作者｜周超臣
頭圖｜視覺中國2022年諾貝爾物理學獎揭曉。
北京時間10月4日17:45，在瑞典首都斯德哥爾摩，瑞典皇家科學院宣佈，將2022年諾貝爾物理學獎授予法國物理學家阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、美國理論和實驗物理學家約翰·弗朗西斯·克勞澤（John F. Clauser） 和奧地利科學家安東·塞林格（Anton Zeilinger），以表彰他們在量子信息科學研究方面作出的貢獻——Alain Aspect、John Clauser和Anton Zeilinger各自使用糾纏量子態進行了開創性實驗，其中兩個粒子即使在分離時也表現得像一個單元，他們的結果為基於量子信息的新技術掃清了道路。
獲獎者將獲得一份證書、金質獎章和獎金。2022年諾貝爾獎各個獎項的獎金是1000萬瑞典克朗，按照當前匯率，約合650萬元人民幣。三位科學家將平分這1000萬瑞典克朗。從2020年開始，獎金從900萬瑞典克朗提升到1000萬瑞典克朗，可能主要是為了應對通貨膨脹。
對於三位的獲獎，諾貝爾物理學委員會主席Anders Irbäck説：“越來越清楚的是，一種新型的量子技術正在出現。我們可以看到，獲獎者在糾纏態方面的工作非常重要，甚至超出了關於量子力學解釋的基本問題。”
這三位物理學家開創了早期實驗，表明量子粒子可以相互聯繫或糾纏，這樣一個隨機行為與其他人的行為之間的聯繫比直覺上可能的要強得多。1960年代，約翰·斯圖爾特·貝爾提出了以他的名字命名的數學不等式。1972年，約翰·克勞澤與史達特·弗利曼（Stuart Freedman）首先完成了檢試貝爾不等式的實驗。1982年，阿蘭·阿斯佩的博士論文以這種檢試實驗為題目。他們得到的實驗結果符合量子力學的預測，不符合定域性隱變量理論的預測，因此證實定域性隱變量理論不成立。
用貝爾不等式進行實驗，圖片© Johan Jarnestad/瑞典皇家科學院
值得一提的是，上述三位獲獎者是2021年諾貝爾物理學獎的最大熱門。
不過去年諾貝爾物理學獎最終頒給了意大利科學家喬治·帕裏西（Giorgio Parisi ）、美國科學家真鍋淑郎（Syukuro Manabe）和德國科學家克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann），“以表彰他們為我們理解複雜物理系統所作出的開創性貢獻”。其中，一半獎金聯合授予了真鍋淑郎與克勞斯·哈塞爾曼，“以表彰他們在對地球氣候進行物理建模、量化全球變暖預測的變異性和可靠性方面的貢獻”。從地球近年尤其是今年遭受的極端天氣越來越多、越來越嚴重來看，這個頒獎實至名歸。
跟那些諾貝爾獎的長期陪跑者相比，去年遺憾沒獲獎的三位熱門科學家是幸運的，這份遺憾只維持了一年。可能正應了那句老話：“遇事不決，量子力學”。他們可以被稱為是“微觀世界的魔術師”。
量子力學的影響不可言喻，被應用於包括量子計算機、量子網絡和量子加密通信等。這一發展的一個關鍵因素是量子力學如何允許兩個或多個粒子以所謂的糾纏態存在。糾纏對中的一個粒子發生的事情決定了另一個粒子發生的事情，即使它們相距很遠——2017年6月16日，量子科學實驗衞星墨子號首先成功實現，兩個量子糾纏光子被分發到相距超過1200公里的距離後，仍可繼續保持其量子糾纏的狀態。
量子糾纏，圖片© Johan Jarnestad/瑞典皇家科學院
另外，這三位科學家曾在2010年共同獲得了沃爾夫物理學獎，以表彰他們在量子糾纏領域的成就，為量子通信和量子計算等量子信息技術建立了基礎。
阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）
當地時間2013年10月7日，丹麥哥本哈根，法國物理學家阿蘭·阿斯佩站在丹麥女王瑪格麗特旁邊。阿蘭·阿斯佩榮獲2022年諾貝爾物理學獎。圖片：視覺中國
阿斯佩於1947年6月出生在法國西南部阿基坦地區的阿根鎮，畢業於法國的一所地區性大學奧賽大學（Université d’Orsay）。1983年，獲得奧賽大學博士學位。目前，阿斯佩是巴黎著名的國家科學研究中心（CNRS）的研究主任、在Institut d'Optique擔任 Augustin Fresnel 主席，同時也是巴黎ÉcolePolytechnique的教授。曾獲得了2010年沃爾夫物理獎、2012年的愛因斯坦獎章等榮譽獎勵。
2015年，他被選為英國皇家學會外籍會員時，英國皇家學會稱他在量子光學和原子物理學方面的基礎實驗方面做出了突出貢獻，是第一個在實驗演示中排除測量站之間的超光速通信，讓量子力學使可分離的隱變量理論失效，也是第一個在實驗上演示了單光子的波粒二象性的科學家。他與人共同發明了速度選擇性相干羣體捕獲技術，是第一個在相同條件下比較費米子和玻色子的 Hanbury Brown-Twiss 相關性，並且首次證明了在超冷原子系統中的安德森定域化。他的實驗闡明瞭單光子，光子對和原子的量子力學行為的基本方面。
約翰·弗朗西斯·克勞澤（John F. Clauser）
當地時間2022年10月4日，美國加州，約翰·弗朗西斯·克勞澤打電話。當日，約翰·弗朗西斯·克勞澤與另外兩位科學家榮獲2022年諾貝爾物理學獎。圖片：視覺中國
克勞澤於1942年出生於加利福尼亞州帕薩迪納市。1964年，獲得了加州理工學院物理學學士學位，兩年後獲得物理學碩士學位，1969年獲得了哥倫比亞大學物理學博士學位。1972年，他與Stuart Freedman合作，對CHSH-Bell定理預測進行了第一次實驗測試。這是世界上第一次觀察到量子糾纏，也是第一次對違反貝爾不等式的實驗觀察。
安東·塞林格（Anton Zeilinger）
當地時間2013年5月3日，奧地利維也納，奧地利量子力學物理學家安東·塞林格在維也納歌劇舞會上。瑞典皇家科學院於2022年10月4日決定將2022年諾貝爾物理學獎授予安東·塞林格和其他兩位量子力學科學家。圖片：視覺中國
塞林格於1945年出生於奧地利，1971年在維也納大學獲得博士學位。目前擔任維也納大學物理學名譽教授，奧地利科學院量子光學與量子信息研究所高級科學家。他也曾任奧地利物理學會主席，現任奧地利科學院院長。他是一位量子物理學家，對量子物理學基礎概念和實驗方面做出了開創性的貢獻，這些業已成為快速發展的量子信息領域的基石。
截至2022年，諾貝爾物理學獎已頒發過116次，其中，47次為單獨獲獎者，32次為兩人共享，37次為三人共享。另外，第一次世界大戰（1914~1918）和第二次世界大戰（1939~1945）期間，在1916年、1931年、1934年、1940年、1941年、1942年等六年裏沒有頒發諾貝爾物理學獎。
從1901年到2022年，諾貝爾物理學獎共授予了222位諾貝爾獎獲得者。但由於約翰·巴丁曾在1956年和1972年兩次獲得諾貝爾物理學獎，所以實際獲得諾貝爾物理學獎的共221人，其中女性獲獎者只有4位。
最後附上過去十年（2012~2021）諾貝爾物理學獎得主及獲獎理由
2021年——諾貝爾物理學獎被授予三位科學家，分別是真鍋淑郎(Syukuro Manabe)、克勞斯·哈塞爾曼(Klaus Hasselmann)和喬治·帕裏西(Giorgio Parisi)，以表彰他們“對於我們對複雜物理系統的理解”所做的開創性貢獻。
2020年——諾貝爾物理學獎頒發給了三位獲獎者，因為“他們發現了宇宙中最奇異的現象之一——黑洞”。英國科學家羅傑彭羅斯因證明黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結果而獲獎；德國科學家賴因哈德根策爾和美國科學家安德烈婭蓋茲因在銀河系中央發現超大質量天體而獲獎。
2019年——“因在我們理解宇宙演化和地球在宇宙中位置的貢獻”，諾貝爾物理學獎被授予兩個領域的科學家：加拿大裔美國科學家詹姆斯皮布爾斯的獲獎理由是他在物理宇宙學領域的理論性發現；而瑞士科學家米歇爾馬約爾與瑞士科學家迪迪埃奎洛茲則因“發現了圍繞其他類太陽恆星運行的系外行星”獲獎。
2018年——因在激光物理學領域的突破性發明，諾貝爾物理學獎被授予發明光鑷的美國貝爾實驗室科學家阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin），與發明啁啾脈衝放大技術（CPA）的法國巴黎綜合理工學院科學家熱拉爾·穆魯（Gérard Mourou）和加拿大滑鐵盧大學科學家唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland）。
2017年——因對LIGO探測器（激光干涉引力波天文台）和引力波探測的決定性貢獻，美國科學家雷納·韋斯、巴里·巴里什和基普·索恩被授予2017年諾貝爾物理學獎。
2016年——因在理論上發現了物質的拓撲相變和拓撲相而榮獲該獎項，英國科學家大衞索利斯、鄧肯霍爾丹和邁克爾科斯特利茨被授予2016年諾貝爾物理學獎。
2015年——因發現中微子振盪，證明中微子有質量，日本科學家梶田隆章和加拿大科學家亞瑟麥克唐納共同獲諾貝爾物理學獎。
2014年——諾貝爾物理學獎得主是日本科學家赤崎勇、日裔美國科學家中村修二及日本科學家天野浩。他們開發了藍色發光二極管(LED)，使節電的高亮度照明器材成為可能，極大改變了人們的生活。
2013年——諾貝爾物理學獎被授予比利時理論物理學者弗朗索瓦恩格勒和英國理論物理學家彼得希格斯，兩人因預測被稱為“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在而獲獎。
2012年——諾貝爾物理學獎由法國科學家塞爾日阿羅什與美國科學家大衞維因蘭德獲得，兩位物理學家因為在量子光學領域對光與物質間的密切關係和相互作用的研究而獲得表彰。
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