实验精神终将胜利:量子纠缠的祛魅七十年

2022-10-14 18:00:12 0 150

2022年诺贝尔物理学奖公布。奖项颁发给了法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽和奥地利科学家安东·蔡林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的贡献。

消息一出,“量子纠缠”一度登上了热搜首位。随即,我们看到艰深的物理话题引发热烈讨论。媒体想了千奇百怪的比喻来科普量子纠缠多么奇妙;段子手们说诺贝尔也“遇事不决量子力学”;各路高人感叹科学的尽头是玄学,并对人生、宇宙、未来发出长篇大论的感慨。

这些内容看多了之后,似乎我们会有这样一个感觉:诺贝尔物理学奖,是颁给了某项特别神秘、宏大、不可思议的发现。量子纠缠的下一步,就是时空穿越、心灵感应、四维空间。

被神秘和遥远吸引,是人类的本性。但大家在畅想量子纠缠的“诗与远方”时,可能忽略了另一个问题:这次诺贝尔奖的三位得主,并不是量子纠缠现象的发现者,甚至他们的工作领域并不是理论物理。

与量子纠缠这个概念所带有的神秘与超现实氛围不同,三位诺奖得主的主要工作方向是务实、严谨的实验物理。也就是在数十年间一次次的实验中,人类对量子纠缠的认知,有了缓慢但真实的推进,量子信息科学这样一个全新应用方向才得以打开。

祛魅,是指科学知识中神秘性、神圣性和魅惑力的消解。这个词用来形容人类对量子纠缠的认知历史非常合适。在听多了量子纠缠有多么神奇、多么伟大之后,我们不妨从另一个简朴至极的角度——做实验,来重新回溯这段历史。

这段历史讲的不是科学的尽头是玄学,而是科学终将解释更多,是实验精神终将胜利。

争论起源:微观世界与EPR佯谬

今天我们随处能看到很多关于量子世界、时间与空间的高谈阔论。但这其实并不新鲜,100年前大体也是如此。早在19世纪末,伴随着经典物理学得到了极大发展,无论是学界还是社会舆论,都开始将目光望向微观系统。20世纪初,量子力学的理论解释工作开始推动。伴随着来自全球的关注,这个领域的争议与讨论也开始丰富了起来。

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