2022年诺贝尔物理学奖于10月4日在瑞典重磅揭晓，三位科学家分享了1000万瑞典克朗（约合90万美元）的奖金，可谓名利双收。他们的大名为：法国科学家阿斯派克特、美国科学家约翰·F·克劳斯和奥地利科学家安东·蔡林格。
他们获奖的科学成果，是量子纠缠理论和应用的研究，官方的说法是“通过光量子纠缠实验，确定贝尔不等式在量子世界里不成立，并开创了量子信息的科学”。不少人对他们获得诺奖不理解，有如下一些疑问：
1、量子纠缠已经“纠缠”了近一个世纪了，似乎早有定论，为啥现在还能够获奖？
2、贝尔不等式是判定量子理论是否存在完备局域隐变量的问题，也似乎早有定论，为啥到现在再次提出？
3、据中国媒体有关报道，潘建伟才是“量子之父”，而且依靠量子纠缠理论将量子通讯做得风生水起，走在世界前列，为啥诺奖却与他无缘，花落旁家？
现在，我们就通过解答这几个问题，对这次诺奖物理奖作一个全面解读。
量子力学发展简史与“哥本哈根诠释”之争十九世纪末二十世纪初，物理学发展出现了瓶颈。主要出现了两大问题，被称为“两朵乌云”：一朵是迈克尔逊通过实验，否定了“以太”的存在；另一朵是黑体辐射的“紫外灾难”。
一直以来，人们认为，光（电磁波）的传播都是依靠“以太”为媒介，迈克尔逊的实验证明了“以太”不存在，那么光是通过什么来传播的呢？而所谓“紫外灾难”则是采用经典的瑞利-金斯定律计算黑体辐射强度，与实验数据无法吻合。
这些常人看起来有些莫名其妙事不关己的一些事件，在当时的科学界引起了恐慌，难道过去的理论都错了，那么人类将怎样认识这个世界？许多科学家穷尽经典的方法做各种实验，都无法找到答案，由此迷茫和悲观笼罩在科学界。
这时出现了两位奇人，一位叫马克斯·普朗克，一位叫阿尔伯特·爱因斯坦。
1900年，普朗克提出辐射量子假设，假定电磁场和物质交换能量不是连续的，而是以间断形式一份一份发出的，并创建了普朗克常数和普朗克公式，正确解释了黑体辐射的能量分布问题，从而让一朵乌云消散了。
1905年，爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》的论文，提出了光量子假说，成功揭示了光电效应，创立了狭义相对论，让另一朵乌云消散。
从此，一门新兴的科学诞生了，这就是量子力学，是物理学的一个分支~专门研究亚原子及其以下粒子微观世界运动规律的科学。因此，普朗克和爱因斯坦是量子力学的开山鼻祖。尤其是爱因斯坦，涵盖了现代物理学最重要的两块基石~相对论和量子力学的奠基人。
量子力学兴起后，看似解决了过去的几朵乌云，但更多的乌云出现了。人们发现，量子微观世界有许多奇异现象，违反直觉且无法用常规逻辑去解释，如诡异的双缝干涉实验、量子纠缠、不确定性原理、叠加态和本征态坍缩等等，这些都无法用常规物理学解释，也与相对论不相容。
由此，在物理学界形成了两种看法和派别，一种是以爱因斯坦为首的经典学派，认为量子力学这些鬼魅现象只是由于还没弄清其内在规律，里面存在着所谓局域性隐变量，只要弄清了这些局域性隐变量，就能够弄清其内在机理，让量子运动变得可预测。
而另一派认为，所谓局域性隐变量根本不存在，量子世界与宏观世界截然不同，有其自己的特殊运动规律，并创立了一系列理论来解释这些现象。这帮科学家以波尔、海森堡、泡利、狄拉克等科学家为代表，他们创立的理论因为是在奥地利首都哥本哈根形成的，因此被人们称为“哥本哈根诠释”，这些科学家被称为“哥本哈根学派”。
哥本哈根诠释的主要理论有：1、量子态只能用波函数完整表述，这种描述是概率性的，一个事件的概率是波函数的绝对值平方；2、在量子系统里无法同时确定一个粒子的位置和动量，具有不确定性原理；3、物质具有波粒二象性，即粒子行为或波动行为，在一个实验中只能展现出其中一种行为，不能同时展出两种行为；4、量子行为只出现在量子世界。
为了驳斥“哥本哈根诠释”，爱因斯坦、罗森、波多尔斯等科学家合作发表了一篇论文，叫《物理实在的量子力学描述能否被认为是完备的？》，三人名字头一个字母分别为E、P、R，人们就把他们在论文中提出的问题称为“EPR佯谬”。
爱因斯坦将自己的观点通俗描述为：上帝是不会掷骰子的！而波尔等哥本哈根派却不以为然：谁知道呢？
这篇论文被认为是掀起量子力学这场旷日持久的世纪之争的最早号角，作为量子力学最早奠基人之一的爱因斯坦，自然不是反对量子力学本身，只是试图通过一个思想实验，论证量子力学的不完备性。这篇论文引起了一大批物理学家们探讨量子力学的浓厚兴趣，客观上大大推动了量子力学研究的发展，也算一大贡献吧。
先后响应“EPR佯谬”的著名科学家有薛定谔和贝尔，薛定谔设计了一只“猫”的思想实验，被称为薛定谔的猫，就是利用宏观现象讽刺量子力学测不准定律的荒谬；贝尔提出了贝尔不等式，就是为了证明量子力学的不完备，存在局域隐变量。
后来的研究发展，没有给爱因斯坦等人“面子”，最终的结论是他们错了。在长期的争论中，“哥本哈根诠释”渐渐成为量子力学的正统理论，被世界所公认。但这种公认是渐渐形成的，并没有一个明确的判定。
这次诺奖，实际上给了量子力学世纪之争一个明确的裁决量子纠缠，简单地说，就是在物质的微观世界有一种奇妙的现象，这种现象只发生在亚原子世界，不会在宏观世界出现。具体说，就是2个或一群粒子，彼此相互作用后就会产生一种集体特性，这时就无法单独描述某个粒子的性质，这就叫量子纠缠。
这种纠缠着的粒子无论将其分开多远，都还保持着这种性质，根据量子力学的测不准定律，测量某个粒子时这个粒子的运动特性必然发生变化，而分开遥远的那个纠缠着的粒子也会瞬间同时发生变化，这种超越光速无数倍的瞬时传递，被爱因斯坦称为鬼魅般的超距作用。
这种诡异的超距互动，被认为是量子理论中最具代表性的问题，从爱因斯坦等科学家1935年提出“EPR佯谬”开始，一直就有科学家在研究这种现象，因此可以说研究近百年了，不过一直没有什么突破。
爱因斯坦1955年逝世后，这些争论依然还在继续，没有分出胜负。约翰·贝尔是站在爱因斯坦一边的，为了终结这个旷日持久的争论，贝尔设计了一个“贝尔不等式”，如果成立，就说明量子世界是存在局域隐变量的。
简单地说，贝尔不等式就是针对EPR思想实验，假设测量相互纠缠的两个粒子分别沿着不同轴向自旋，定性的给出其中差别，做实验应该测出这种差别，从而就能够得出量子力学是不完备的，其中存在局域隐变量。
但所有的实验表明，贝尔不等式不成立，因此实际上是贝尔的理论终结了爱因斯坦派的质疑，反证了“哥本哈根派”的胜出，宣布了爱因斯坦派的落败。而这次获得物理诺奖的三位科学家，就是率先和最终验证了贝尔不等式不成立的重要人物。
早在1972年，约翰·克劳泽就与另一位叫斯达特·弗里曼的科学家率先完成了贝尔不等式实验；1982年，阿兰·阿斯佩进一步验证了这个实验。他们得到的结果共同表明，量子纠缠完全符合量子力学的预测，而不符合定域性隐变量理论预测。
但贝尔实验到这里并没有结束，实验存在着一些漏洞，阿斯佩的实验关闭了约翰实验的一些漏洞，但还是有一些细微漏洞影响了实验的精确性，无法得到科学界的广泛认同。最终，安东·蔡林格似乎最大限度解决了这些漏洞，让实验得到圆满验证。
非但如此，安东·蔡林格还开始将纠缠的量子态用于实践，包括量子密集编码、隐形传态、纠缠交换、纠缠纯化、远距离量子通信、光量子计算和基于纠缠的成像等等，并在1997年首次实现量子隐形传态的实验，被科学界公认为量子信息实验研究的开山之作。
我们来总结一下，这次获得诺贝尔物理奖的三位科学家的最大贡献，是将爱因斯坦和哥本哈根派有关量子局域隐变量之争做了一个终结，虽然这个争论早在几十年前就已经渐渐明了，爱因斯坦落败，哥本哈根派胜出，但以诺奖的崇高地位，给了这种争论一个正式结论。
而这三位科学家的研究成果也并非是现在做出的，而是经历了半个世纪的耕耘和检验，由此也显示出科学的严谨性，以及诺奖评选的郑重性与经得起历史检验性。诺奖不愧为一个世界顶级大奖，它不会漏掉一个引领世界前行的科学，而评出的奖项也必将给人类未来带来新的变化。
量子纠缠理论的应用就是如此，由此引申出来的量子计算机和量子通讯，以及未来可能出现更多的量子化世界，可能会完全改变人类未来的走向，其意义是历史性的，甚至是无法估量的。
现在来说说潘建伟为啥没能获诺奖的问题有关潘建伟在量子通信领域的贡献，网络上历来有争议。科学科普界主流对潘建伟的成就和贡献一直持肯定态度，时空通讯也是如此，对潘建伟院士的成就非常推崇，因为这是中国为数不多真正走在世界前沿的科学技术。
也有一些人在不断质疑潘建伟的量子通信，这些人中还有一些所谓“专家教授”，他们认为量子通信就是个噱头，甚至是骗术，欺骗世人和骗取经费。对于这些议论我历来是反对的，并且多次以文驳斥。
但有些人和媒体，称潘建伟为“量子通信之父”，甚至“量子之父”，扬言其必然是未来的诺奖得主。对此，我是不太认同的，觉得有些过了，是一种无限拔高。早在2019年，我就发过一篇文章，题为《潘建伟在量子通信领域取得举世瞩目成就，为啥与诺贝尔奖无缘呢？》，阐述了这个问题。
量子力学作为物理学的一个重要分支，已经创立和发展有一百多年了，如果要说“量子之父”，有一大批大师级科学家能够与这个称号挨边，如爱因斯坦、普朗克、波尔、波恩、狄拉克、海森堡、泡利、薛定谔等等，这些大师从理论基础上对量子力学的建立作出了巨大贡献。
如果说“量子通信之父”，这次的物理诺奖得主大概可以称得上这个称号，他们研究量子纠缠问题也是数十年了，并由此开创出了量子信息这门科学。而潘建伟的研究项目和成果，正是基于这些理论基础上进行的，是在量子力学基础理论上的应用和开发。
尤其是安东·蔡林格，这是一位对潘建伟来说有特别意义的人物。1996年到2001年，潘建伟在奥地利攻读博士和从事博士后研究期间，师从蔡林格，并参与了蔡林格的一系列量子纠缠理论的研究和实验，可以说潘建伟既从蔡林格那里得到了学习和提升，也作为助手参与了蔡林格一些科研成果的形成。
而蔡林格从1983年起，就与中国科学院和工程院等机构保持着长期沟通和交流，尽其所能为中国学者参与国际交流与合作创造条件。他和其团队还参与了中科院主导的“墨子号”卫星的洲际量子通信实验，在国际上首次实现北京-维也纳两地量子保密通信，这个成果入选2018年度国际物理学十大进展。
因此，在量子通信的理论和实践上，是潘建伟的老师蔡林格才具有首创原创成果，潘建伟更多的只是在复制基础上的创新。比如第一次实现多于两个光子纠缠态实验就是其老师团队在维也纳开展的，潘建伟虽然也在其中，但只是参与而非主创。
后来潘建伟在国内也实现了多光子纠缠，在量子通信领域取得了一些国际领先的成就，但距诺奖要求的原创性和基础性还是有差距的，与“量子之父”或“量子通信之父”就更挂不上号了。
虽然如此，潘建伟在量子通信领域做出的卓越贡献还是毋庸置疑的，因此，他除了得到国内众多重量级大奖外，也曾获得许多国外有影响的科学奖项，如奥地利科学院施密德奖、欧盟玛丽·居里杰出研究奖、德国洪堡基金索菲亚奖、欧洲物理学会菲涅尔奖等。
我期盼这次物理诺奖的成果能够迅速结出更多的文明硕果，也期盼潘建伟院士及其团队能够创造更多奇迹，取得真正诺奖级成就。对此，各位怎么看？欢迎讨论。
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