出去的仍然是個謎。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，無損的電力傳輸，完美的能源儲存，室溫超導(dǎo)性的藍圖已經(jīng)滿足了許多烏托邦式的夢想。紐約羅徹斯特大學(xué)的一個研究小組報告稱，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)，這個溫度大約相當(dāng)于一個寒冷房間的溫度。唯一的問題是，它只有在材料被加壓到接近地核的壓力才會起作用。烏托邦將不得不等待。

時間之謎的新答案

當(dāng)你問一般的理論物理學(xué)家關(guān)于時間的本質(zhì)，他們可能會說時間的流動是一種幻覺。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，在一個“塊宇宙”中，空間的三個維度和時間的一個維度交織在一起，這個“塊宇宙”包含了整個過去、現(xiàn)在和未來。愛因斯坦在1955年去世前幾周寫道，“過去、現(xiàn)在和未來之間的區(qū)別只是一個頑固的錯覺?！比欢?，一個關(guān)于時間的新觀點（一個來自于一個關(guān)于數(shù)學(xué)的舊觀點）可能會為我們走出這個封閉宇宙的監(jiān)獄提供一條出路。

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天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了快速射電暴的來源

一個耀眼的宇宙閃光燈結(jié)束了一個持久的天文學(xué)之謎。自2007年首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴以來，一直沒有得到解釋。快速射電暴是一種只持續(xù)幾毫秒的遠距離無線電波。天文學(xué)家已經(jīng)想出了太多的理論來解釋什么是宇宙中最強大的射電源。在4月一個寧靜的早晨，一場爆炸照亮了地球上的望遠鏡，這使得研究人員可以追蹤它的來源，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為高度磁化的中子星。

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存在第三粒子王國的有力證據(jù)

宇宙分裂成兩種粒子：玻色子或費米子。但如果你創(chuàng)造一個玩具宇宙，一個只有兩個空間維度而不是我們熟悉的三維空間，粒子行為的規(guī)則就會改變。在這個二維宇宙中，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)測出了任意子，但直到今年，實驗才最終證實了它們的存在。

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巨大的磁場可以解開宇宙之謎

目前宇宙學(xué)中最大的謎團與哈勃常數(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)測了一個值。來自現(xiàn)代宇宙的數(shù)據(jù)預(yù)測了另一種可能性。造成這種差異的原因是什么？宇宙學(xué)家沒有窮盡的想法，但有一個被忽視的可能性是，在宇宙誕生之時，磁場可能存在。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——1000萬光年的磁化空間滲透在星系團之間的空隙中。如果不是大爆炸本身，它會從哪里來呢？



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