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灣區物理學家克勞澤獲諾貝爾獎 曾害怕量子力學「重讀3次才拿B」

榮獲今年諾貝爾物理學獎的克勞澤4日在灣區核桃溪家中接聽祝賀電話。(美聯社)
榮獲今年諾貝爾物理學獎的克勞澤4日在灣區核桃溪家中接聽祝賀電話。(美聯社)

瑞典皇家科學院諾貝爾物理學委員會4日宣布今年物理學獎得主,由灣區物理學家克勞澤(John Clauser)與追隨其研究腳步的法國物理學家阿斯佩(Alain Aspect)和奧地利物理學家賽林格(Anton Zeilinger)共同獲獎。

現年79歲的克勞澤1972年在柏克萊加大開啟一項開創性的量子糾纏(quantum entanglement)實驗,證明了即使相隔數十億光年的次原子粒子(subatomic particle)也可互相連接。這項發現讓克勞澤4日獲得了諾貝爾物理學獎。

諾貝爾委員會表示,這一發現現在已是量子力學(quantum mechanics)的核心概念,可以透過所謂的量子遙傳(quantum teleportation)徹底改變電腦運算、密碼學和資訊傳送方式。

瑞典皇家科學院諾貝爾物理學委員會4日宣布今年物理學獎三名得主。(美聯社)
瑞典皇家科學院諾貝爾物理學委員會4日宣布今年物理學獎三名得主。(美聯社)

熱愛開遊艇在金山灣航行 得知得獎當下沒穿褲

已經退休的克勞澤現在經常駕駛著他40呎長的遊艇Bodacious在舊金山灣中航行,他稱舊金山灣是「世界上最適合航行的地方」。

克勞澤4日對聖荷西信使報(Mercury News)表示,他對凌晨3時來自斯德哥爾摩的消息和海嘯般的祝賀電話感到非常興奮。他開玩笑說:「我花了一個多小時才把褲子穿上。」

歸功父親讓他渴望學習 回到原始數據找答案

克勞澤出生於1943年,在巴爾的摩郊區長大,父親是約翰霍普金斯大學航空系的創系人。克勞澤表示,他對電子領域的熱愛,要歸功於父親。在美國物理學研究院(American Physics Institute)提供的一段錄音中,克勞澤表示,當別人都在做家庭作業時,他大多在實驗室裡閒逛,仔細端詳所有的設備。

克勞澤回憶:「我的父親是我整個成長歲月裡一位了不起的老師,我每次問他問題,他一定有答案,而且還會詳細回答讓我能夠了解。我的意思是,他沒有強迫我學習,但他的做法讓我渴望學習。」

克勞澤於1960年代來到加州,就讀加州理工學院(California Institute of Technology)物理系,後來在哥倫比亞大學獲得博士學位。高級量子力學研究最初讓他望而生畏,因為不了解它的數學操作,他重讀了三次,才拿到最低要求分數B過關。

克勞澤說:「父親總是說:『兒子,看清楚數據。人們有許多奇怪的理論,但總是會回到原始數據,看看是否能得出相同的結論。』每當我這麼做時,我都會得到非常不同的結論。」

研究量子糾纏 一開始被當瘋子

這種研究態度為克勞澤開闢出一條通往諾貝爾獎的道路。在柏克萊加大工作期間,他偶然被北愛爾蘭物理學家貝爾(John Stewart Bell)提出的一個理論所吸引,這個理論探討奇怪的糾纏作用對光子的行為和現實的基本性質有何影響。

為驗證貝爾的理論,克勞澤在勞倫斯柏克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)裡翻找出舊設備來設計他想進行的實驗。他回憶,當時許多同行都覺得他瘋了,認為他把時間浪費在一個哲學問題上。

在柏克萊加大Birge Hall地下室裡,克勞澤和已故基礎物理學家佛萊德曼(Stuart Freedman)一起進行了一項實驗,透過往相反方向發射數千個光子來測量量子糾纏,發現光子可以進行協同作用。

勞倫斯柏克萊國家實驗室主任威瑟雷爾(Mike Witherell)表示,這項實驗的概念在當時實在太新了,以致完全被低估,一直到十多年後,物理學家們才開始意識到如何利用量子糾纏,才因此創造出新的量子時代。

因為當不上教授,克勞澤改到勞倫斯柏克萊國家實驗室進行離子物理實驗,後來因為拒絕從事機密工作而離職。

克勞澤的見解是當今量子密碼學的科學基礎,它利用量子力學的特性讓駭客無法入侵數據庫。克勞澤表示,量子糾纏具有如此強大的商業價值在當時完全不可想像。

柏克萊加大 諾貝爾獎 加州

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