2022年诺贝尔物理学奖
今年的物理学奖颁向量子纠缠的三位科学家,他们分别是阿兰·阿斯佩Alain Aspect,约翰·克劳泽John F. Clauser以及安东·塞林格Anton Zeilinger,以表彰他们用纠缠光子进行实验,证明了贝尔不等式不成立,并以此开创量子信息科学,真正推动量子力学从理论走向了应用。
什么是量子纠缠?
量子纠缠,就是在两个分隔的粒子或者多个粒子,在彼此相互作用时,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质。
处于纠缠态的两个量子不论相距多远都存在一种关联,其中一个量子状态发生改变,另一个的状态会瞬时发生相应改变。这个概念可以用一个成语“心灵感应”来解释,比如一个妈妈受伤了,儿子能感应得到,也会觉得心疼。
最早在1935年,就有人发现了这一现象,其中就包括爱因斯坦。薛定谔也发表了几篇相关论文,还定下了量子纠缠这一术语。对此,爱因斯坦称其为“鬼魅般的超距作用”,以他为代表的部分物理学家对量子纠缠持怀疑态度。“我相信上帝不掷骰子”,他表示,量子力学的标准表述不具完备性,纠缠的粒子之间存在着某种人类还没观察到的相互作用或信息传递,也就是“隐变量”。
爱因斯坦出错了
20世纪60年代,物理学家约翰·贝尔提出可用来验证量子力学的“贝尔不等式”,如果贝尔不等式成立,量子力学可能被其他理论替代。
而今年三位获奖者的贡献,就是用试验有力地证明了“贝尔不等式”的错误,证明“隐变量”的不存在。
什么是量子力学?
量子力学(Quantum Mechanics),为物理学理论,是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。
19世纪末,人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统,于是经由物理学家的努力,在20世纪初创立量子力学,解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。
发现的意义
它不但推动了量子力学的理论与应用的发展,还证明了灵魂的存在。人类对肉眼看得见的物质世界,之前的科学研究已经到达了相当透彻的层面,但是对于肉眼看不见的灵魂世界,才刚刚开始。
人的魂是我们的情感、思想和意志;而灵则是在我们的直觉、交往和良心。灵魂就是传说中的不可分割的量子,独立而恒在的个体,肉眼虽然看不见却实际存在,决定着人的生命质量和生活状态。