思维实验室传输装置

㈠ 创新学院的绵阳师范学院创新学院

2007-2008学年，绵阳师范学院大学生专利项目不断的涌现，在指导老师的专业培养下，同学们一个个创新想法。我校大学生获得“专业受理通知书”85项，陆续有项目获得中国专利证书，至2008年8月，我校大学生获专利证书16项。
学院简介
创新学院是在绵阳师范学院党政领导的大力倡导和部署下而建立的大学生创新教育和创新实践的基地，面向全校各专业学院中主修专业学有余力、有创新兴趣特长和积极性的学生，通过考核选拔，进入创新学院，选修创新教育规定课程和进行创新实践活动，并参与辅导中小学生科创赛和大学生挑战杯等竞赛活动，创新学院建立了淘汰机制，完成学业成绩合格者，颁发创新学院结业证书. 2008年该校参加‘挑战杯’四川省大学生课外学术科技作品竞赛”
全国第23 和24届全国青少年科创赛
学院成果
申请专利一百多项，其中以有八十多项授权；指导大学生辅导中小学生参加全国青少年科创赛，并获得47项绵阳市一等奖和省级奖与国家级奖；培养了一批具有创新思维能力的大学生，并与绵阳市以北川中学为首的多所中小学建立良好的持久合作关系，提升了绵阳师范学院以及绵阳市的科技创新氛围。
学院专利成果2007-2008学年该校大学生专利项目申报受理统计表 序号 申请名称 申请号 申请人 发明人 1 多功能墨水瓶 200720081320.X 蒋明会 蒋明会 2 保暖防滑乳胶手套 200720081322.9 凌金华 凌金华 龚成长 3 塑料水桶 200720081451.8 罗元均 罗元均 4 花椒瘿蚊防护罩 200720081459.4 傅之屏 傅之屏 张 志 5 梳齿式花椒采摘器 200720081321.4 魏 开 傅之屏 傅之屏 魏 开 6 远距离兽用注射器 200720081456.0 张春波 陈 龙 张春波 陈 龙 7 钓鱼诱饵投掷器 200720081457.5 陈 龙 陈 龙 8 家用蚯蚓饲养器 200720081458.X 龚成长 龚成长 王一凡 9 一种扦插孔打孔器 200720081323.3 龚成长 龚成长 袁 媛 10 植株根系观察装置 200720081319.7 龚成长 龚成长 袁 媛 11 组合式充气床垫 200820061897.3 杨 琼（生科院） 杨 琼（生科院） 12 CNG车辆管理系统 200720081344.5 李新凤 段守付 段守付 13 板材正反面识别 200720081341.1 杨 琼 段守付 段守付 14 家庭防盗系统 200720081343.0 尤媛媛 段守付 段守付 15 家庭火灾报警器 200720081333.7 阳桂蓉 段守付 段守付 阳桂蓉 16 教室灯光智能控制器 200720081337.5 龙 蝉 段守付 段守付 龙 蝉 17 老年人门球报时器 200720081345.X 王致志 段守付 段守付 王致志 18 路灯节能控制器 200720081331.8 段守付 马 蓓 段守付 马 蓓 19 煤矿瓦斯安全监控系统 200720081324.8 段守付 白俊涛 段守付 白俊涛 20 实验室安全监测系统 200720081326.7 陈 容 段守付 段守付 21 宿舍管理系统 200720081325.2 黄雪娇 段守付 22 太阳跟踪器 200720081336.0 曾洪靖 段守付 段守付 23 万能遥控器 200720081327.1 段守付 孙 备 段守付 孙 备 24 网络信号无线传输 200720081342.6 段守付 李昌荣 李昌荣 段守付 25 小孩子行为提醒器 200720081332.2 段守付 林涵静 段守付 林涵静 26 语音无线传输系统 200720081330.3 叶 佳 段守付 叶 佳 27 暖手袋蜂鸣提示器 200720081724.9 雷 娟 雷 娟 28 野外防蚂蝗连袜裤 200720081329.0 张晋东 陈 龙 张晋东 陈 龙
李玉杰 龚成长 29 多功能组合套尺 200720081340.7 缪洪青 缪洪青 刘慧建 30 手机充电器台灯 200720081452.2 陈 龙 易宇豪 陈 龙 易宇豪 31 头式放大镜 200720081338.X 李明银 李明银 王泽江 32 狂犬逃脱报警器 200720081335.6 杨德富 杨德富 33 单线电话
自动呼叫交换机 200720081328.6 杨德富 杨德富 34 卫生间纸巾防潮器 200720081339.4 杨德富 杨德富 35 带气体报警的卫生间风机、灯光自动控制器 200720081334.1 梁 军 梁 军 36 隐藏式伞套 200720081453.7 刘川宇 刘川宇 赵晓江 37 新型多用圆规 200720081454.1 刘慧建 王泽江 刘慧建 缪洪青 38 可调式座椅保健颈枕 200720081722.X 赵晓江 郭晓萍
龚成长 赵晓江 郭晓萍
刘川宇 39 多用隐形脚踏器 200720081721.5 赵晓江 郭晓萍
陈 龙 赵晓江 郭晓萍 40 平面可旋式载玻片 200720081719.8 陈 怡 陈 怡 41 螺旋式连体连盖瓶塞 200720081723.4 岳 杰 岳 杰 42 光控照明皮包 200720081726.8 余 川 余 川 43 红色激光校平仪 200720081727.2 余 川 余 川 44 自行车车载雨伞头灯喇叭
三合一装置 200720081725.3 余 川 余 川 45 隐藏式防水拖鞋套 200720081720.0 岳 杰 岳 杰 46 便携防尘式叉勺 200820061706.9 邵镪钎 张春波 邵镪钎 张春波 47 便携式笔记本电脑桌 200820061705.4 李艳红 吴道军 李艳红 吴道军 48 便携式折叠床 200820061698.8 明 英 明 英 49 电脑桌 200820061714.3 杨 毅 杨 毅 50 多功能漏斗瓶 20082006 倪宏炜 杨燕萍 倪宏炜 杨燕萍 51 防潮控量粉末包装瓶 200820061712.4 倪宏炜 杨燕萍 倪宏炜 杨燕萍 52 防护型热得快 200820061707.3 邵镪钎 吴道军 邵镪钎 吴道军 53 防水安全蚊香盒 200820061709.2 曹腾译 曹腾译 54 截馏接引管 200820061699.2 邵镪钎 王 静 邵镪钎 王 静 55 一种垃圾箱 (外观设计) 200830071753.7 吕彬忠 杨 毅 吕彬忠 杨 毅 56 帽式自净橡皮擦 200820061701.5 舒 娇 舒 娇 57 文具包 200820061704.X 肖正龙 肖正龙 58 洗澡面部防水帽 200820061708.8 倪宏炜 杨燕萍 倪宏炜 杨燕萍 59 一体化清洁用具 200820061703.5 康 丹 康 丹 60 隐藏式袖套 200820061713.9 余 川 余 川 61 竹木镶板 200820061701.6 王 勇 王 勇 62 子母扫帚 200820061700.1 赵晓江 蒲 丹 赵晓江 蒲 丹 63 自行车防寒面罩 200820061702.0 倪宏炜 杨燕萍 倪宏炜 杨燕萍 64 游戏防疲劳键盘按键 200720081455.6 陈 龙 陈 龙 龚成长 65 超市防盗手推车 200820064117.6 余 川 李宁豪 余 川 李宁豪 66 带后视镜的梳妆椅 200820064118.0 杨浩一 李宁豪
余 川 杨浩一 李宁豪
余 川 67 升降小便池 200820064114.2 朱俊彰 余 川
赵秋艳 朱俊彰 余 川
赵秋艳 68 远距离点火装置 200820064116.1 余 川 施 丽 余 川 施 丽 69 一种油画箱 200820064115.7 李 倩 李 倩 70 油画调色板盒 200820064113.8 李 倩 李 倩 王玉磊 71 拆洗式购物袋 200820064366.5 邵镪钎 张春波 邵镪钎 张春波 72 充电式电风扇 200820064367.X 岳 杰 岳 杰 73 电动车门安全装置 200820064364.6 王 勇 王 勇 74 多功能护理床 200820064357.6 岳 杰 岳 杰 75 防身移动电话 200820064371.6 潘德洪 潘德洪 76 家庭中水处理系统 200820064363.1 杨燕萍 倪宏伟 杨燕萍 倪宏伟 77 滤米电饭煲 200820064370.1 陈 超 陈 超 78 手推车上的可坐装置 200820064362.7 杨燕萍 赵晓江
倪宏炜 杨燕萍 赵晓江
倪宏炜 79 输液辅助保暖手套 200820064361.2 张宇文 张宇文 80 新型保暖鞋 200820064360.8 吕彬忠 吕彬忠 81 新型垃圾铲 200820064359.5 肖正龙 康 丹 肖正龙 康 丹 82 医用痰盂 200820064358.0 张春波、邵镪钎 张春波、邵镪钎 83 组合式蚊香包装盒 200820064365.0 陈 怡 陈 怡 84 子母梳子 200820064936.1 肖正龙 康 丹 肖正龙 康 丹 85 自动减压和充气
轮胎气门 200820064356.1 潘德洪 潘德洪 绵阳师范学院创新学院共有5个教学班。分别是北校区的创新综合1、2班，磨家校区的创新综合3、4班和西校区的文科班。
“有所学、有所为、有所得”是创新学院的办学宗旨。
创新学院主修：综合班《创造学概论》、《统计学基础及软件应用》、《专利开发与实务》、《机械制图》、《科技创新活动设计（实体设计）》、《研究性学习》。文科班：《创造学概论》、《语文创新》、《专利开发与实务》、《photoshop绘图》、《研究性学习》

㈡ 都说光速不可超越，那量子纠缠或引力波为什么就超光速了呢

那么量子纠缠和引力波超光速了吗？这其实是两个问题，我们必须分开讨论，因为两者的性质完全不同。

量子纠缠最早是由爱因斯坦提出的，用以质疑玻尔为首的哥本哈根学派对波函数坍缩的概率解释。他从哥本哈根学派认为在被测量到之前，微观粒子不存在确定的状态出发，提出了这么一种情况：

通过特殊的方式，我们可以得到一对状态（量子态）互相纠缠的光子，为了方便理解，我们可以假设这对光子的自旋方向 一个是上旋，一个是下旋。 我们可以把这对光子通过光路分开到一定的距离，比如1光年。然后对两者分别进行测量。 根据哥本哈根解释，在其中一个光子被测量到的那一刻，状态才会确定，也就是当我们在A点测量光子a时，它才随机坍缩到一个自旋态， 比如为上旋，那么基于纠缠的特性，在1光年外的B点处的光子b就应该会是下旋。 所以当我们通过以纠缠光子的发射点作为标准进行时间校准后，在相隔1光年的A、B两点同时进行测量，那么将会分别测量到一个上旋和一个下旋的光子，而肯定不会同时测量到两个上旋或两个下旋的光子。

（量子纠缠）

那么问题来了，此时a、b两个光子相距已经有1光年远了，它们是怎么做的瞬间随机坍缩到一个状态而又能保证互为相反的呢？ 如果a、b光子确实是被测量那一刻自旋态才被确定并且完全随机的话，那a、b之间就必须存在某种关联让双方知道对方的状态，而这种关联是瞬时的，也就是超光速的，这就违背了狭义相对论里的信息传递不能超光速了。

于是爱因斯坦以此向玻尔为首的哥本哈根学派发起挑战：是放弃狭义相对论还是放弃哥本哈根诠释？

在爱因斯坦看来，如果要承认狭义相对论的正确性，那么互相纠缠的光子应该在分开的那一刻状态就已经确定，这样无论它们之后分开多远，都能在测量时得到相反的自旋态。 所以他认为哥本哈根学派认为光子的状态在被测量时才确定的说法是错误的。

（爱因斯坦和玻尔）

然而玻尔并不这么认为，他坚持哥本哈根诠释的正确性，他指出， 在测量前不存在两个光子的波函数，而是只有一个波函数，只有当其中一个光子被测量到时，这个唯一的波函数才随机坍缩为确定的两个光子。 既然只有一个波函数，随机坍缩的两个光子的状态自然是同时确定的，但这不需要在两个光子间传递信息，因为坍缩前只有一个波函数。这其实跟单个光子的波函数坍缩是完全一样的，单个光子在被测量前波函数弥漫在整个空间任何可能的地方，但一旦测量，它就从全空间坍缩到一个确定的位置，并且是唯一的位置，它无需告知别处所有可能出现的地方的“自己”不要出现。

在这种解释里，两个光子之间是不传递信息的，而由于其坍缩前无法确定状态，因此光子本身也不携带信息，而由于测量即坍缩，因此也不能提前录入信息。 既没有传递信息，也没有携带信息，也不能录入信息，量子纠缠自然就根本不存在超光速传递信息了。

量子纠缠没有超光速那引力波呢？这个问题分两种情况。

首先引力波传播速度等于光速这是广义相对论得出的结论，虽然它其实是利用 光速常数c 强行规定的，但是在多次引力波事件的测量中已经证明，引力波传播速度就是光速！特别是双中子星合并引力波事件，由于引力波和多波段电磁波接收到同一信号，因此已经非常确定引力波传播速度与电磁波波速，即光速一致！

（双中子星合并）

但是在引力波问题上还存在另一种情况，就是宇宙膨胀。

我们知道根据天文观测，宇宙正以大约70km/s/Mpc的速度膨胀，这就导致 宇观尺度 下两点间的距离在渐渐拉大，因此在引力波源处发出引力波后，引力波沿空间传播过程中，空间距离被拉大了。距离变了那引力波速度怎么算？这问题其实跟宇宙膨胀下的光速是同一个问题。很显然，如果忽略掉宇宙膨胀本身的距离增加问题，宇观尺度下的引力波和光速都将下降，也就是都将低于 真空光速常数c 。这是很容易理解的，比如说一个距离地球1亿光年的双中子星发生碰撞，那么伽马射线爆和引力波将以光速向地球传播，这将需要1亿年时间，然而在这1亿年的传播过程中，双中子星与地球之间的空间在不断膨胀， 距离在不断增加，那么它还能在1亿年时到达地球吗？显然不可能，不然就超光速了。实际情况是引力波和伽马射线暴都将超过1亿年后才能到达地球，如果此时我们依然按照静态宇宙的距离1亿光年来计算，那引力波和伽马射线暴都将低于光速了……

但实际上当我们引入考虑了宇宙膨胀的距离定义，问题就迎刃而解了，引力波和伽马射线暴依然刚好就是光速c。

（宇宙膨胀导致空间距离增加）

综上分析，量子纠缠和引力波都没有超光速，量子纠缠压根不存在速度问题，它既没有能量传递，也没有信息传递。而引力波速度则严格等于光速，这已经在天文观测中得到严格证实了。

首先澄清一点，目前所知，引力波并没有超光速，这从理论上和实践上都已经得到证明：引力波是100多年前爱因斯坦在广义相对论中预测的，并从其引力场方程中推算出引力波的速度为光速；2017年8月17日美国LIGO探测器探测到距我们1.3亿光年远的双中子星并合产生的引力波，

引力波和电磁对应体几乎同时到达地面，这有力地证明了引力波的速度为光速。

就目前的实践和认识水平，光速是不可超越的。实际上这个论断来自于爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理。这个原理说的是对于任何惯性系来讲，光在真空中的传播速度是不变的，与观察者和光源的运动状态无关。这个速度的大小为299792458米/秒。光速对于无论以多快速度运动的物体来说仍然是不变。这意味着任何物体的运动速度不能超过光速，甚至达到光速都不行。光速就是最高速，这就是光速限制原理。你可以无限接近299792458米/秒，但在接近的过程中肯定会产生一些效应来阻止你接近，最终是没法达到光速的。比如质量趋向于无限大。

（其中m为物体质量，m0为物体静质量，Ⅴ为物体运动速度，C为光速。）

当速度V→C时，分母→0，则物体质量m→+∞从上式可以看出，只有物质的静止质量m0为0，物质的质量才有可能为0，物质的速度才有可能达到或超过光速。中微子静止质量几乎为0，所以它接近光速；而电磁场（光子）的静止质量为0，所以它达到光速。空间没有质量，所以它的膨胀速度可以超光速（应该说相对论结论可以进一步延伸）。有的读者看到这里会觉得奇怪，不是说光速不可超越吗？怎么有的能超光速？对此传统的解释是：光速限制原理说的是有效信息和能量的传递速度不能超光速，对于没有信息传递的速度没有限制。比如说量子纠缠就没有信息的传递，所以它可以超光速。

所谓的量子纠缠，指的是几个粒子在相互作用后，各个粒子的特性已综合成为一个整体性质，无法单独描述单个粒子的特性，只能描述整体系统的性质。纠缠就是分不开，即使分开了，也是一个整体。根据不确定性原理，在未观测之前两个量子还是一个整体，是没办法确定它们单独的状态的。观测时其中一个量子的自旋被确定了，另一个相距再远，即使在宇宙的另一边，也会瞬间被确定，即在观测前并没有两个实在量子，是观测影响了结果。其传输速度远远超过光速，至少是10000倍光速。由于并没有传递任何信息和能量，所以并没有违反相对论。 另一种解释是：两个量子的超光速作用并没有把任何一个粒子加速至超光速，这里根本就不涉及物质的运动。没有运动何来的超光速？量子力学是非定域化的，波函数弥漫全宇宙，宇宙是一个全息整体，所以量子才能超光速纠缠。

上面提到了空间膨胀速度，根据哈勃定律，以地球为中心，宇宙空间膨胀速度每326万光年增加7公里/秒，大约距地140亿光年，空间膨胀速度就达到了光速，现在的可观测宇宙是140亿光年以内的天体在它们随着空间超光速膨胀前发出的光经过若干亿年陆续到达地球后人们所看到的。据推算它们现在距我们有460亿光年了。那空间为什么可以超光速？ 因为光速限制原理说的是所有在空间中运动的东西的最高速度，包括光子本身，这些运动都属于空间中的运动。物体的运动速度是以空间为背景衡量的（没有空间就没有速度可言），也是在空间的运动（再快的物体也跑不出空间“之外”去）。 而空间的膨胀则是空间自身的运动，是空间成份之间的相互远离运动，光速限制原理怎么能管了它 ？ 这就是空间超光速的真正原因，而非什么没有信息传递可以超光速的说法。相对论是局域化的，即超光速的或探测不到的影响不到我们，对于我们就是不存在的。但量子力学却是认为全宇宙都有影响的，所以相互运动怎么会不传递信息？

从上面叙述想到一个问题：引力波是时空的涟漪，如果空间超光速膨胀，那么引力波的传播速度是否也会超光速？目前发现的引力波距离我们较近、次数较少，它的速度问题还有待进一步确定。

关于量子纠缠，你可以这样理解：把一双鞋的左右两只分别放进两个盒子里，然后把这两个盒子分别放在宇宙两端，你打开其中一个盒子发现鞋子是左脚的，立马就知道了宇宙另一端的那只鞋是右脚。这个感知速度几乎就是无限的，但是并不违反相对论，因为这里的信息传递应该是从把鞋子分开那一刻算起的，而不是打开盒子的瞬间。其实量子纠缠的信息传递模式跟这个差不多，传递是从创造出一对纠缠粒子开始算起，而不是检测粒子自旋状态的时候，所以并不存在超光速信息传递，这个信息传递速度远低于光速。以上只是我为了便于理解打个比方而已，其实颇有不妥之处，但我相信这是最易懂的科普语言。量子通信的意义在于信息传递的绝对安全性，因为量子信息被接收一次后量子态就坍缩了。

关于引力波速度：在广义相对论理论里面，引力波的确是光速，这是爱因斯坦最早得到引力波的方程的时候就发现的。目前公开的几个探测到的引力波事件，同时测量到了对应的电磁波也就是光的信号，所以有力地证明了引力波速度和光速一致。

关于量子纠缠的问题，最先的争论方分别是爱因斯坦和波尔。

1935 年 5 月，爱因斯坦同美国两位年轻的物理学家波多尔斯基和罗森在美国第 47 期《物理评论》杂志上，发表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》的论文，在物理学界、哲学界引起了巨大反响。

这篇论文提出了一个名垂千古的思维实验，以论文的三位联合作者的首字母命名，称为“ EPR 实验”。正如这篇论文的标题所表达的意思那样，爱因斯坦想用这个思维实验告诉物理界，哥本哈根的量子力学解释是有问题的。

玻尔在听到这个 EPR 实验之后确实大吃一惊，据说茶饭不思好多天。隔了几个月后他终于出声了，居然以同样的标题写了一篇论文，来回应爱因斯坦们的挑战。简单说来（抱歉我只能“简单说来”，复杂了我也说不来），玻尔说狭义相对论我是不反对的，但是这里面的关键问题在于，粒子 A 和粒子 B 在你爱因斯坦看来是不同的两个粒子，但是在我玻尔眼里，它们从未分开，它们仍然是一个完整的整体，不论它们相隔得有多远，它们都是一个整体，两个量子是难分难解地纠缠在一起，组成了一种量子纠缠态，这种纠缠与空间距离无关，哪怕它们分别位于宇宙的两端，它们也是纠缠在一起的。

爱因斯坦对于波尔提出的量子纠缠坚决否定，但是苦于他们只有一个理论基础，并没有做实验来证明这个理论的正确与否。在物理学上如果没有实验来证明你的理论，这个理论则是等于没用的。很遗憾，知道爱因斯坦和波尔都逝世了，这个实验还没有做出来。

直到出现了一个英国数学奇才，他的名字叫贝尔（注意不是发明电话的那个贝尔），他发现了一个数学“不等式”，这个不等式被科学界称为“贝尔不等式”，被誉为“科学中最深刻的发现”。这个惊天地泣鬼神的贝尔不等式有一个巨大的魔力，可以对我们这个宇宙的本质做出终极裁决，它可以使得 EPR 实验从思维走向实验室。

1982 年，法国奥赛研究所。

人类 历史 上，这是对 EPR 实验进行的首次严格的实验检测，这次实验被称为“阿斯派克特实验”，以这次实验的领导者阿斯派克特命名。这次实验总共进行了三个多小时，两个分裂的量子分离的距离达到了 12 米，积累了海量的数据。最后的结果与量子论的预言完全相符，爱因斯坦输得彻彻底底，从此 EPR 实验也被称之为“ EPR 佯谬”。

EPR 实验的结果无可辩驳地呈现给当时的整个物理学界这样一个事实：要么放弃定域，要么放弃客观实在。定域性是经受了几十年严苛考验的伟大的相对论的推论，而客观实在则是大多数物理学家心目中的公理，不证自明的。如果是你，你会怎么选择呢？我看你可能最好奇的是那个发现贝尔不等式的可怜的贝尔，到底会做出怎样的选择。那个可怜的贝尔在被逼急了以后，只好表示如果非要放弃一个的话，他只能放弃定域了，但他仍然试图想说或许不用两个都放弃。

其实EPR 佯谬只是证明了定域和实在不可能同时正确，并没有证明有超光速的信号存在，这是两个不同的概念。如果愿意放弃实在性，则相对论依然是牢靠的。

量子这种纠缠态也被称之为量子的超隐形传输，可以用来做通信的加密，但是不能用来做超光速的通信。更加需要强调的一点是，量子的超隐形传输，传递的是量子态，而不是能量和物质。所以应与相对论的力学、运动学都没关联，也称不上超光速了！

关于引力波……这个也是爱因斯坦闲的蛋疼提出来的东东。爱因斯坦在 1916 年和 1918 年分别发表了两篇论文预言了引力波的存在。

先说明一下引力波是什么鬼，它是宇宙空间中的涟漪，靠着时空的卷曲在宇宙中震荡。首先我们得知道广义相对论里面的时空弯曲特点，也是引力的本质（引力的实质并不是一种力，只不过就是空间弯曲的外在表现）。在质量超大的物体所处的空间，会发生时空的弯曲。比如说我们的宇宙空间就好像一张张开的大网，太阳就压在这张时空的网上，网被压得凹陷了下去。如果太阳的质量突然变大或者突然爆炸没了，地球是不是会突然没受到太阳的万有引力，马上飞走了呢？答案是否定的。这个网就会以太阳凹下去的时空凹网会发生震荡，并以爱因斯坦命名的引力波传递作用给地球，根据狭义相对论所证明的，没有什么信号或者能量的传递速度能超过光速，所以这个过程也是有一段时间的，可能就那光速传过来最快也要8分钟……

总结……量子纠缠只是量子态的同步，并没有和相对论运动学有冲突。引力波属于能量波，不会比光速块……

光速不可超越应该是这样的，假如一个人某一时刻乘坐光速飞船离开地球，他观察到地球上的人永远静止在他离开时的那一瞬间画面。同时，地球上的人也观察到他也静止在离开地球时的那一刻画面。

对于地球上的人来说，他的时间好像停止了，他坐着光速飞船不需要时间，在宇宙中无限远的地方任意穿梭。

如果他坐上亚光速飞船离开地球，他观察到地球上的人动作很慢，例如吃一顿饭用了一年时间。同时地球上的人观察到他的动作也很缓慢。

对于地球上的人观察到的结果来说，他在亚光速飞船上时间变慢了，如果他再次回到地球，和他同年龄的人已经是白发苍苍的老人了，他还是原来那么年轻。

如果他坐在超光速飞船上离开地球，他可以观察到他和地球上的人过去的情境(时光倒流)，因为他的超光速飞船追上了他和地球上的其他人以前发到宇宙空间中的光。

但他以超光速离开地球时，地球人再也永远看不到他了，就好像不存在这个超光速飞船了。这也可能就是相对论不能超光速的根本原因吧。

以上都是地球上的人和飞船上的人观察到的现象。但是无论如何，地球上和飞船上的人实际流逝的时间并未丝毫的减慢、停止和倒流。

理由是飞船不论以光速、亚光速还是超光速离开地球后匀速飞行时，不论把地球作为参照系还是把飞船作为参照系都是同等的，地球上的实际流逝时间不变慢、停止和倒流，飞船上的实际流逝时间绝不会减慢、停止和倒流。

由此可见，超光速在宇宙中不是没有的，而是普遍存在的。物体间万有引力的相互作用就是远超光速的，根据万有引力定律几乎是同时进行的。引力波的传播速度也是远超光速的。

众所周知，我们所在宇宙的直经为920亿光年。在量子纠缠中，一对手套在未观察前，它的状态是不确定的。如果把一只手套放在宇宙的这端，另一只手套放在宇宙的那端，当某一时刻观察到宇宙的这端为左手套，就立刻知道宇宙那端是右手套。

由此可见，量子纠缠的速度也远超光速，是瞬时进行的。

引力波是一个有趣的话题，前几年，诺贝尔哥让大家知道了引力波这个物理学名词。但真正了解它具体含义的却很少。至今还有人认为引力波是诺贝尔哥发现的。事实上，诺贝尔哥说的引力波根本就是他胡乱引用的一个物理学名词。

引力波是100年前，由爱因斯坦通过广义相对论预言的现象。在当时，爱因斯坦认为引力波可能永远无法被探测出来，因为它实在是太微弱了。直到100年后，才由高灵敏度的LIGO装置探测到。该研究成果也获得了诺贝尔奖。 引力波的传播速度是光速。

自从潘建伟团队搞出量子加密通讯卫星后，量子纠缠这一名词也被大众知晓。在量子纠缠系统中，对其中一个粒子进行测量，就会立即影响到另一个粒子的状态，无论它们间隔多远。据测量， 纠缠中的量子相互影响的速度远远超过了光速。

不是常说“光速是宇宙的极限速度吗”？这句话其实并不完整。完整的是：光速是这个宇宙信息传递的极限速度。关键词是“信息”、“光速”。

量子纠缠是不会传递信息的，它在量子加密通讯里的作用是产生密码，而不是传递信息。信息依然走的传统信道，例如：光纤、电缆等。

我们能够通过引力波探测器了解在宇宙遥远地方的事情。例如，LIGO系统发现的第一个引力波信号就来自于距离地球约13亿光年处的，质量分别为36个与29个太阳质量黑洞的并合。引力波携带了黑洞合并的信息，所以，它不能超越光速。

宇宙膨胀也可以超过光速，它不传递任何信息，所以是相对论所允许的。

图：宇宙膨胀示意图。气球的膨胀并不会在气球表面上的两点之间传递信息

综上所述，只要不传递信息，超光速都是可以的。

都说了N遍了，力场如磁场和电场都是瞬间场，不需要传播时间，瞬间抵达远处，这个你能想象吗？

估计绝大多数人都无法想象，因为它超出了我们思维的惯性，我可以举出一百个理由来说明力场是瞬间场，就拿静电场来说，假设在空中有一个静电荷，那么在这个静电荷周围空间就存在着辐射状的电场力线，如果这个力场的传播是需要时间的，那么当这个电荷匀速运动时，那么在这个电荷运动方向后部的电场线就会收缩，而前部的电场线就会膨胀，也就是说电场线就不再是辐射状直线了，而是曲线形状。

这就直接违反了相对性原理，因为爱因斯坦的相对性原理告诉我们：在所有的惯性系统中，物理规律相同，而在这里我们却会在不同的坐标系中看到的同一个东西是不一样的，这显然是错误的，解释只有一个：静电场只能是瞬间场，只有这样、在所有的惯性系统中，你看到的都是辐射状的场线。

…

不是因为“都说光速不可超越”光速就不可超越了，有事实理论证明光速不可超越，这个事实就是爱因斯坦的狭义相对论。

有些人可能会说，或许爱因斯坦的相对论是错误的，那么光速就可以超越了，但请不要总是在自己想象的世界里获得满足感和成就感，我也一样爱因斯坦的相对论是错的，那样我们就有超越光速的可能了，但不能光有想象猜测，证据在哪里？

还有一点，引力波并没有超越光速，而是恰恰等于光速，也就是说引力波的传播速度正好等于光速，巧合吗？世界上哪有如此巧合的事情？

量子纠缠的速度确实远超光速，甚至可以说是瞬间的，但并不违反爱因斯坦的相对论，相对论并没有说“光速不可超越”，而是说“任何携带信息和能量的物体不能超越光速”！

言外之意，只要不携带任何信息和能量，你可以尽情地超越光速，而量子纠缠本身就不携带任何信息和能量，也不会传递任何信息，所以它超越光速也在情理之中！

量子纠缠讲的是一个整体，我们需要把纠缠中的各个量子用整体的概念去描述，而不是单独描述单个量子的行为状态。当我们试图观测任何一个量子的状态时，其他量子马上感知到，纠缠就也不存在了，这就是所谓的“鬼魅般的超距作用”！

为什么超光速或者说光速是一个坎，是一个瓶颈。首先相对论中对我们宇宙的描述没有问题，同时也是非常准确的。在我们的三维时空中光速就是极限，是一个常数，同时它限制了质量，为什么会造成这种现象，因为光速限制了我们的三维空间的时间轴。所有参数都被其限制。其实相对论不完善的地方就是没有把时间或者说时空加进去，其实光速就是我们时空的密度常数。有了这个常数再来看质量，似乎质量越大达到光速所需的能量越大。有质量的物体看似永远达不到光速，成为瓶颈。实际上应该还有一种物质形态，其场作用越强质量越低，甚至会成为负数。物理学上讲时间是不存在的，但是我们的时空却有着时空密度，这个密度导致了引力的产生，也影响着时间的速度。我很期待在受控核聚变试验和研究中人类能发现新的物质状态，在磁场中可以隔绝超高温，也许再大点可以隔绝时空也说不定，并且还可能改变物质形态。关于黑洞是什么，最新研究表明黑洞内部密度极低，奇点很有可能就是一个场。但是黑洞貌似质量又非常大，那么问题来了，这么大质量怎么来的？首先黑洞光子不可逃逸，在场的作用下，把光子加速到超光速，自然就不可见。根据相对论讲如果物体被加速到接近光速，那么在三维宇宙中质量无限大，那么黑洞所表现出来的质量是否就是事件视界物质的质量呢？这个问题留给天文学家解决吧！

首先说答案：量子纠缠超光速，但不传递信息；引力波的速度等于光速而非是超光速。

知道了上述的两种描述方法就可以知道为什么量子纠缠超光速和宇宙膨胀可以超光速了，一个不传递信息一个膨胀的是空间。

爱因斯坦广义相对论提出后就预言了引力波的存在，从本质上解释了引力，认为引力是时空弯曲的外在表现。简单的理解就是：质量告诉时空如何弯曲，弯曲的时空告诉物体如何运动。而弯曲的时空像波纹一样传递就是引力波，也被称为时空涟漪。

一般黑洞或者中子星的融合产生的引力波，按照现在人类的技术才可以观测的到。这里天体可以使时空弯曲的曲率变得非常大，同时也是快速运动一直在“扰乱”平坦的时空。引力波的速度为光速意味着引力的速度同样为光速，也解释了牛顿万有引力定律中的“超距作用”。

而量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”，而实际上波尔对量子纠缠的解释是：处于纠缠态的两个量子已经不能分为两个独立的个体，而是一个统一的系统。即使是相隔天涯海角它们也是统一的整体，这里的超光速就没有实际意义了。潘教授团队研究的量子通信技术有的人误解为通过量子纠缠超光速传递信息，其实这是理解上的错误。

量子通信技术只是在加密信息，依托的依然是传统的电磁波通信，也超不了光速。

㈢ 如何评价b站科普up主“思维实验室”

他的视频我基本上每期都看了，有的也涉及到了我自己的领域，想谈谈我的看法。

易读性趣味性和专业性之间是很难两全的，那些说他不够专业的人，你们做做视频就知道在十几分钟里把一个有难度的事情讲到多数人愿意听且能听懂是一件非常非常难的事。

科普视频的衡量标准并非哪个更专业，而是哪个更有利于激发读者兴趣并带给一定的知识。或许有的视频会100%专业，但是一百个人里只有1个人看懂了，那么它的传播力只有1%。如果一个视频专业性只有50%，但是一百个人有80人看懂了，就算知识量只有一半，传播效力也达到了40%。

这种对比是非常鲜明的，它的价值也是毋庸置疑的。试问，如果你想了解最靠谱、最艰深的专业知识，你会去B站或者网络搜吗？出门左拐，直奔论文数据库和图书馆对不对？

当他谈到我自己的领域的知识时，我感受到的仍然是“牛逼”。我们常说“师父领进门修行在个人”，可见师父最牛逼的一点在于启发而非灌输，在于能让学生愿意学习而非强迫学生学习，这种求知欲的培育是科普的任务，也是老师的任务，尤其是大学老师的任务。

所以当我看涉及到自己专业的视频时，我更多的也是希望学习他的讲述逻辑和吸引他人注意力的方式。他的视频有引发思考的能力，也有情绪的带动力。从这个意义上来说，“思维实验室”是非常优秀的，甚至可以说在国内的科普视频制作者中是顶尖的。

㈣ 《热是怎样传递的》教学设计

【教学目标】1、科学概念：（1）热总会从温度较高的一端（物体）传递到温度较低的一端（物体）；（2）通过直接接触,将热从一个物体传递给另一个物体,或者从物体的一部分传递到另一部分的传递方法叫热传导.2、过程与方法：（1）设计实验观察热传导的过程和方向.（2）用文字或图示记录、交流观察到的关于热是怎样传递的现象.3、情感、态度、价值观：（1）保持积极的观察探究热传递的兴趣.（2）体验通过积极思考和探究获得的成功喜悦.
【教学重点】
设计实验观察热传导的过程和方向.
【教学难点】
【教学准备】教师：烧杯一个、热水、金属棒、凡士林、牙签、金属圆片、课件.
学生：金属棒、涂好蜡油的金属圆片、酒精灯、火柴、牙签、木夹、凡士林、实验记录表.
一、导入课题1、同学们,老师这里有一根金属棒,我请一位同学上来摸摸,看看它是冷的还是热的?如果我把它的一端放入热水中
（教师示范）
（结合学生回答教师画图示）3、金属棒上的热真的是像你们所说的那样传递的吗?这节课我们就一起来研究这个问题.
（教师出示凡士林）
并介绍：这个小盒里装的就是凡士林,这种材料很特别,在常温下有一定的粘性,可以粘住一些细小的物体,如它可以粘住牙签、火柴等.但是遇到热它就会熔化,不能再粘住细小物体了.
你们能不能利用老师提供的这些材料来设计一个实验,让大家能亲眼看到热在金属棒上传递的过程呢?3、小组讨论并设计方案.
（教师巡视）（设计意图：在开放的环境下,教师提供实验器材让学生发散思维,自主设计实验来验证之前的假设.）4、小组上台汇报设计成果.
学生交流,并完善方案.（应用木夹夹住金属棒的一端,凡士林粘的多少要差不多,牙签粘的距离应差不多,给牙签编号……教师结合学生汇报在黑板上画出两种图示）5、听了刚才两组同学的汇报,你们肯定又有新的启发吧?下面老师给你们一分钟的时间把自己组的设计方案再完善下.（设计意图：这个实验中,变量的控制对实验结果有很大的影响.因此,这里通过讨论和交流,让学生思考对凡士林的量、牙签粘的距离等的控制,使学生形成缜密的思维方式,养成较好的探究能力.）6、同学们真了不起,设计出这么新颖的方案来.那等会实验时应注意些什么呢?为了使实验更成功、更安全,老师这儿也有几个小提示,请你们默读一遍.
（课件出示,学生默读）7、材料员领取实验材料,学生分组进行实验.8、小组代表上台汇报实验结果,
交流实验现象.（教师结合学生汇报在图示上标出）9、小结：听了刚才同学们的汇报,老师发现无论是在金属棒的一端加热,还是在中间加热,热在金属棒上的传递都是有规律的.谁来总结下,热在金属棒上到底是怎样传递的?（设计意图：探究的目的不仅仅是让学生手动起来,也不仅仅是获得一些事实,重要的是让学生有目的地对这些科学现象进行整理、归纳和分析,从而得出合理的科学解释——即科学概念.让学生动手动脑相结合,培养他们的科学思维能力.）
（教师同时在黑板上画出两种图示.）2、猜测需要实验来验证,老师已经为每个小组准备了一块涂好蜡油的金属圆片,
（师述：蜡油和凡士林差不多,遇热很快会熔化）
等会请同学们选择其中的一个方案进行研究：在中间加热或在边缘加热.加热时重点观察什么呢?3、材料员领金属圆片,学生实验.4、学生交流实验现象.5、小结：根据这两种现象,谁来总结一下,热在金属圆片上传递又有什么规律呢?（也是从酒精灯火焰加热的部位开始传递,从较热的部分传递到较冷的部分.）（设计意图：根据日常生活经验和上一活动的设计,学生往往会认为热传递是一个线型的过程,而这一探究活动的设计不仅拓宽了学生的探究思路,也会使学生对热传递有更全面的认识和理解.）
（结合学生回答出示：热是从物体较热的一端传向较冷的一端.）（并出示热传导的概念）2、今天我们主要研究的是金属材料,它能较快地进行热传递,那么其他材料是不是也都能较快地进行热传递呢?这个问题下一节课我们继续研究好吗?（设计意图：既是对本节课所学内容的回顾,又很好地引出了下节课的研究内容.）
热在金属棒上的传递实验记录表
我们小组的实验设计（画简图表示）我们的猜测
本课内容是围绕“热传递的方向”这一问题进行研究的,并让学生通过实验验证自己的原有想法是否正确.对五年级的学生来说,热传递的方向他们已经具有很多的生活经验和知识水平,用实验验证并不是一件难事.所以,我在第一次试教中,我就提供一根金属棒,让学生自主设计实验：在金属棒上怎样清楚地看到热传递的方向.我希望学生能在开放的、没有教师指导的环境中,展开思维,发散思维,设计出很好的实验来进行验证.从实际情况来看,学生在什么材料也没有提供的情况下,设计出来的方案可谓是千奇百怪：有的是在金属棒上滴水,观察水干的过程；有的是用温度计来测量金属棒各部位的温度有什么不同；有的是在金属棒上涂凡士林和蜡烛油……于是我在肯定学生思维的同时,动员学生们对这些方法一一进行讨论和完善,去粗取精.但是这样教学,发现时间远远不够,怎么办呢?我对教案又重新进行了设计,改为教师提供一组有结构的实验材料,学生根据这些材料进行实验设计.从本节课的教学效果来看,学生们设计出了两种不同的实验方案,不仅节约了时间,而且提高了教学效率.2、正确处理好教师指导和学生主体的关系.
在科学教学中,处理好学生的自主和教师的指导关系非常重要.教师只有在充分认识学生学情的基础上,进行适时的、必要的、谨慎的、有效的指导,才能让学生真正从探究中有所收获,能使学生的探究实践得到不断提高和完善.比如：当学生在完成第一个实验活动之后,我让学生来说说从刚才观察到的实验现象“离酒精灯火焰最近的牙签先掉落,离酒精灯火焰最远的牙签最后掉落”你能得出什么结论?结果很多学生的回答只能停留在“热是从酒精灯火焰的这端向另一端传递的”这一层面上.这时我通过图示对学生进行适当的引导：离酒精灯火焰近的这端温度怎样?离酒精灯火焰远的那一端呢?经过教师点拨学生很快就得出：热是从物体较热的一端传递到较冷的一端的.3、问题的设计利于激活学生的思维.
一个好的问题能引起学生的思维火花,激发探究的欲望,指明方向,使学生更好地进入探究学习的领域.因此,教师提出的问题,应具有鲜明的指向性、引导性、探究性,而不是简单的重复和师生之间的一问一答.比如：
在本节课的导入部分,“金属棒的这端并没有浸入热水中,它怎么也变热了?”“你为什么这样猜测?”这些问题的设计,很好地暴露了学生的原有想法,自然地引出下一教学环节.又如：在第一个探究活动结束之后,我出示了一块金属圆片,并提出问题“热在这块金属圆片上又会怎样传递呢?”“你为什么这样猜测?”这里问题的设计不仅能使环节之间衔接自然,而且通过“你为什么这样猜测?”这一问题,能使学生对前面探究活动进行回顾,发散学生的思维,学生自然而然地会想出：热在金属圆片上也是从较热的部位传递到较冷的部位.4、某些细节的处理欠到位.
本节课的教学在某些细节的处理方面不够到位,比如我是选用木夹来夹住金属棒的,这种固定方法不够稳定,容易摇晃,从而影响实验的准确性,如果采用架子固定会更合理.另外,在图示法的运用方面也可以做到更好.

㈤ 哪些事让你意识到“科技似乎并没有想象中发展得那么好”

手机发展得太快了，原来手机业的霸主诺基亚说倒闭就倒闭了，没能跟上智能手机的步伐，而且每年发布的新手机都有新的黑科技，以前的手机有一个数字密码就不错了，现在指纹解锁已经成为手机的标配，面部识别解锁基本每个手机都有了，屏幕指纹解锁也不是问题，这样看手机业很容易看出科技发展的很快。反观汽车行业真的进步很小，发动机技术也没有太大的进步，新能源汽车的电池问题一直是老大难，所以我认为从汽车行业能感觉到科技似乎并没有想象中发展的那么好。

㈥ 什么是脑机接口

脑机接口

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脑机接口模式

脑机接口是在人脑与计算机或其他电子设备之间建立直接的交流和控制的通道。近年来,随着神经科学、信息科学、材料科学等领域的快速发展,衍生出了一种新型的高科技技术——脑机接口(Brain Computer Interface, BCI)。通过BCI技术能够在生物大脑与外部机械设备之间建立起一条直接的信息交流通道,从而实现了脑与外部环境的直接交互。

中文名脑机接口缩写BCI 英文名Brain Computer Interfaces

目录编辑

• 1脑机接口的定义

• 2脑机接口的研究分类

• 3脑机接口的发展

• 4参考文献

1脑机接口的定义编辑

脑机接口技术（Brain Computer Interface，BCI）形成于 20 世纪 70 年代，是一门涉及神经学科、信号检测、信号处理、模式识别等多学科的交叉技术，它通过非自然的方法沟通大脑和外界环境，为它们提供了双向信息传输通道。外界信息能从仿生传感器输入到神经系统，神经信号也可以用于控制外部电子机械装置。该项技术可以修复、改善甚至扩展神经系统原有功能，提供一种崭新的信息交互模式，如上图所示。1999年6月第一届国际脑机接口会议首次给出BCI明确的定义:“脑机接口是一个在大脑和外界(计算机或者其他设备及外部环境)之间传递信息的通讯系统,该系统的特点是不依赖于外围神经系统和肌肉组成的大脑正常输入输出通道来传递信息”[1]。

2脑机接口的研究分类编辑

根据脑机接口中的生物大脑与外部机械设备的信息传递方向的不同,可以将脑机接口的研究划分为两个方向:第一个方向是通过电极采集生物大脑中的神经信号,并对神经信号采取放大、约简、降维等操作,然后结合生物本身的运动行为数据对神经信号进行分析,解码生物的运动意图,继而将解码的结果转换成外部机械设备的控制指令,完成控制功能[2]，即“脑-机”方向。另一个方向是反向的信息传递过程,即指通过生物体的外周神经系统,将外部设备的数据信号转换成电刺激、光刺激等不同方式的刺激手段直接作用于大脑皮层,诱发相关脑功能区细胞的神经元发放,从而使生物体产生特定的感受或者诱发其特定的行为,即“机-脑”方向。

3脑机接口的发展编辑

随着神经生物学、临床医学、材料科学和计算机科学等的发展，脑机接口技术为神经系统和周围环境的信息通讯提供了一个崭新的交互界面，并广泛应用于神经科学，医学康复和军事等领域[3]。

BCI 应用的最初定位是医疗康复，通过 BCI 系统为高度瘫痪或者行动不便的病人提供一个新的交流、控制手段。病人可以通过 BCI 系统在计算机上进行打字，或者控制轮椅行动，甚至控制假肢帮助移动和抓取。当一个机器人前进过程中遇到障碍时，需要设计程序控制机器人跨过或跳过。而对于植入电极的动物，遇到沟时本能地会跃过它。在掌握动物大脑原理的基础上，利用生物本身所具有的智能，结合人为的输入控制，相比较于机器人，从成本和技术上都更具有优势[4]。

上世纪 90 年代末以来，全球 BCI 研究团队数量增长迅猛，从 1995 年的不到 6 个，迅速发展到目前的数以百计。2002 年美国国防部国防预先研究计划局投入巨资，在全美 6 个实验室中开展“意念控制机器”的研究工作，进一步推动了全球 BCI 的研究热潮。诸多标志性研究成果在《Nature》和《Science》上先后发表，预示着 BCI 的研究进入了实质性阶段[5]。

近年来，随着医学技术和材料科学的进步，植入式电极在脑机接口技术中的研究取得了突破性的进展。当前BCI的研究热点包括：

1. BCI 系统的自适应性，更好的自适应性能够提高系统的准确率、稳定性；

2. 系统的实用性，像打字机这样的应用系统能够改进到投入实际应用；

3. 系统的通用性，不同的用户拥有不同的头皮脑电信号，可行的方案是对应不同的用户调整参数从而优化系统性能；

4. 系统的应用领域，有些研究人员通过 EEG 信号来研究大脑的工作原理，也有应用于特殊场合的，如研究司机驾驶时候的头皮脑电信号。

㈦ 理化生实验室设备中为什么要有数字化设备

数字化教学大势所趋，
实验教学中也必要用到数字化设备。