2022年诺贝尔物理学奖都传达了哪些值得关注的信息

2022年诺贝尔物理学奖正式揭晓，三位实验物理学家获奖，他们是，法国的阿兰·阿斯佩，美国的约翰·弗朗西斯·克劳泽，和奥地利的安东·塞林格。

三位科学家获奖的理由是“用纠缠光子验证了量子不遵循贝尔不等式，开创了量子信息学”。

2022年诺贝尔物理学奖都传达了哪些值得关注的信息？

第一，三位科学家的贡献在于，通过光子纠缠实验，确定贝尔不等式在量子世界中不成立，以证实量子纠缠的真实性，这些实验证明了量子理论的正确性。

三位科学家的具体都有哪些贡献呢？

奥地利物理学家安东·塞林格，在1997年完成了量子隐形传态的原理性实验验证工作，首次用实验实现了量子隐形传态。

美国的物理学家约翰·弗朗西斯·克劳泽，第一次通过多次实验证实了量子纠缠的真实性。

法国物理学家阿兰·阿斯佩第一次在精确的意义上实验上验证了贝尔不等式不成立，证明了量子理论的正确性；第一次在实验上实现了单光子的干涉实验，验证单光子的波粒二象性；第一次在实验上比较了费米子和玻色子的二阶关联。

第二，三位科学家在验证贝尔不等式方面的贡献，为量子信息技术大厦奠定了基石，开创了量子信息这一学科。

第三，结束了爱因斯坦和玻尔的争论。

当时物理学界分了两大派，一派是玻尔为首的哥本哈根学派，另一派就是爱因斯坦和薛定谔为首的反对派。争论的焦点是：量子力学是不是完备的。双方没有人认为量子力学是错误的，但对于其是不是完备，却发生了长时间的争论。

1964年，物理学家贝尔才给出了一个验证方法，这就是所谓的“贝尔不等式”。贝尔不等式提供了用实验在爱因斯坦和玻尔的争论之间做出判决的机会。

爱因斯坦认为，宏观世界中有局域的实在性，比如说宏观世界中所有的相互作用都跟距离有关系，距离越远相互作用越弱。而量子力学中没有局域性，比如量子纠缠就属于量子非局域。所以，认为量子力学是不完备的。

爱因斯坦的错误在于，是在宏观的世界中去验证贝尔不等式，于是就得出贝尔不等式成立，那么，这就意味着量子力学是不完备的。

三位科学家的贡献在于，通过光子纠缠实验，确定贝尔不等式在量子世界中不成立，但在宏观世界是成立。

贝尔不等式成立只适应于宏观世界，贝尔不等式不成立只适用微观（量子）世界，这是两个不同的范围。

第四，有人说“贝尔不等式”诞生，证明爱因斯坦错了，这里的错，指得是与玻尔关于“量子力学是不是完备的”争论中，爱因斯坦的看法是错的，并不是说爱因斯坦的“相对论”、“光量子论”错了，这一点我们要弄清楚。

不要以为三位科学家，用纠缠光子验证了量子不遵循贝尔不等式，就认为爱因斯坦错了。爱因斯坦的的“光量子论”革命性意义，在于他不仅揭示光子的波粒二象性，更为重要的是揭示了所有微观粒子也具有波粒二象性，他在量子力学的形成和发展过程中起到了承前启后的重要作用。这也是不可否认的事实。

第五，怎样看待三位科学家通过实验证实量子纠缠的真实性。

简单来说，量子纠缠它是一种只发生在量子系统中的现象。在两个或者两个以上粒子组成的粒子系统中，即使这些粒子在空间中是相互分开的，它们也可以相互影响，当其中一个粒子发生了变化，另一个粒子也跟着发生变化。

这是一种误解。首先微观粒子具有波动二象性，以叠加态的形式呈现。因此，量子纠缠不是两个粒子，而是一个，是波动性和微粒性的纠缠，是粒子运动时的变化状态。

这就如一枚硬币。

图A这是一枚2004年的一元硬币

这枚硬币具有正面和反面，就像一个粒子具有波动性和微粒性一样，也以叠加态的形式呈现。

这枚硬币，现在的状态是正面朝上，我们看到它是一枚2004年的一元硬币。

假如，现在我转动这枚硬币，那么它就运动起来了，快速地旋转着，在这种状态下，你说它是正面朝上呢，还是反面朝上，我们不知道。但是，有一点很重要，就是旋转的硬币是以叠加态的形式呈现的。

量子纠缠与此情形类似，它是单个粒子运动时呈现出来的状态，而且如同旋转的硬币一样是以叠加态的形式运动着的，因此，它不是一个粒子发生了变化，另一个粒子也跟着发生变化，而是粒子的波动性和微粒性一起在变化，因为它们是一体两面，没有距离，哪来的超距作用。

当我转动的这枚硬币停下来的时候，它会出现两种可能，它可能是正面朝上，如下图的样子：

图B

它也可能是反面朝上，如下图的样子：

图C

假如说硬币停止转动倒在地上，此时，硬币就出现两种状态：图A和图B，或图A和图C。

图A和图B，或图A和图C，都是两种不同的状态。

由于图A和图C，一个是正面，一个是反面，因此，说图A和图C是两种不同的状态，这容易理解；但是，说图A和图B也是两种不同的状态，这似乎难以理解，它们都是正面朝上，怎么会是两个不同的状态呢？

不错，虽然都是正面朝上，但是图B，是硬币旋转后的形态，时间、位置都发生了变化，因此，图A和图B也是两种不同的状态。

实际上粒子在运动后也如同硬币一样，也会出现这样的两种形态，而我们误以为这两种形态是两个不同的粒子，一个发生变化，立刻影响到另一个，好似其间的空间根本不存在一样。其实，这只是一种误解。

而这种误解，使人们用量子纠缠解释“心灵感应”，甚至认为量子纠缠证实了灵魂在这个世界上真实的存在，等等，使科学陷入神学的泥潭。这才是我们应当警惕的！