再论黑洞火墙与量子纠缠

2013-11-07 09:40 作者：苗千来源：三联生活周刊

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火墙量子黑洞物理

这次物理学界的大争论，与物理学史上的其他争论最大的区别就在于它是完全基于理论产生的悖论，而没有（也不可能有）任何实验的证据支持其中的任何一方。

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爱因斯坦

一场从2012年夏天开始的争论，到如今愈演愈烈。理论物理学家们还在为此思考，并且为之感到迷惑、为难或是激动。这群从事着可能是世界上最奇特职业的人思绪集中在宇宙中一个人类完全无法抵达的区域，在这里，理论物理学和理论物理学家们都遇到了大麻烦。在这一年多的时间里，争论与其说是使理论物理学家们取得了进步，倒不如说是让他们退回到了40年前的境地，现在这些理论物理学家们不得不面对这样的问题：量子力学到底出了什么问题？

这群理论物理学家争论的焦点仍然集中在黑洞这种宇宙中最奇异的天体上。在宇宙中一些死亡的恒星最终可能会由于自身重力的坍塌而形成黑洞，这是由广义相对论推导出的一个自然的结果（虽然爱因斯坦本人并不相信），虽然宇宙学家无法直接观测到黑洞的存在，人们却已经通过很多种间接的方式证明了黑洞是一种在宇宙中普遍存在的天体，比如说在银河系的中心，就存在着一个超大型黑洞。当然，这并不是现在理论物理学家们关注的问题，黑洞对于理论物理学家们来说，有着另外一层更深远的意义，它是目前人类物理学的两大支柱：量子物理学和广义相对论交锋的场所。

量子力学主要描述的是在极小尺度下的物理规则，而广义相对论则通常是用来描述大尺度的宇宙空间的性质，可以说这两种理论有着各自的适用范围，但矛盾在于，这两种理论在目前无法融合在一起。物理学家们通过广义相对论推导出了黑洞的存在，但是这种奇特的天体却具有显著的量子效应，也就是说，这两种理论都可以在黑洞的性质中得到体现，无怪它成为两种理论交锋的最新场所。

引发争论的源头还是那篇在2012年7月份，美国加州大学圣芭芭拉分校两位理论物理学家和他们的学生（如今这四个人作为引发争论、发现这个悖论的创始者被称为AMPS）发表的论文预印本：《黑洞：互补性或是火墙？》（Black Holes：Complementarity or Firewalls）。这篇论文把量子物理学和广义相对论的矛盾集中在了黑洞的边界——视界（Event Horizon）上，这让这场震动了整个物理学界的争论有了一点坐而论道的意味：没有任何人可以接近黑洞，或是真正在黑洞的边缘进行实验，但是这些全人类最优秀的头脑却在思考一对在黑洞的视界边缘、状态紧密的相关粒子，如果当其中之一进入了黑洞，会发生什么情况。在理论上，这种由广义相对论推导而出的天体遭遇到量子力学中最为奇特的一种现象：量子纠缠（Quantum Entanglement），矛盾也就由此产生。

爱因斯坦从来没有掩饰过他对于量子力学的不信任，他不认为量子力学的概率性表达揭示了自然界的规律，他对于量子力学中玄而又玄的量子纠缠现象尤其怀疑，称这种现象为“鬼魅般的超距作用”（Spooky Actionata Distance）。两个处于纠缠态的粒子，无论相隔多少光年，它们之间的状态始终不受空间的影响，相互纠缠，这明显违背了相对论，但是令人不安的是，量子纠缠现象已经被各种实验证实，成为了量子力学最基础的概念之一。如今，在黑洞的边缘，这种鬼魅般的超距作用，似乎准备开始报复爱因斯坦，于是理论物理学又面临着这样一个问题：爱因斯坦错了吗？广义相对论的等效原理是否还适用？

美国航空航天局于8月29日公布的超级黑洞示意图

在黑洞的边界，当一对处于纠缠态的粒子其中之一留在黑洞之外，而另外的一个粒子进入了黑洞的视界，会发生什么情况？根据广义相对论的预测，这个进入黑洞领域的粒子除了永远不能再逃出黑洞之外，不会有任何特殊的经历。根据广义相对论的等效原理，即使是一个人进入了黑洞，也不会有十分特殊的感受，只有在非常接近黑洞的中心时才会感受到强大的引力。但是如果把这一条简单的等效原理与早就被实验确认的量子纠缠现象结合起来，便形成了一个悖论：进入黑洞视界的粒子是否还能保持与黑洞之外的粒子的纠缠状态？

如果进入黑洞的粒子继续保持和黑洞外部粒子的纠缠状态，那么这将违反量子力学对于黑洞性质的判断——被黑洞吸收的信息将永远消失。根据量子力学的预测，在黑洞外部的粒子，需要与黑洞外部的另外一个粒子形成纠缠态，但是这很明显违背量子纠缠最基本的准则：一个粒子只能与另外一个粒子形成纠缠态，无法同时和其他两个粒子同时保持纠缠状态——那么，究竟应该与谁形成纠缠态？如果这两个原本纠缠的粒子在其中之一进入黑洞的视界时纠缠状态忽然发生改变，这又是如何发生的？这就是“黑洞火墙”悖论。有越来越多的理论物理学家认为，在黑洞的视界周围，存在着一个由“霍金蒸发”形成的火墙，这个能量巨大的火墙可以保证任何进入其中的粒子与外界的纠缠状态在瞬间被破坏掉，这个火墙也足以保证任何进入黑洞视界内部的人还没等到被黑洞的引力变成一根面条，在它的边界处就化为灰烬。

与量子力学一样，广义相对论也经历了将近100年的实践检验，没有广义相对论，就没有宇宙学的诞生，也不会有GPS定位系统。那么，在黑洞这个广义相对论最为极限的预测中，在这个广义相对论与量子力学短兵相接的战场，现在理论物理学家究竟该放弃什么？加州大学伯克利分校的理论物理学家拉菲尔·布索（Raphael Bousso）认为，这简直就是“来自地狱的菜单”。加州大学圣芭芭拉分校的理论物理学家约瑟夫·玻尔钦斯基（Joseph Polchinski）则认为，这是因为人类还远没有认识到时空和引力的本质。那么，什么才是宇宙中最本质的东西？有物理学家认为，宇宙中最为本质的正是量子纠缠、时空以及引力效应，实际上都是量子纠缠状态的体现，因此才会产生出这样的悖论，这使得这个悖论在短时间内还无法解决。

量子纠缠状态是否是宇宙中最根本的状态？显然还有更多的理论物理学家认为是这样，不仅是引力，有人认为就连物理学中最基本的“时间”概念实际上也是由量子纠缠状态衍生出来的。2013年10月17日，几位来自意大利和俄罗斯的物理学家在网上发表了他们的论文——《量子纠缠产生的时间：一个实验性的幻觉》（Time From Quantum Entanglement：An Experimental Illustration）。在论文中，作者认为，在一个“宇宙”中，正是由于时钟与宇宙的其他部分发生了量子纠缠，才使得这个宇宙中的观测者产生了时间正在流逝的幻觉，而对于宇宙之外的“超观测者”来说，整个宇宙的状态实际上则是停滞的，并不存在时间的概念。为了解释这一点，作者们创造了一个只有两个光子组成的“宇宙”，这两个处于纠缠态的光子其中之一为时钟，对于另外一个光子来说，时间正在运行，可是对于这个宇宙之外的“超观测者”来说，这两个光子的状态并不曾改变，时间并不存在。

这次物理学界的大争论，与物理学史上的其他争论最大的区别就在于它是完全基于理论产生的悖论，而没有（也不可能有）任何实验证据支持其中的任何一方，这在人类科学发展史上恐怕是空前的，这也说明了人类对于自然界规则的认识已经到达了一定的高度。不能忽视的是，这个悖论产生的源头就在于爱因斯坦始终深深怀疑的量子纠缠现象，而争论的战场则是在爱因斯坦始终不相信的黑洞。此刻再想起爱因斯坦的评价，“鬼魅般的超距作用”，恐怕理论物理学家们会有更深的体会了。

在19世纪与20世纪之交，英国开尔文勋爵在回顾物理学的主要成就时，认为当时的物理学大厦已经完成，只是在上空飘浮着“两朵乌云”。一语成谶，随后这两朵乌云引来的暴风骤雨摧毁了经典物理学，也催生了量子力学和广义相对论。如今当这两朵乌云再次发生碰撞，产生的闪电让人们见到了那个始终挥之不去的“鬼魅般的超距作用”——量子纠缠。人们不知道这次关于这个悖论的争论将会持续多久，又将对物理学，对人们对宇宙的认识，产生怎样的影响。

自主研发系统的骨感现实：能否经起“扒光”考验

2014年01月26日 08:40
来源：凤凰科技 作者：冷秋

文/冷秋
沉 寂多年后，“自主研发系统”这一唱调又热潮涌动般出现在公众视野：先是同洲电子宣布推出拥有“完全自主知识产权”的智能机操作系统960，主打安全牌；随 后上海联彤与中科院软件研究所联合推出同样是“具有自主知识产权”的系统COS（China Operating System），同样拿安全性作为宣传点，而且号称已经拥有10万款应用。
同洲董事长袁明表示：“‘960’代表中国960万平方公里疆 土，960寓意为中国信息安全保驾护航。另外，‘960’三个数字还分别代表该系统9年研发、6大安全手段和0风险。”而中国科学院软件研究所所长李明树 在阐述COS意义时称： “此次发布的COS，意在打破国外在基础软件领域的垄断地位，引领并且开发具有中国自主知识产权和中国特色的操作系统。”
就从自主研发角度而言，这意味着中国厂商用户可以在苹果iOS、谷歌Android以及微软Windows Phone之外，有了其他选择，更为重要的是，可以摆脱“别人搭台唱戏，我们敲锣打鼓”的尴尬境地。
质疑声四起
但 随之而来的并不是欢腾庆祝，而是此起彼伏的质疑声，将960和COS淹没在“吐沫海”中。首先是“自主知识产权”可信度到底有几成？是否又是个“圈钱”的 伪命题？就连《纽约时报》报道COS时，“完全自主知识产品”的完全二字也是加了引号的。毕竟，当年臭名昭著的“汉芯”和“麒麟操作系统”打着自主旗号骗 取政府科研经费的丑事，仍令人心有余悸。
早前，上海交大博导陈进从摩托罗拉购入芯片，找人用砂纸抹去了芯片上的“Moto”标志，然后通过 上海一家公司，将打磨好的芯片打印上“汉芯一号”。这个项目居然被多个院士鉴定通过，并骗取了政府上亿元经费。而麒麟操作系统，由中国国防科技大学、中软 公司、联想、浪潮集团和民族恒星公司合作研制，是863计划重大攻关科研项目，官方宣传其为“中国独立研发成功”和“拥有完全自主版权的内核”的操作系 统。但是，麒麟操作系统简化版与美国开放源代码的FreeBSD操作系统5.3版本相似度竟然在90%以上，换句话说，就是拿了别人的系统换了个名字自己 用。
其次，《华尔街日报》报道称，COS系统并非中科院与上海联彤的自主研发产品，HTC工程师“深度”参与了研发工作。而且在COS宣传 视频中，使用的产品和HTC机型一模一样，只不过没有后者Logo罢了。事实上，早在去年8月份，该报就曾援引知情人士消息称，HTC针对中国市场开发信 操作系统，而且由该公司董事长王雪红亲自督导。
不过针对上述消息，上海联彤公司发言人给予否认，HTC公司则回应称：“公司一直都在专注于现有系统的研发，不对有关COS的任何猜测做评论。”
第 三便是COS官方所宣布的10万款应用。为何一个新系统才问世，就有10万款应用？让人不禁产生联想：COS是不是更改了UI的Android系统，毕 竟，在宣传视频中，COS的操控界面与Android相似度不小。谷歌应用市场2008年10月推出时，只有34款应用和9款游戏，2010年突破10万 大关，到2013年，数量已超过100万；至于苹果App Store，应用数量2010年就突破了30万。从43到10万，财大气粗的谷歌用了两年，而且其中离不开遍及全球的无数开发者的贡献，而COS才出生就 说有10万，凭什么？
如果能经得起考验，就不怕“扒光了”任凭公众拿着放大镜审查。不过令人遗憾的是，在质疑声四起的时候，唯独缺少了 COS官方的声音。要证明自己清白，公众误解了，COS大可以请来业内权威专家进行评估和认证，或者提供操作系统下载，让大众体验，毕竟有句话说“高手在 民间”，相信到时候会有定论。而COS选择沉默，恰恰增加了外界的质疑。
系统易做，平台难养
假设960操作系统和COS是根红苗正的“自主研发”，那么两者的未来面对的道路也布满荆棘。
当 前，智能机市场双寡头格局非常明朗，即Android和iOS占据整个市场份额90%以上，Windows Phone也仅是凭借着微软的雄厚资金苦苦维持着4%份额，而昔日风光无限的塞班早已“命丧黄泉”，Palm和webOS也消失的无踪影，虽然黑莓还在挣 扎，但不到1%的份额基本属于“苟延残喘”。
事实上，智能机操作系统行业从不缺乏宠儿，但这行业背后充满杀气，稍不留神就会功亏一篑，投入 的巨资也打了水漂。三星一直想要摆脱对Android的依赖，投入人力物力开发Bada平台；诺基亚此前与英特尔联合研发MeeGo系统；火狐开发商 Mozilla推出了FireFox OS；但最终，Bada计划暂停，MeeGo系统流产，而FireFox OS到现在只是小打小闹。
不 管是老牌厂商，还是行业新晋，在Android和iOS面 前，都没有找到哪怕是活下去的机会，跟别说是挑战前两者地位。操作系统发展到今天，系统已不单单是运行在手机中的软件，而是包含整个平台的生态系统，需要 芯片厂商、终端厂商、开发者以及消费者等的大力支持，这不是一朝一夕能够完成的，更不是依靠“安全”和“自主”就可以获得市场肯定。
做个系统并不能难，依靠谷歌资金扶持的Mozilla都可以打造出FireFox OS，但做成平台生态系统却十分困难，三星的Bada，诺基亚的塞班都难逃消亡命运。
此 外，由于当前的平台生态区域完善，专利诉讼争斗热浪难消，新系统很难平稳顺利的发展。虽然Android是谷歌的，但甲骨文起诉前者系统涉嫌抄袭，而且厂 商生产的Android手机，需要向微软交付专利费用。这些错综盘杂的市场环境，令构建平台生态环境难上加难。毕竟，没有厂商愿意使用一款总是成为诉讼对 象的系统。
这时再看960系统，似乎只是同洲一个人自娱自乐的游戏，没有硬件厂商合作伙伴、没有开发者、没有应用，何以打造生态系统？至于 COS，虽然有了10万款应用，但应该是先有产品和消费者，才能吸引开发者，继而打造平台生态系统的流程，为何本末倒置？最终，960系统和COS能否经 受住市场考验，从单一系统养成平台生态系统，需要时间，需要硬件伙伴，需要开发者，需要用户，需要...需要的还很多，要走的路也很多。
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惊恐！支付宝关联银行卡 如果手机丢了会怎样

关于支付宝安全的帖子不少，那些帖子说的都是手机身份证银行卡一起丢，光凭身份证和卡就可以取钱了，何必通过支付宝。如果只丢失手机呢，是否危险？请看下面的测试，结果你会很惊恐：
　　1、获得手机之后，怎么知道支付宝登陆名，手机号就是登陆名啊，只要你绑定了手机，而且还能贴心的告诉你这个手机是否注册了支付宝。
　　2、不知道登陆密码?支付宝，知托付，贴心的告诉你忘记密码怎么办，点一下试试。看看，一个手机验证码搞定，也就是说你只要有了手机，账号和密码都有了。
　　3、登陆之后看看，不是土豪嘛，只有余额宝有点钱。
　　4、安全级别看起来挺高啊，有U盾的数字证书，看起来很放心的样子。把余额宝转出来试试，转不了。
　　5、牢不可破的数字证书认证，是没法攻克的，这道门进不去怎么办，我们居然可以不开门，把门拆掉就行。解除数字证书，一个手机短信就够了。手机兄真是逆天了，神挡杀神，佛挡杀佛。
　　6、看看，数字证书已经被干掉了，再试试转出余额宝，哟，还有支付密码，手机君再次出场，熟悉的找回密码，短信验证，OK。
　　7、现在，登陆密码，数字证书，支付密码都被攻克了，已经把余额宝钱转出来了，再从支付宝转到任意卡上试试，一个支付密码就够了。
　　8 、你没有开通快捷支付，没关系，12580，一按我帮您，好像有个关联卡号，没有开通快捷，免费帮您开通，卡号身份证号都是妥妥的填好了，收条短信就OK。
　　9、假如碰巧在手机上存了另一个卡的卡号，也能开通吗？没问题，真是太贴心了，也不用身份证号，手机和银行卡就行了。
　　10、现在可以用的快捷支付随便玩了，支付密码已经有了。
　　11、免得你发现了挂失，把绑定手机改了吧，居然一条短信又搞定了。
　　12 、总结，这一切的杯具的根源在于，手机的权限太逆天，神挡杀神，佛挡杀佛，居然可以解除其他所有安全设置。正确的策略应该是数字证书优先于手机验证，可支付宝，手机居然取消数字证书，连长干掉师长，还能说什么呢。其他密码只要能找回，都是小菜一碟了。
　　用户能做的：(1)转移余额(2)删除全部关联银行卡，用网银支付(3)支付宝和银行卡用不同的手机号(4)不绑定手机号，尼玛，不是更不安全了。
　　支付宝该做的：(1)提供禁用手机号登陆功能(2)找回密码别这么简单行不行，好歹有个验证问答(3)支付密码和数字证书级别应在手机之上，禁 止用手机找回支付密码，禁止解除数字证书，安全级别应该只能升，不能降(4)数字证书和支付密码如果要修改，委托给合作银行，或者自己在全国开设网点，银 行身份证和本人验证，至少目前是最安全的