22年诺贝尔物理学奖揭晓！爱因斯坦说错了？上帝真的是掷骰子的

北京时间10月4日下午，2022年诺贝尔物理学奖被授予科学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)，约翰·弗朗西斯·克劳泽(John F. Clauser)和安东·塞林格(Anton Zeilinger)，以表彰他们“用纠缠光子进行的实验，建立了贝尔不等式的违反，并开创了量子信息科学”。

“一种新的量子技术正在出现”

据诺贝尔官网介绍，阿兰阿斯佩1947年出生于法国，约翰弗朗西斯克劳泽1942年出生于美国，安东塞林格1945年出生于奥地利。

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原来上帝真的“掷骰子”

万万没想到，今年的物理诺贝尔奖竟然是“量子纠缠”，这太令我感到震惊了。

这次诺奖还专门提到了2018年我国的墨子号建立的跨大洲的量子信号连接。

当然，这个奖项不是发给量子纠缠的提出人，因为是爱因斯坦提出的。当然这个奖项既然发给了量子纠缠了，说明爱因斯坦大概说错了，上帝还真的是掷骰子的。

众所周知，爱因斯坦非常看不惯海森堡的不确定性原理，非常看不惯哥本哈根学派对于量子力学的解释，他还跟哥本哈根学派的代表波尔有过激烈的辩论。

哥本哈根学派认为，一个量子系统你没探测的时候它可以同时处在不同状态，你探测的时候瞬间坍缩到其中一个具体的状态。爱因斯坦认为这个很不切实际，这个系统肯定是只能处在一个状态，你没法预测是因为他有隐含的变量我们还不知道。

所以爱因斯坦说，上帝不掷骰子。

他认为因果关系，任何事情是一定要有的。薛定谔是站爱因斯坦的，所以他提出了“薛定谔的猫”，这是一只既死又活的猫，很显然猫不能既死又活，以此来讽刺哥本哈根学派。

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“量子力学的叛徒”

爱因斯坦为了反对哥本哈根学派的诠释，就设计出了量子纠缠的思维实验。当然，这个成果不是爱因斯坦一个人的，而是叫EPR理论。

E=爱因斯坦

P=Podolsky

R=Rosen

爱因斯坦指出，OK，你不是说一个粒子可以同时处在不同状态吗？我现在就找两个电子，让他们处于纠缠住的状态，即量子纠缠。

薛定谔戏称量子纠缠为“量子力学的叛徒”。

我假设这种纠缠状态是两个电子同时自旋为上，加上两个电子同时自旋为下。我现在让小帅和大壮个各拿着一个电子，然后让他们分开1光年的距离。由于测量行为会导致量子系统的坍缩，因为他们处在同时为上或者同时为下的叠加状态。我测量之后，他们要么同时为上，要么同时为下，也就是只要小帅测量一下手中的电子，比方他测量出来手中的电子是向上的，此刻他根本不用给大壮打电话就知道大壮的电子也是向上的，反之亦然。那岂不是小帅可以瞬间知道一光年以外的事情吗？信息传递不就超光速了吗，很显然，这件事违反了相对论。所以量子纠缠这个现象是不可能存在的。

但是波尔海森堡不这么认为。他觉得，你虽然是知道了一光年以外的事情，但关键是你这里没有信息增量，没有信息增量不传递信息，不传递信息所以并未违反相对论。

到现在为止，这些其实都处于哲学层面的争论。为啥是哲学问题呢？因为这涉及到了局域性原理是否正确的问题。因为量子纠缠就算不传递信息，不违背相对论，但他也是一个无视距离的超距作用。瞬间移动貌似，也不是不可能的嘛。这就算不是个哲学问题，也是个科幻问题吧。

03

John Bell与贝尔不等式

这个时候出来一个人，名叫John Bell。他设计了一个实验，说你们也别争了，我们来做个实验，这个实验就是著名的“”贝尔不等式”。

通过验证贝尔不等式是否成立，我们就可以判断量子纠缠是不是真的存在。

终于说到这次的物理诺奖了，当然，这次的物理诺奖也不是这个Bell。而是真正去实现了贝尔不等式实验的三位科学家

Alain Aspect

John F Clauser

Anton Zellinger

毕竟贝尔不等式，更像是一个思维实验，要真的在实验室里实现可不是个容易的事。

这三位科学家分别对实现贝尔不等式的实验提供了贡献。

他们的贡献是设计实验能够制造处于纠缠态的光子，从而对贝尔不等式进行验证。这同时是量子信息理论的先驱，量子纠缠被证实，说明了微观世界可能远超我们的认知，打开了量子信息全新的研究领域。