如何看待北大物理學院王國文認為潘建偉的量子物理基礎理論錯誤,實驗全盤造假?
具體實名發表的文章: http://m.kdnet.net/share-10645022.html
不用一個希臘字母就能夠討論出這麼一個複雜問題,我服。
謝邀。參見我的文章《你見到的否定量子通信的說法,為什麼是錯的?》知乎專欄,其中與這個問題相關的部分如下。
問:王國文的《掃謊打非:敦促潘建偉院士走出迷途》說量子通信的原理是錯的,潘建偉是騙子?
答:王國文的文章故作高深,實際是在沒有給出任何實驗證據的情況下,單憑自己的主觀臆斷就否認學術界公認的量子力學原理。科學有理不在聲高,而在實驗證據。像他這樣自說自話重複上一萬遍,也不會對學術界有任何影響。九、量子力學原理是無稽之談?
這方面的典型代表是北京大學物理學院退休教師王國文,他的一篇文章《掃謊打非:敦促潘建偉院士走出迷途》(科學網—掃謊打非:敦促潘建偉院士走出迷途)最近被到處傳。這標題就充滿了大字報風格,更滑稽的是還發在科學網博客上……我們來看他說了些什麼吧:
筆者與量子打交道久長(一甲子),對量子真相探究的昔今情況比較了解,包括哲學、數學、理論和實驗方面。自己漫長從容的探索也有所收穫,結果可以說,還是擁護愛因斯坦、玻爾、德布羅意、薛定諤、海森伯、狄拉克、玻恩、蓋爾曼、溫伯格等不承認有鬼魅隔空作用。說隔空作用存在,愛因斯坦錯了,細查並無確實的實驗根據。如今,眼看量子物理被曲解,科學精神被罔顧,良知被泯滅,納稅人的辛苦錢被糟蹋,有些想法越來越覺得不得不說。從物理理論和實驗兩方面考察,有足夠理由認為:所謂的非定域關聯(非定域性,隔空鬼魅作用)——「當測量一個粒子時,另一個與之關聯的粒子會瞬時改變狀態,無論它們相距多麼遙遠。」——純屬謊言,因而所謂「量子隱形傳態可用於大容量、原則上不可破譯(萬無一失)的保密通信,也是量子計算的基礎。」是無稽之談。簡而言之,量子隔空傳輸是巫術,多光子量子隔空傳輸是魔術加巫術。相信這個斷言絕對經得起歷史的檢驗,無後顧之憂,無需說等著瞧。因此,對潘建偉學術工作的評價概括為:依據的理論(teleportation理論)——荒謬絕倫,實驗的路線——胡作非為,所謂的結論——肆意編造,所做的驗證——虛偽假冒,所稱的應用——畫餅充饑。
一般人可能看不懂他在說什麼,只知道他在憤怒地聲討潘建偉。物理專業的人明白,他是在說量子糾纏不存在。但是,量子糾纏是一個有許多實驗證據、學術界普遍接受的現象!如前所述,量子力學好比微觀世界運行的一本操作手冊,包括我在內,全世界有數以百萬計的科技人員熟悉這本操作手冊。王國文完全沒有給出任何實驗證據,單憑嘴上翻來覆去地說,這不會對學術界的共識有任何影響。
王國文在做出一個毫無實驗支撐的斷言之後,還繼續用大話空話給自己打氣:「相信這個斷言絕對經得起歷史的檢驗,無後顧之憂,無需說等著瞧。」這是很可笑的做法,好比在萊特兄弟發明飛機之後,還在反覆聲明「用比空氣重的材料不可能造出能飛的機器」。即使重複次數再多,嗓門再大,詐唬住的外行再多,難道就「絕對經得起歷史的檢驗」了嗎?
萊特兄弟的飛機
王國文此文還引用了許多網民言論批判潘建偉,作為對自己的支持:
網民曾怒斥潘建偉團隊的八達嶺-懷來的和青海湖上的光子隔空傳輸實驗:「真夠不可思議的了」,「夢想中的夢想,而且是白日做夢。」,「原理還沒清楚就開始吹快要實際應用了」,「這也敢拿出來,你真以為人都傻了嗎?」,「把科幻電影的劇情發到學術刊物上了?」,「假的,不可能。」,「偽科學」,「忽悠,接著忽悠。」,「國產零零七」,「騙子漫天飛,這年頭兒。」,「劉謙的魔術」,「張宏寶第二」,「這項成果可以獲得諾貝爾吹牛獎」,「中國又開始出新的氣功大師了」,「科學家都快等價於巫師了」,「我寧可相信河南有虎,這個決不信」,「見鬼了吧」,「愚人節嗎?」,「什麼是扯蛋?這就是扯蛋!」,「想圈錢?」,「國家應該立案嚴查,絕不能讓這些騙子得逞。」,「一派胡言」,「沒出成果別亂吹」,「畝產萬斤,畫大餅,炒作。」,「看來小潘是孫悟空再世了」,「跟在教堂聽的感覺差不多」,「讓我覺得他就是喜歡吹牛的大忽悠」。他們像一群嚷嚷皇帝沒有穿新衣服的孩子,反映華夏子民的正義感和智慧。
請問,網民的話什麼時候可以用來判斷科學問題了?!還「反映華夏子民的正義感和智慧」?!這像是一個大學教師說的話嗎?
在這裡,應該強調一個科學規範的問題。學術界通行的討論方式,是在經過同行評議的雜誌上發表文章。曹正軍和王國文等人雖然具有學術身份,但是如果不在正規科學期刊上發表文章,他們的觀點就不會進入科學共同體的科學探討。在網路上發表文章的做法,說到底與民科差不多,只能影響輿論,不能影響科研。如果量子通信工作者對這些無理攪三分的質疑都要回應,那他們哪還有時間做研究?對科學問題,只有符合學術規範的質疑才值得認真對待。
普通人往往對科學界有一種陰謀論的想像,一群人共謀隱藏真相,只有少數正直的人站出來揭穿他們。這種圖像不符合人性,因為指出錯誤的收穫太大了。要給出多大的利益,才能讓這麼多人共謀呢?推翻一個學科是一種巨大的學術成果,如果可行的話,早就有許多科學家去做了,可以名利雙收。他們為什麼不做?因為推翻不了。
量子通信的研究者們是一個開放、公開、遍布全球、互相監督的團體,不是某些人想像中的陰謀集團。應該把科學家理解為正常人,而不是陰謀家。外行犯這種錯誤,還可以理解。王國文這樣的大學教師犯這種錯誤,就太不應該了。
潘建偉算什麼,這貨否定了貝爾不等式... ...
科學網—貝爾不等式的謬誤與禍害(新版)貝爾不等式的謬誤與禍害(新版)
——兼評「世界首顆量子科學實驗衛星」
[摘要]此文先論證貝爾不等式的謬誤,指出謬誤在於假設觀察量是潛變數的統計平均和用了經典概率函數,二者都是違反量子力學本身的。然後指出其一系列的禍害,包括對基礎科學的禍害及對經濟、教育和文化的禍害。有鑒於此,建議停止發射實際以進行量子隱形傳輸實驗為主旨的「量子科學實驗衛星」(所謂量子通信衛星),同時建議撤銷全盤皆錯的自然科學一等獎「多光子糾纏干涉度量學」。量子衛星工程看作是空間科學先導專項「十二五」決勝階段的關鍵,意義十分重大,然而這顆衛星只能在漆黑、伸手不見五指的晚上工作,在整個光路上哪裡有一點薄霧,有一點微光干擾都不行,還有不可避免的大氣湍流干擾,這樣的「通信衛星」完全是一個廢物,是不是?潘建偉擔心:「也許我們的項目將崩潰,從不工作。」此星預定7月下旬擇機發射,恐怕會栽在「首次,第一」的情結里。貝爾不等式導致量子糾纏的神奇隔空作用解釋和隔空傳輸巫術,因此有神話稱「當測量一個粒子時,另一個與之關聯的粒子會瞬時改變狀態,無論它們相距多麼遙遠」和「量子隱形傳態可用於大容量、原則上不可破譯(萬無一失)的保密通信,也是量子計算的基礎」,以致成就了一個影響極大的量子信息騙局和出現了不少嘩眾取寵的大新聞,還將有特大新聞。牛津大學歐文·馬羅尼博士的驚呼出現在2015年5月《自然》上:「物理學家花了大半個世紀從事欺騙的行當」,顯然,量子隱形傳輸和多光子糾纏是當前最具欺騙性的科技,前者是巫術,後者是魔術。除開量子加密,量子通信還是一個玄虛概念,請他們用量子隔空傳輸技術傳送一條簡單信息「您好」試試,決不可能傳送成功,這不是技術問題,而是原則上無可能性,所謂的可能性是某些物理學家在理論上「解釋」出來的和在實驗上「造假」出來的。美國的教訓值得吸取,2003年美國空軍實驗研究所花2萬5千美元請人做了專項調研《隔空傳輸物理研究》,國防部不批准這種研究。2007年美國「先端情報研究計划行動」機構表示不再向量子計算、量子密碼分發提供資金。2015年美國國防部先進研究項目局終止原來支持量子計算研究的兩個項目:「量子糾纏科學和技術」和「量子信息科學」。他們這樣做不無道理,一個顯然原因是,曾花了大錢,實事一無所成,說不定在理論上也有所懷疑。他們為什麼不建量子通信幹線,不放量子通信衛星,因為這樣的事由市場決定,大公司去辦,不會去爭「第一,首先」。無需等量子力學詮釋戰亂結束,現在是揭穿這個打著量子力學原理旗號、以無限應用前景誘惑的騙局的時候了。建議舉辦一次香山科學會議來討論有關貝爾不等式的學術問題,相信眾多有識之士決不會容忍自然法則被曲解,真假被混淆,是非被顛倒,科學精神被罔顧,科學方法被摒棄,良知被泯滅,納稅人的辛苦錢被糟蹋。由非定域性倡導的量子革命神話已經破滅,對於下一代量子革命,看來首先還是要革量子物理學本身的命,雖然其量子力學部分的自洽性完美,成就輝煌。微觀粒子的波粒二象性是愛因斯坦提出來的,他不滿意波動性和粒子性的湊合,說:「我認為,理論物理髮展的下一階段將帶給我們一種能看作為波動說和發射說融合的光理論」。有了這樣的理論,自然,量子的衍射、干涉、隧穿和糾纏等都能獲得合理的解釋,應用得以進一步發展,到那時量子力學概論也可以進高中課堂。總之,儘管約翰·貝爾是一位誠實和高尚的科學家,但是貝爾不等式無科學意義,非定域性子虛烏有,除了他人用來自欺欺人或造假,無第二個用途。望我國的量子物理學家分辨真偽,認清方向,爭取在下一代量子革命中做出令世人刮目相看的貢獻,不要喪失已經來臨的大好機會。
內容目錄
一.動機二.貝爾不等式的由來和含義
三.貝爾不等式遭受的批評四.貝爾不等式的致命剋星——潛波變數
五.貝爾不等式的禍害1.「證明」量子糾纏的詭異性——非定域性
2.給多光子糾纏作偽證3.使科學與巫術聯姻
4.釀出那種狗皮不通的量子通信5.替「未知量子態不可克隆定理」作偽證
6.證偽實在論世界觀——唯物論世界觀7.對經濟、教育和文化的禍害
六.結束語——認清方向著力下一代量子革命一.動機
關於量子力學對物理實在的描述是否完備,愛因斯坦和玻爾爭論不休,他們分別於1955年和1962年先後去世,留下極為寶貴的遺產。兩位巨人誰對誰錯、誰贏誰輸至今仍頗受人們關注,當前輿論傾向於愛因斯坦錯了、輸了。約翰·貝爾1964年的文章「關於愛因斯坦-波多爾斯基-羅森佯謬」和後來對貝爾不等式的檢驗使愛因斯坦-玻爾思想爭論進入了一個新的階段。多半個世紀以來,科學實在論和因果律遭到了排斥,以致偽科學成為時髦和猖獗,物理學國際頂級期刊《物理評論快報》甚至拒絕刊登質疑非定域性的論文,曾有一位編輯回復作者稱:「我們的編輯方針是拒絕任何質疑非定域性的真實性的任何論文,不外送評審。」事實上,玻爾從未表示過對隔空作用的支持,只是認為愛因斯坦的「態」概念與量子力學中的態概念不同是EPR佯謬的來源,他說:「事實上這個佯謬能在量子力學形式體系中找到圓滿的解答,按照此體系,關於同這個物體曾接觸過的分離的那個物體,沒有「態」概念的任何明確使用被允許,直到涉及這個概念的定義的外部條件明確地被對這個從屬物體的進一步適當控制所確定。」這聽起來有點晦澀,現在可以把它換個說法,一對糾纏粒子,在糾纏期間,它們的態用粒子1、2編號,在分離之後,它們的態要改用粒子S1、S2編號,此時,如愛因斯坦所堅持的,「體系S2的實在狀況與我們對那個在空間上同它分開的體系S1所採取的行動無關。」不過愛因斯坦未區別這兩種編號,以致對量子力學不敢虔誠相信和發生誤解。科學有奧秘,但不神秘,是有路可循的,為正本清源,本人於2009年2月25日在科學網博客發布了文章「論愛因斯坦-玻爾爭論之癥結」,結論是,他們各自觀點中都包含著深奧真理成分。又於2009年11月17日發布文章「貝爾不等式的謬誤與禍害」。已過七年,貝爾不等式的謬誤更加明顯,禍害更加觸目驚心。值貝爾不等式50周年紀念之際,《Journal of Physics A》出了專刊,在其編輯部寫的前言中提到:「從這些論文中可以看出,關於貝爾的工作的假設和含義仍然在進行討論。」《自然》上也有評論文章「物理:貝爾定理餘音繞梁」,其中提到:「但是50年以來,量子關聯的實驗驗證仍然有『漏洞』,科學家和哲學家還在爭論這定理究竟說了些什麼。」因此,前述文章「貝爾不等式的謬誤與禍害」也需要更新,比如現在指出,「量子科學實驗衛星」工程的立論依據有問題和自然科學一等獎項「多光子糾纏度量學」全盤皆錯。
潘建偉早前介紹,這衛星有四個目的:(1)從衛星到地面的量子密鑰分發。(2)全球尺度的量子通信網路。(3)從衛星到兩個地面站的量子糾纏分發。(4)從地面到衛星量子隱形傳輸。衛星總指揮王建宇告訴記者,量子衛星需要完成三大任務:衛星和地面絕對安全量子密鑰分發、驗證空間貝爾不等式和實現地面與衛星之間隱形傳態。潘建偉稱:如果該衛星成功運行,中國將在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信,並結合地面已有的光纖量子通信網路,初步構建一個廣域量子通信體系。姜奇平(中國社會科學院信息化研究中心秘書長)在CCTV共10集的大型紀錄片《互聯網時代》第九集《世界(解說詞)》中提到:在中國科學院的實驗室里,已經看見眉目的量子通信研究,中國的科學家們也來到了潮頭,計劃在一年後發射的全球首顆量子通信衛星,意味著人類互聯網時代未來的傳輸速度將超過光速萬倍,且更為安全。
據最近介紹,量子科學實驗衛星專項將研製及發射1顆量子科學實驗衛星,建設以4個量子通信地面站和1個空間量子隱形傳態實驗站為核心的空間量子科學實驗系統。該衛星搭載量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏源、量子試驗控制與處理機等有效載荷,具備兩套獨立的有效載荷指向機構,通過姿控指向系統協同控制,可與地面上相距千公里量級的兩處光學站同時建立量子光鏈路。量子衛星發射後,天地一體化量子科學實驗系統將投入正式運行,完成包括星地高速量子密鑰分發、廣域量子通信網路、星地量子糾纏分發以及地星量子隱形傳態等多項科學實驗任務。
這個衛星預定在7月發射,不過,潘建偉對《自然》雜誌的採訪者說過:「我們有些時候想,也許我們的項目將崩潰,從不工作。該衛星將飛得那麼快(它繞地球軌道只需90分鐘),並會遇到[大氣]湍流等問題——如此的單光子光束會受到嚴重影響。此外,我們必須克服來自太陽光,月球和城市光的雜訊,這是比我們的單光子更強的背景噪音。」但是他還認為衛星應當及時發射。顯然,只能在漆黑、伸手不見五指的晚上工作,在整個光路上哪裡有一點薄霧,有一點微光干擾都不行,顯然,這樣的「通信衛星」完全是一個廢物,是不是?這是早就預料到的或應該預料到的,所以,所稱任務「從衛星到地面的量子密鑰分發和全球尺度的量子通信網路」是冒險和虛張聲勢。鑒於「當測量一個粒子時,另一個與之關聯的粒子會瞬時改變狀態,無論它們相距多麼遙遠」純屬謊言,因而所謂「量子隱形傳態可用於大容量、原則上不可破譯(萬無一失)的保密通信,也是量子計算的基礎」是無稽之談,所以任務:從衛星到兩個地面站的量子糾纏分發和從地面到衛星量子隱形傳輸,這裡無需再加評論。這裡要評論驗證貝爾不等式,即使這次取消了這項空間任務。有一派人認為,貝爾不等式違反的實驗演示是理解量子力學基礎的核心,而且是量子技術發展的強力診斷工具。且先不說它是否對理解量子力學真的有意義,真相是,量子隱形傳輸、其變種糾纏交換、多光子糾纏、器件無關的量子密碼分發都要靠貝爾不等式作偽證,揭穿這種偽證是當務之急。
二.貝爾不等式的由來和含義
約翰·貝爾為研究量子力學的完備性問題,遵照愛因斯坦的定域實在論,於1964年寫了一篇文章「關於愛因斯坦-波多爾斯基-羅森佯謬」,提出了關於一對糾纏粒子的一個不等式(貝爾不等式)。他的結論是:「在加參數進量子力學為決定個別測量結果的理論中,如果不改變統計預言,那麼必定存在一種機構,據此一個測量裝置的設置能影響另一個裝置的讀數,不管相距多麼遙遠。」這是現在流行說法——當測量一個粒子時,另一個與之關聯的粒子會瞬時改變狀態,無論它們相距多遠——的原版。他在1971年報告的「潛變數問題概論」中強調:「沒有任何定域決定性的潛變數理論能夠重現量子力學的一切實驗預言。」或者說:任何潛變數的物理理論都不能重現量子力學的一切預言,這被稱為貝爾定理。
當初,貝爾的理論並不受歡迎,他的同事和好友伯特曼回憶說:「當約翰報告基礎問題時,經常出現他和聽眾之間關係大為緊張,特別是關於非定域性的事,人們不想聽,不想接受約翰說的什麼,約翰像『曠野中的孤獨聲音』。在80年代後期,有一次,他在蘇黎士聯邦理工學院做報告,後來我問他,『怎麼樣?』約翰握緊拳頭回答,『我可以擊敗他們!』」
亨利·斯塔普稱貝爾在量子理論上的工作是「最深刻的科學發現」。日內瓦大學尼古拉·吉辛教授說:「我敢斷定,幾十年後,在高中里將教授貝爾不等式,由於它們的數學簡單性,它們作為科學方法例子的力量和它們對我們世界觀的巨大影響。」他聲稱:「我們有幸生活在物理學發現和探究大自然非定域特性的時代。與牛頓引力的非定域性相反,量子非定域性與我們永存。未來的科學史家們將把我們的時代描述為非定域性偉大發現的新紀元。」非定域性是指相距無論多遠的物體間無需時間的相互影響,這種影響無需通過媒質傳遞,無任何東西能阻擋,愛因斯坦嘲笑它為隔空鬼魅作用,傳心術式的影響,薛定諤稱之為巫術。
我們來看貝爾不等式的推導思路。為完備對物理實在的量子理論描述,可以認為在任何潛變數量子理論中,微觀粒子的一個觀察量具有一個確定的值,並且,像理想氣體的經典統計學,似乎可以假設微觀粒子的統計系綜對一個(或一組)潛變數有一個分布函數,因此,觀察量的期望值似乎可以計算出來。貝爾按這個思路推導出他的不等式。在1969年,克勞賽等人(Clauser-Horne-Shimony-Holt),受貝爾文章的鼓舞,證明貝爾的分析可以推廣到實際系統,他們提出的類似不等式(CHSH不等式)可以進行實驗檢驗。
貝爾不等式的建立有三個假設:
1.量子力學是正確的;2.愛因斯坦的定域實在論成立;
3.觀察量是潛變數的統計平均。第3條認為是想當然的,作為默認的假設,這條是關鍵,不等式的數學推導是按這一條的思路完成。早前戴維·玻姆認為:「也許我們現在的量子力學平均是還未直接探測到的潛變數的表現形式。」照此,貝爾認為「psi[波函數]描述的量子力學態由對lambda[代表潛變數的參數]的均勻平均得到」,因此,貝爾型不等式的實驗檢驗違反,就被認為無疑證明了實在論和定域性至少有一個不成立,這個結論的合理性似乎無可懷疑,在物理學界和哲學界獲得廣泛的認同。
非定域性觀點已成時尚,多數量子物理專家都在談論非定域性,他們稱貝爾不等式理論和阿斯派克特等的實驗已經證明了這種非定域性,殊不知這是以訛傳訛。1972年弗里德曼等和1981-1982年阿斯派克特等用鈣原子的級聯輻射產生的成對糾纏光子來檢驗貝爾型不等式,後來人們改用非線性晶體中自發參量下轉換來產生。事情是這樣的,阿斯派克特等用糾纏光子對檢驗了CHSH不等式,對一種特定的實驗安排,由不等式預言的結果為小於等於2。另一方面,對同樣的安排,量子力學預言結果為嚴格等於2倍根號2(即2.828)。阿斯派克特等的實驗結果為2.697,測量誤差0.015,與量子力學的預言相符,而比CHSH不等式的預言結果顯著大得多,於是他們做出結論:在量子力學中愛因斯坦的定域實在論是錯誤的。對此,我們可以有一個簡單的想法,既然實驗結果符合量子力學,而又有充分理由相信量子力學本身是正確的,那麼可以斷定貝爾的理論是錯誤的。但是,事情並非那麼簡單,因為貝爾的理論似乎很合理,很難說這個理論是節外生枝,倒可能是一個最深刻的發現——世上真有隔空鬼魅作用存在,是大有用處的物理資源,可期待一次新的技術革命。
一般認為,貝爾不等式實驗檢驗的違反,證明:
(1)量子力學是一個完備的理論,愛因斯坦錯了;(2)量子力學是固有非定域的理論,大自然是非定域的;
(3)超距作用(鬼魅隔空作用)存在,當測量一個粒子時,另一個與之關聯的粒子會瞬時改變狀態,無論它們相距多遠;(4)任何定域的潛變數理論都不能完全重現量子理論的所有預言,一切潛變數理論都是錯誤的。
然而我們很清楚,微觀粒子的行為與經典粒子的行為非常不同,「觀察量是潛變數的統計平均」這個假設未擺脫經典質點行為的意味,這至少說明這個假設是值得懷疑的,因而貝爾不等式的合理性值得懷疑。我們總是提心弔膽生怕經典思想影響對量子力學的正確理解和應用,不知怎麼的,貝爾恰恰不知不覺一頭栽在這個仿經典統計的泥潭裡,所以,貝爾型不等式實驗檢驗的違反,倒正好證明默認的第3個假設不合理,而愛因斯坦的定域實在論思想無可動搖。一般物理學家,特別是實驗物理學家,可能多數還是傾向於信仰定域實在論,質疑或反對非定域性的專家也不少。事實上已有多方面的證據表明第3個假設對量子力學不適合,既然如此,我們還是應該堅持認為量子力學是定域的。
早於EPR的論文三年,馮·諾依曼在他1932年的書中給出了潛變數不可能性的首個「證明」,聲稱:「應當指出,我們無需進一步去研究「潛參數」的機制,因為我們現在知道量子力學確立的結果從未能藉助它推導出來。」貝爾反對他的證明方式說:「然而馮·諾依曼的證明,如果真的去抓住它,會在你手中瓦解!一無所有,不但搞錯了,而且很愚蠢!」現在我們能否用同樣的話去批評貝爾的定域潛變數不可能性的證明呢?
一般而言,一種思想,一種觀點或一種理論是否可以被接受,要看它與其它公認法則的一致性,不能單看所謂的實驗事實,因為它們可能是假象。事實上,由貝爾不等式理論做出的結論包含太多的不一致性:
1.它違反實在論;
2.它違反因果決定論;
3.它違反相對論,相對論是定域性的;4.它違反量子場論,量子場論是定域的;
5.它違反波函數模平方的波恩幾率解釋;6.它違反量子力學,貝爾不等式的預言與量子力學的預言不一致;
7.量子行為的非定域性無任何確鑿證據。如果發現有一種定域潛變數理論能重現量子力學的一切預言,則貝爾不等式和貝爾定理就直接了當被否定,而且也證明一切無不等式的貝爾定理無效,這是一些物理學家夢寐以求的。後面將指出,量子力學的潛波變數理論就是這樣的理論,當然這只是個人之見。
三.貝爾不等式遭受的批評
常聽說阿斯佩克特等的實驗證明了非定域性和貝爾定理已被公認,這些說法不符合事實。現在,我們在這裡列出一大批量子物理專家對貝爾不等式和貝爾定理的批評:
(1)穆爾敏(N. D. Mermin):「魯道夫·佩爾斯爵士不相信貝爾定理證實了非定域性。」「對我來說,非定域性似乎為消除某些深深的困惑『太便宜地』提供了一條出路。」(2)洛察克(G. Lochak):「依我之見,貝爾不等式的實驗違反無關於所謂的『非定域性』或『非分離性』。這違反只不過表明量子幾率不是經典幾率!」
(3)德拜銳(W. De Baere)等:「首先,必須認為量子數學體系本身是完全定域的,意即在一個地方的測量結果統計不依賴於遠處另外的同時作用。並且,在所有現時有趣的量子場論中,對類空間隔(x-y的平方),觀察量的對易子 [A(x),B(y)]等於零,這保證定域性。」(4)佩雷斯(A. Peres)等:「貝爾定理並不意味著量子力學本身存在任何非定域性。特別是,相對論量子場論明顯是定域的。簡單而顯然的事實是,信息必須被量子化或不量子化的物質攜帶。因此量子測量不允許任何信息傳送快於實驗中發射的粒子格林函數中出現的特徵速度。」
(5)阿德尼爾(G. Adenier):「雖然證明貝爾不等式違反的實驗愈來愈準確和無漏洞,必須強調,不管如何地準確和接近理想,它們能證明的不外乎量子力學的有效性,而不是那定理的有效性。」(6)貝尼(G. Bene):「然而,我們堅持認為這樣的結論[分離體系能夠互相影響]在物理上不能被接受。定域性原理(或愛因斯坦分離性)在所有物理學分支中,甚至在量子物理中,包括最深奧的量子場論,我們已經用得很好。頗難相信它只在測量情形中失效。畢竟,測量只是兩個物理體系間的作用,其一是原子組成的宏觀測量器件,對它的結構和作用我們從量子力學有相當好的了解。無留給神秘非定域影響的餘地。」
(7)阿卡笛(L. Accardi)等:「我們證明定域條件與貝爾不等式不相關。我們檢查認為貝爾不等式的實際起源是經典(柯爾莫戈洛夫)幾率理論可應用於量子力學的假設。」
(8)散托斯(E. Santos):「實際上至今被實驗上違反的所有不等式都不是單獨從實在論和定域性條件推導出的真正貝爾不等式,而是要求輔助假設推導出的不等式。頗為顯然,這種不等式的違反不能駁倒整個定域潛變數理論家族,而只是有限的家族,即滿足輔助條件的那一些。」「依我之見,錯誤信仰[定域潛變數理論已在實驗上被駁倒]影響的擴大是二十世紀物理史上最大的忽悠(delusion)之一。」
(9)格里菲思(R. B. Griffiths):「非定域的影響源於邏輯錯誤,當後者被糾正,那些非定域性鬼東西消失。」(10)蓋爾曼(M. Gell-Mann 諾獎得主):「在新聞媒體和各種書籍中傳播著的主要歪曲在於暗指甚至明言,測量一個光子的偏振(圓偏振的或平面偏振的)會莫名其妙地影響另一個光子。實際上,這種測量並不會產生任何從一個光子傳到另一個光子的物理影響。」
(11)溫伯格(S. Weinberg 諾獎得主):「量子力學中糾纏的存在自然產生一個問題,在糾纏體系的一個部分上的測量是否可用於將消息發送到另一部分上,不受有限光速設置的限制。不,不能被利用。」(12)梅拉利(Z. Merali):「[牛津大學]歐文·馬羅尼(Owen Maroney)擔心,物理學家花了大半個世紀從事欺騙(fraud)的行當。」
對貝爾不等式的批評遠不止這些,在網路媒體上有更多湧現。國內潛心研究量子力學基礎及其哲學的譚天榮認為:「從經典概率論也可以導出某些量子力學的結論,因此不能不分皂白地斷言經典概率論不適用於微觀過程。但是,把經典概率論應用於微觀過程就像走鋼絲,一不小心就會失足摔倒,貝爾不等式就是一個例子。」中科大量子力學基礎研究專家沈惠川,路易·德布羅意基金會協聯成員,指出貝爾不等式本來就同量子力學相矛盾,推理中實際上已隱含著對測量統計的經典方案,推理也同相對論相矛盾。還值得一提的是,伯特曼與貝爾是在CERN的合作者和好友,寫了一篇紀念性的文章「貝爾和量子世界的本性」,他認為非定域性是「表觀的」,非真實的。在該文的結束語中寫道:「我個人的感覺是,貝爾定理揭示了自然界表觀的非定域性,它暗示一個更基本的我們甚至尚未見其端倪的概念。頗值得注意,這種非定域性不能用來超光速發送信號。不知怎的,量子力學與狹義相對論之間有互不干擾對方的默契。而且,量子力學也似乎不干擾廣義相對論,一個時空的現代理論。」下面要講的「潛波變數」可能就是「表觀的」非定域性所暗示的「尚未見其端倪的概念」。
四.貝爾不等式的致命剋星——潛波變數
玻姆追隨愛因斯坦,1952年建議量子力學的一個潛變數詮釋,可惜不是真正的潛變數。愛因斯坦在給波恩的信中說:「玻姆相信(像德布羅意25年前一樣)他能夠以決定論方式詮釋量子理論,你注意到沒有?那似乎對我而言是太便宜的了。」貝爾原想用一個辦法替愛因斯坦證明證明有潛變數存在,結果有違初衷,倒證明潛變數不可能在。
事實上,關於潛變數的類型,貝爾忽視了一個大的方面,從波動方面考慮,波作為變數可以是潛的,似乎至今無人敢從這方面去想,甚至聽到了也難以相信。我們不妨假設,滿足愛因斯坦-德布羅意關係式(能量-頻率關係,動量-波長關係)的波在量子理論中是「顯的」,不滿足的是「潛的」,這個假設使做出滿足線性方程的不發散波包成為可能。事實上,數學上極其簡單,物理上直觀明了,在相對論框架內,由大量的原始簡諧波(潛波)可以等權疊加出極窄的、線性的、不發散的波包——初級波包(初包),這種波包可以描述自由的微觀粒子,其中與微粒的動量和能量關聯的特徵分量就是我們熟知的波函數。由此進一步,用初包的峰外片的自作用可以解釋衍射、干涉效應和解釋隧穿效應,再進一步,用不含峰的交換並融合可以解釋最難以理解的量子糾纏,另有專論,不在此細述。如洛察克指出,貝爾的潛變數定義與量子力學的形式體系相衝突,現在的潛波變數則與它完全相容,這種潛變數是貝爾不等式遭遇的最致命剋星。以往把潛變數理論和對應的量子力學一起看作是個體的系綜理論,發生二者不相容的問題,這裡的潛波變數理論和對應的量子力學是個別體系的理論,二者完全相容。
五.貝爾不等式的禍害
1.偽證量子糾纏的詭異性——非定域性
有那麼一個廣泛、且已流傳多年的神話:「當測量一個粒子時,另一個與之關聯的粒子會瞬時改變狀態,無論它們相距多麼遙遠。」稱這是貝爾不等式的實驗檢驗所證明的。量子糾纏位列物理學謎團之首,有一個類似心電感應的解答,潘建偉在對鳳凰網台許戈輝的採訪中說:「量子糾纏用通俗一點意義講就有點像心電感應一樣,對吧,比如說我們倆現在就見過面了,已經達成一些默契了,比如說你飛到香港去,我在北京待著,然後比如說你特別高興的時候我也會特別高興,對吧,你特別痛苦的時候,我也會特別痛苦,就有點類似於這樣的現象,我們就把這樣的現象就叫做量子糾纏,但愛因斯坦把它叫做遙遠地點之間的[互動],他把它叫做詭異的互動。」潘建偉在金華市做的報告中打了個比方:「手裡有兩個一樣的骰子,送市長一個。他扔了好多次,讓他把結果寫下來,每次都隨機得到1到6裡面的某一個點數。我根據自己手中的另一個骰子,可以猜出他第一次扔出幾,第二次扔出幾,這就叫量子遙遠地點之間的詭異互動。」
量子糾纏的公式最早獨立見於1926年6月海森伯的文章和10月狄拉克的文章,雖然他們未用糾纏這個名稱。1935年愛因斯坦等錯誤地認為量子糾纏意味著存在隔空作用,好在他們堅決不相信有這種作用,而認為量子力學對物理實在的描述不完備。同年薛定諤用了「糾纏」這個詞,他認為隔空影響是「巫術」。量子糾纏起自全同粒子的態的交換對稱性,例如,氦原子中電子的交換能可以用這種糾纏來解釋。這種交換能與電磁作用有關,理論上隨電子間距離增大而減小,不存在隔空影響。一對糾纏粒子有四個狀態,狀態的交換引起糾纏,在此不便做詳細的物理解釋,管道升寫的《我儂詞》可以拿來做個比喻:你儂我儂,忒煞情多,情多處,熱如火。把一塊泥,捻一個你,塑一個我。將咱兩個,一齊打破,用水調和。再捻一個你,再塑一個我。我泥中有你,你泥中有我。與你生同一個衾,死同一個槨。還可以做個更恰當一點的比喻:一個縣委書記任命雙胞胎李左和李右各為東鄉和西鄉的書記,並且任命李左兼任西鄉的鄉長和李右兼任東鄉的鄉長作為點綴。所以,東鄉的書記一感冒,西鄉的鄉長就咳嗽,西鄉的書記拿煙,東鄉的鄉長就給點火。當然,東鄉書記隨意擲一下骰子是5點,西鄉鄉長手中的骰子也是5點。但是,東鄉書記與西鄉鄉長不是身處兩地,而是兼職關係、融為一體,所以這種「互動」無需時間,無需媒介,無可阻擋,哪怕兩鄉相距十萬八千里。這「三無」是量子糾纏的特性,然而並非神秘、詭異。自然界中本不存在隔空聯動的關係(非定域性),而是我們自己的腦子出了問題,街坊大媽都不相信隔空打牛的事,量子隱形傳輸是巫術。顯然,「當測量一個粒子時,另一個與之關聯的粒子會瞬時改變狀態,無論它們相距多麼遙遠」純屬謊言,因而據此所謂的「量子隱形傳態可用於大容量、原則上不可破譯(萬無一失)的保密通信,也是量子計算的基礎」是無稽之談。
到此,讓我們欣賞一下【北京聽道】《訪談:遇見科學之美》視頻節目中饒毅與潘建偉的幾段對話:
饒:我就在想這個,如果說光速不變,同時很快,其它東西都追不上它,但是你們量子力學,說兩個糾纏的量子,在很遠很遠的地方立馬同時變。潘:對。
饒:那不是這個從表觀速度來看,比光速要快嗎?那我如果在這邊看到光過來,那不是超越光速了嗎?......
潘:你就看,就是說,我們通常所說的光速的傳遞是包括能量啊、信息,能量本身到達的話,就可以代表信息到來了。這種信息是我們每天所談論的0和1的這種經典信息,但是說的量子信息呀,在沒有測量之前,如果你假定它沒有信息的話,這種就是糾纏著在裡面。為什麼說,愛因斯坦舉的這個例子,他說你這樣搞的話,就會有這個遙遠地點之間的瞬間的互動存在了。玻爾他說,第一方面,你可以認為它存在,但是這樣一種存在的這種東西,又沒有能量傳遞,又沒有信息本身的傳遞。比如說我可以指示你,你手中一扔,你那個不是變成6了嘛,然後我再趕緊看一下,是你扔完之後,我這邊也確實變成6了。但是這個東西,在我沒有打電話跟你聯繫之前,比如說你得告訴我,你的實驗已經做完了,我再去看這個東西的時候,這個結果才是有的。那麼所以呢,這個經典信息的傳遞啊,還是光速,還是以跟能量的傳遞速度是一樣的。所以這個妙就妙在,就是說一方面,對吧,量子信息的互動,它的波函數坍縮是超光速,就是瞬間進行的,但這個跟我們相對論裡面所講到的這個信息的傳輸是沒有關係的。饒:那麼,如果說量子可以糾纏,原子、分子能不能糾纏?
潘:嗯,對,原子、分子都可以糾纏。量子就是原子、分子、光子,都是這樣的。饒:那晶體材料,眼鏡片呢?
潘:對,都可以。饒:攝像機呢?
潘:對。饒:好,那就有問題了,攝像機糾纏的話,那那邊的那個攝像機趕快攝這邊,不就看到光子過來了嗎?
潘:(做了一番解釋)饒:哦,那我給您承認一下,當您前幾天正在給國家領導人彙報您的一等獎的時候,我和施一公正在車上。他要講量子糾纏,我問了他同樣的問題,當然他是生物學家,回答不出來。
潘:所以你再問下去的話,你就跟我一樣了,我也回答不了。
......
潘:腦科學就是第一次啊,就是物理學和你這個腦,就是量子力學第一次,腦科學和物理學碰撞在一起了。從前那些物理學,我管你什麼腦啊,我的世界根本獨立於你大腦啊,獨立存在的,這運行跟你存在不存在,你饒毅是不是活著,你正在幹嘛,跟我是毫無關係的。現在看來這關係,但到了量子就不一樣了,所以說量子力學是首次跟這個人類意識啊,就是確實是。饒:所以我覺得就是亂說的。
潘:亂說就亂說的。饒:你跟腦有關係,不一定要跟腦的最難的意識有關係啊。檢測和意識是有差別的。你說是一檢測那個態就知道了,但這不是意識的作用。
潘:但是問題,這個檢測,這是物理檢測儀器。但是物理檢測儀器不算啊,比如說物理檢測儀器,薛定諤貓還是存在的。你說我有個儀器在看,那儀器看了,是儀器還是跟它糾纏在一起的,然後就是,最後還是跟它糾纏在一起的。只有你最後這個人啊,你才把這個就是說是糾纏本身,坍縮到某個地方去了。目前反正是我們很多人是這種觀點的。饒:像這種玄學,那麼,(張雙南插話:不不不,不是玄學,玄學不是科學。)你打開籠子來看的貓,我沒有看貓,那麼這個貓到底是因為你看了就變得固定一個態,還是因為我沒看,所以它沒變態。(張插話:饒毅,他這個說法是可以通過實驗驗證的。)
潘:對對對。(張插話:可以做實驗驗證的就不是玄學。)饒:哦,真的啊,物理學還有不是玄學的一部分。
這裡,潘建偉提到薛定諤貓,薛定諤曾杜撰一個貓的故事嘲笑波函數坍縮假設和觀察者的一瞥決定貓的死活。我們知道,宏觀的薛定諤貓,對整體而言其波動性可以忽略,在任何情況下都不會處於半死半活的疊加態,也不會與其它物體發生任何量子糾纏關係。潘建偉不顧量子糾纏是全同粒子的態交換引起的現象,認為萬物皆能糾纏,皆能隔空詭異互動,因此,生物學家饒毅似乎感覺物理學全變成玄學了,還質疑潘建偉那個自然科學一等獎。饒毅的一通質問,讓潘建偉洋相出盡,名不正,言不順,話也不利索。一個原本要彰顯「遇見科學之美」的科普宣傳,讓饒毅給攪黃了,變得彰顯詭異和玄學。依本人對量子力學的了解,潘建偉完全誤解和誤用量子力學,面對聽眾,滿嘴胡言,誤導聽眾,誤人子弟。也不能同意張雙南替潘建偉所做的辯護:「他這個說法是可以通過實驗驗證的。」哪有那樣的真正實驗。
2.給多光子糾纏作偽證
所謂多光子糾纏,是指三個或更多個光子的糾纏。現在常用自發參量下轉換產生糾纏光子對,那是利用了晶體的二階光學非線性效應。因三階非線性效應過於小,靠它產生能用於實驗的糾纏的三光子,尚希望渺茫。十餘年來,實驗演示的多光子糾纏態,都是瞎用線性光學方法和作為隔空傳輸變種的糾纏交換產生。奧地利澤林格組在1998年的文章「實驗糾纏交換:糾纏未曾有過相互作用的光子」(第一作者潘建偉)摘要中說:「我們在實驗上能夠糾纏自由傳播的粒子,它們在物理上彼此從無相互作用或從無有過動力學上其它任何方式的耦合。這證明了量子糾纏既不要求被糾纏粒子有共同的來源,也不要求曾有過相互作用。在我們的實驗中,我們取兩對偏振糾纏光子,並使各對中的一個光子受到貝爾態測量,這使得另兩個出射光子投影進入一個糾纏態。」文章開頭寫道:「它[糾纏]是量子力學最根本的特徵之一。它是愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論的,貝爾不等式的和量子力學非定域性討論的心臟。」
用線性光學方法「製備」多光子糾纏態,方法簡單而廉價,下面列出一些有代表性的論文:
(1)製備三光子糾纏態,澤林格組(1999年,PRL):三光子GHZ糾纏的觀察(第二作者潘建偉);(2)製備四光子糾纏態,澤林格組(2001年,PRL):四光子糾纏和高保真度隔空傳輸的實驗演示(第一作者潘建偉);
(3)製備五光子糾纏態,潘建偉組(2004年,Nature):五光子糾纏和終端開放隔空傳輸的實驗演示;(4)製備六光子糾纏態,潘建偉組(2007年,Nature):圖態中六光子的實驗糾纏;
(5)製備10量子比特糾纏態,潘建偉組(2010年,Nature):超糾纏10量子比特薛定諤貓態的實驗演示;(6)製備八光子糾纏態,潘建偉組(2012年,Nature):八光子糾纏的觀察;
(7)製備十光子糾纏態,潘建偉組(2016年5月,http://arxiv.org):實驗的10光子糾纏。問題是,這裡的多光子糾纏是不是真的糾纏,如果名不副實,怎能用於證偽實在論世界觀和有其它應用。
潘建偉等在美國《現代物理評論》上的論文《多光子糾纏和干涉度量學》中說,他們製備的多光子糾纏是通過後選擇糾纏(post-selected entanglement)產生的,顧名思義,這種糾纏不是客觀地按自然規律製備的,而是人為地做某種選擇測量產生,具體地說,是通過選擇性投影測量(projective measurement)產生,即是測量引起波函數坍縮(文中常稱投影測量)產生,文中坍縮(collapse)之詞只出現一次。張永德(潘的碩導)寫的教材《量子信息物理原理》中寫道:「儘管兩個光子之間(以及分束器中)並不存在可以令光子極化狀態發生改變的相互作用,但「全同性原理的交換作用+符合測量坍縮」還是使兩個光子的極化狀態發生了改變——糾纏起來。」關於量子糾纏的物理本質,他寫道:「從關聯測量的實驗觀察角度:糾纏的本質是關聯坍縮(the non-local correlation collapse);從理論分析角度:糾纏等價於關聯非定域性。」還說:「坍縮中,表現出的是粒子狀態的突變,其實質上是體系演化時空的坍縮!」2000年在法蘭克福的一個講座期間,納克曼孫問澤林格:「包含發生坍縮的波函數的位形空間在哪裡」,回答是:「在我腦袋裡。」科學解釋因果關係,所有科學分支都服從因果律,似乎量子力學例外。海森伯說:「因果律不再適用於量子理論。」格林伯格說:「量子力學是魔術。」哥本哈根詮釋否定實體獨立於觀察存在和否定其行為遵從因果律,這些否定導致引入波函數坍縮假設來解釋測量產生有確定值的結果。這個假設引起了一系列問題:波函數何時、何地、如何坍縮?坍縮是不是物理過程?坍縮是否由觀察者的知覺引起?坍縮是否真的發生?
波函數坍縮假設是1927年海森伯提出來的。坍縮是指,一個體系的某個觀察量在被觀測時,體系的波函數即刻坍縮到該觀察量的本徵態。如果觀察量是粒子的位置,則坍縮到一個點狀波包,認為它代表一個實在粒子。1927年9月,在義大利科摩國際物理會議上,關於電子的波包坍縮,海森伯說:「這個波包不僅空間中沿直線運動,而且隨時間發散。對一個新的觀察,這波包給出在被測位置找到這電子的幾率。然而這個新觀察本身使那波包減小到原來的大小Δq,它在全部可能性中做了一個選擇,因此減小了未來的可能。」1929年春,他在芝加哥大學授課中更詳細講到:「我們想像一個光子,它由麥克斯韋波組成的波包表示。因此它有一定的空間擴展,還有一定的頻率範圍。經半透鏡反射,可以把它分成兩部分,反射波包和透射波包。因而有一定的幾率發現這個光子在被分割波包的某個部分或另一個部分中。在過了足夠長時間之後,這兩部分會離開任何想望之距離;現在如果實驗獲得這光子位於波包的反射部分的結果,那麼在波包的另一部分找到這光子的幾率立刻變為零。因此在反射波包位置的實驗會對透射波包佔據的遠距離的點施加一種作用(波包坍縮),我們看到這作用以大於光速傳播。」馮·諾依曼在他1932年的書中認為,對體系某個力學量的測量將引起體系的態矢跳向該量本徵矢組上的一個投影部分,發生的變化是不連續的,非因果的,瞬間的,而且這種變化在熱力學上是不可逆的。按照他的理論,例如,在x軸上測量一個粒子的位置,如果在某個位置x"發現這個粒子,則認為該粒子的波函數瞬間坍縮成一個無限窄的波包delta(x-x")。馮·諾依曼認為被觀察體系和觀察體系的邊界是任意的,觀測鏈的末端是觀察者的知覺。1939年倫敦和包爾提出,人的知覺完成量子測量。他們寫道:「僅當觀察到[儀錶]指針的位置時,測量才完成。」又說:「我們注意到在從混合態到純態情形的過渡中觀察者的知覺起了基本的作用。沒有他的實際介入我們得不到一個新的psi函數。」
愛因斯坦不接受這個波函數坍縮假設,認為不能想像一個無限擴展的平面波會在探測屏上瞬間坍縮成一個很小的波包。也未見玻爾表示過支持這個假設。薛定諤杜撰一個貓思想實驗用來暴露和嘲笑波函數坍縮假設的荒謬性,因這個假設意味著人眼的最後一瞥決定貓的死活。解鈴還須繫鈴人,1960年海森伯在給模里西斯·任寧格的信中明確表示:「導致態坍縮的記錄作用不是物理過程,寧可說是數學過程。隨著我們的知識的突然改變,我們知識的數學表示當然也經歷突然的改變。」早年尤金·維格納認為波函數坍縮是觀察者的知覺引起,但在逾70高齡時改變想法,認為它是知覺產生之前的客觀物理事件。後來相信波函數坍縮假設的人愈來愈少,1999年在劍橋牛頓研究所的量子計算會議上,90位物理學家有一次非正式投票,其中只有8位宣稱他們的見解包含波函數坍縮。因為無任何能證實波函數瞬間坍縮的實驗,有些學者因此稱這坍縮假設聲名狼藉或醜陋。他們關注或歡迎不含波函數坍縮的量子力學詮釋,這類詮釋有,玻姆詮釋,多世界詮釋,一致性歷史詮釋和系綜詮釋。
總之,既然波函數坍縮不是物理過程,通過後選擇方法產生的所謂多光子糾纏連歪打正著都不是,徹頭徹尾是假的,是魔術,哪來的「多光子糾纏干涉度量學」。潘建偉用量子隱形傳輸之變種糾纏交換以及隔空作用製備多光子糾纏,再用貝爾型不等式給這種糾纏作偽證,即用這種不等式的違反來證明這種糾纏的「真實性」,例如,2003年潘建偉組發表了的論文「四光子GHZ糾纏對定域實在論的實驗違背」,新華網報道稱:他們「成功製備了高亮度高質量的四光子GHZ態糾纏源,並利用該糾纏源在國際上首次完整驗證了四光子GHZ態對定域實在論的違背,首次證明了該種方法產生的態是真正的四光子GHZ態,為實現線性光學量子計算和量子密鑰共享提供了技術支持和安全保證。」其中的驗證用了四光子的貝爾型不等式——Mermin-Ardehali-Belinskii-Klyshko不等式(MABK不等式)。
與2015年潘建偉的自然科學一等獎「多光子糾纏干涉度量學」相關的論文為《多光子糾纏和干涉度量學》,發表於2012年5月的《現代物理評論》上。共8章:1.引言;2.干涉和量子糾纏;3.光子量子比特和線性光學;4.光子糾纏的實驗實現;5.實在論世界觀的證偽;6.量子通信;7.用光子的量子計算;8.結束語。這是一篇東拉西扯、南拼北湊而成的文章。對這個一等獎的介紹,普遍反映看不懂,其中有物理博士,原來,獲獎者自己說不清,也無他人能幫助講明白。既然,多光子糾纏是假,此「多光子糾纏干涉度量學」獎項一無是處、全盤皆錯,建議予以撤銷,以免引起嚴重不良後果。
3.使科學與巫術聯姻
幾乎沒有人會相信神出鬼沒、超距感應的事情,這類玩意兒只見於幻想小說或電影,像《星艦奇航記》、《西遊記》。驚人的是,1997年以來,在國際一流科學雜誌上發表的不少論文中聲稱類似的事已經真的實現,此後出現研究熱潮。此事發端於查爾斯·貝內特等6人的一篇論文,1993年他們根據糾纏量子的所謂非定域關聯(文中稱非經典關聯)提出了量子隱形傳輸理論,該理論被認為是量子信息理論的重要組成部分。國內有專家把量子信息技術與20世紀的半導體、激光和核能技術開拓相提並論,也有學者認為這是中國科學家有望問鼎諾貝爾獎的領域。有教授把量子隱形傳輸(態)看作是量子力學理論方面的新進展寫進量子力學教材,它還泛濫於科技文獻和科普作品之中。
量子隱形傳輸的實驗演示極其荒唐。這種傳輸現在公認是奧地利的澤林格的團隊首先實現的,其中還有國人潘建偉的份,潘說:「我是論文的第二作者,發表實驗數據的測量和處理主要是由我完成的。」不過,美國加州理工學院金布爾認為澤林格他們的隔空傳輸是假的,說:「1998年,我的團隊演示了光束的隔空傳輸。我要說,那是第一個真正的演示。」還有,義大利博斯奇團隊稱他們最早實驗實現量子隔空傳輸,只是見刊在後。三個團隊彼此不服打嘴架,爭搶成果的優先權。其實倒不如說,他們搞的都是假的,都是巫術。
對於隔空傳輸理論中的數學公式,物理系本科生看懂不成問題,但其物理推論很玄妙。不過認真研究還是比較容易有結論的,可以發現推論錯在虛實混淆、遠近顛倒。先說虛實,我們知道,發射弱脈衝光的源,如果弱到每個脈衝平均含一個光子,那麼,有的脈衝可能包含兩個或更多個光子,有的脈衝是空的,即是虛的。含一個光子的脈衝經過一個半透半反鏡時,就分成兩個脈衝,其中必有一個是空的(虛的)。因空的脈衝有干涉效應,空不等於無,所以我們稱它是准空的。我們可以想像,一對糾纏光子在產生的過程中,它們的准空態的交換造成了糾纏。在氦原子這個情況特別清楚,准空態交換引起的附加交換能是可以很精確計算的和測量的。從隔空傳輸理論的數學公式可以看出,在愛麗絲的一邊,光子1的實態取代了與光子2融合著的原屬於光子3的虛態,貝內特等以為在鮑勃邊,光子3被光子1取代了,即它已被隔空傳到了對方。這裡既是虛實混淆,又是遠近顛倒,對於這種虛幻夢境,可以模仿曹雪芹作一對聯:虛作實時實亦虛,近為遠時遠還近。要指出,多光子的隔空傳輸具有雙重虛假,有意思的是,潘建偉研究組的論文「五光子糾纏和終端開放的量子態隱形傳輸」被歐洲物理學會和美國物理聯合會選入國際物理學2004年度十大進展。
在潘建偉的隔空傳輸實驗中,除諸多實驗環節有疑點外,都少不了叫做符合計數器的儀器,像演巫術或魔術的道具,沒有它們就無法按願望取得想要數據。如果試試隔空傳送「您好」那樣的一條信息,必定穿幫。總之,國內「鬼魅研究(spooky research)」可以休矣,以免有人說我們這裡是笑話的王國、騙子的天堂。
他們講隔空聯動、神出鬼沒,不惜把物理學搞得烏煙瘴氣。2010年潘建偉團隊的八達嶺-懷來光子隔空傳輸,比紂王烽火戲諸侯還荒唐,至少烽火是真,光子隔空傳輸是假。民眾曾怒斥這個實驗和2012年青海湖的光子隔空傳輸實驗:「真夠不可思議的了」;「夢想中的夢想,而且是白日做夢」;「這也敢拿出來,你真以為人都傻了嗎」;「假的,不可能」;「偽科學」;「忽悠,接著忽悠」;「騙子漫天飛,這年頭兒」;「劉謙的魔術」;「張宏寶第二」;「科學家都快等價於巫師了」;「見鬼了吧」;「想圈錢」;「國家應該立案嚴查,絕不能讓這些騙子得逞」;「畝產萬斤,畫大餅,炒作」。他們像一群嚷嚷那位皇帝光屁股的孩子,反映華夏子民的正義感和智慧。公眾對潘建偉組測定隔空作用速度下限(超過光速1萬倍)的文章也有不少負面評論:「不信,光速最快!糾纏是靠什麼來傳遞信息的呢」;「懷疑這個速度,一萬倍不知道怎麼測量得到的」;「量子糾纏居然有邏輯速度」;「明顯得很,這是偽科學,別信」;「沒有質量如何傳遞狀態,唯物主義怎麼學的」;「又一個氣功大師」;「浮誇風陰魂不散」;「用速度來描述,放大了功勞,歪曲了理論」;「真有可能是個騙子,騙的越高深,不懂的人就越多,就越安全」;「牛人呀,PRL看來是騙子雜誌,編輯和審稿人也是騙子」。多麼觸目驚心、針針見血的評論,儘管有些帶偏激情緒。先前的八達嶺-懷來光子隔空傳輸是彌天大謊,爾後的青海湖的光子隔空傳輸是驚天騙局,那麼,衛星-地面的光子隔空傳輸稱什麼是好,該稱天大笑話了。對青海湖的隔空傳輸,英國《物理世界》網上有人評論:「我們渴望宇宙的奇蹟,但像這樣的文章讓我們失望。....我發誓可以用6個字母的單字voodoo(伏都教的通靈術)解釋量子隔空傳輸。」日內瓦大學的尼古拉斯·吉辛是歐洲搞量子信息第二大團隊的領軍人,認為潘建偉組在青海湖上的隔空傳輸是「一樁隱性詐騙」。
我們國內對量子隔空傳輸項目資助的傾斜和特別宣傳,是缺少根據的。對於量子力學的基礎,2013年1月《自然》上有標題為「專家們對量子理論意味著什麼仍然意見分裂」的文章,稱在澤林格組織的2011年7月會議上,33位關鍵思想家(物理學家、哲學家、數學家)對量子理論基礎不很認真的投票結果表明,對該領域一些最深刻的問題有幾個相當勢均力敵的完全不同答案。
4.釀出那種狗皮不通的量子通信
廣義地說,光纖通信和微波通信都是量子通信,因為粒子的波動力學即為量子力學。電磁波被看作經典波是歷史原因,因為電動力學歸屬於經典物理。光波和微波本質上都是同德布羅意波一樣的量子波,事實上麥克斯韋的電磁波方程容易改寫成單光子的量子力學方程。此外,光纖通信和微波通信用的波源、中繼器和探測器都是量子科技的產物。但是,潘建偉所指的量子通信是另一回事,他們的「多光子糾纏和干涉度量學」第六章「量子通信」的小標題為:量子密集編碼、量子隔空傳輸、糾纏交換、征服嘈雜的環境、長距離糾纏分發、量子存儲與量子中繼器,不涉及量子加密的事。關鍵之點是,這些方面都利用了量子糾纏的「非定域性」。有洋專家說,量子通信是使用量子物理的糾纏和其它非定域特性把量子態從一個地方傳輸到另一個地方的功夫。關於非定域性,有人做這樣的通俗解釋,像有一對骰子,奇蹟般的事發生,每當雙胞胎中的一個擲出某個數字,對方總會擲出相同的數字,即使一個在蒙特卡洛,對方在拉斯維加斯。何謂量子通信,按「科普中國」百科科學審核的詞條,「量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。」 一般認為,量子通信是基於粒子如光子的量子屬性的「糾纏效應」的新型通信。而糾纏效應被認為具有非定域性。
有人批評說,潘建偉厚臉皮把量子加密通信說成量子通信。同樣,假如手機用了量子密碼,則該叫「量子手機」了,銀行卡用了量子密碼,則該叫「量子卡」了。對他以量子加密冒充量子通信,重量級專家紛紛吐槽,包括中科大的郭光燦、韓正甫,北大的郭弘,西安電子科技大的密碼專家王育民等。量子通信和量子密碼完全不是一回事,量子密碼本身是密碼,而通信是有信息的。潘建偉辯稱:「國際上把量子隱形傳態、量子糾纏交換和量子密鑰分發等幾種技術統稱為量子通信。」糾纏交換是量子隔空傳輸的變種,也是巫術,因此這種量子通信、狗皮不通、帶有欺騙性。請他們用量子隱形傳輸技術傳送一條簡單信息「您好」試試,決不可能傳送成功,這不是技術問題,而是原則上無可能性。所謂的可能性是某些物理學家在理論上「解釋」出來的和在實驗上「造假」出來的。
所謂「當測量一個粒子時,另一個與之關聯的粒子會瞬時改變狀態,無論它們相距多麼遙遠」純屬謊言,而所謂「量子隱形傳態可用於大容量、原則上不可破譯(萬無一失)的保密通信,也是量子計算的基礎」是無稽之談,因此,如果我國把量子科學發展的重點置於以量子隱形傳輸為核心的量子通信、量子計算、量子加密上,將是一場災難。
還要注意,所謂保證量子加密絕對安全的「未知量子態不可克隆定理」不是貨真價實的東西,該定理的始作俑者之一祖瑞克後來說過:「完善的克隆是不可能的,但是,如近年的研究證明,我們每時每刻能夠做近似克隆,或者,有些時候能夠做完善的克隆。」即便照此說法,量子加密絕對安全是一個噱頭。BB84或B92加密方法公認有多個漏洞,稱絕對安全或足夠安全是危險的。國內有密碼專家諷刺說,「要踹開一間房門,至少要找到門,量子通信能夠做到讓你連門都找不到,你往哪裡踹?如此保密到家的大科學工程[京滬量子通信幹線],至少制度安排上就已經做到了絕對地安全。」
再聽聽我國密碼學專家王育民教授是如何說的:
什麼是密碼系統,Shannon在1949年的經典文章中明確提出,是在密鑰控制下的的加密和解密變換,實現秘密通信的系統。因此潘建偉搞的量子密碼系統不能稱其為一種密碼系統。所提的密鑰生成(或交換、或分配)方法還有待深入研究和完善。有如下幾點值得提出:*所生成的隨機數的質量是否滿足密碼安全性的要求,需要做深入研究論證。
*這一量子密鑰交換系統在原理和實現技術上是否存在安全隱患?*這一量子密鑰交換系統實施中在多大程度上要依賴於常規通信系統遞送輔助數據(如BB-84方案)?
*這一量子密鑰交換系統生成密鑰的效率?是否能滿足實時通信的需求?*這一量子密鑰交換系統的成本?能否已成熟推廣實用?
據報道,2010年12月973重大科學問題導向項目「全量子網路」在清華大學正式啟動。介紹說:「全量子網路不同於現有的網際網路,它應用了量子物理的特性,可突破現有網路的物理極限,具有更強的信息傳輸和處理能力。例如,量子網路可以確保信息安全,可實現分布量子計算,其運算能力隨節點數指數上升;可有效地降低通信複雜度,大大節省資源等。全量子網路具有可擴展性,用於特別需要安全、有價值和保密的信息處理傳輸。隨著研究的深入,其功能將不斷地開發出來,將會有越來越廣泛的重要應用。全量子網路平台的研究也將推動中國多門學科的崛起。本項目總目標是在5年內創建新型的全量子網路雛形,完成世界上第一個全量子網路,這將直接關係到未來中國的量子產業在世界的地位。」 五年過去了,所稱的新型全量子網路雛形未見蹤影,這是一個深刻的教訓。
造假有共性,這裡要提一下亨德里克·舍恩的分子晶體管事件的教訓:「年僅32歲的舍恩博士自從1998年加盟貝爾實驗室後,在《科學》、《自然》等雜誌上發表了100多篇論文。在一些同行看來,舍恩獲諾貝爾獎似乎是遲早的事。....舍恩心中大概有一個如意算盤:在他所從事的研究領域,近期內很可能會出現一些重大成果,如果他率先宣稱已經取得了這樣的成果,肯定會吸引世界各地的科學家的注意力,這當中說不定就會有科學家獲得他所宣稱的實驗結果。那麼,儘管率先取得突破的是另外一位科學家,但科學界會誤以為這位科學家不過是重複了舍恩的工作。....如今,舍恩似乎成了弄虛作假的代名詞。....再如,為什麼像《科學》、《自然》這樣的頂級學術雜誌,按照科學界通行的同行評議程序,即論文發表之前必須通過同行的評議,居然也會讓如此之多的造假論文矇混過關呢?《科學》雜誌主編肯尼迪回答說,「如果是一位非常精明的研究人員偽造數據,再機警的評議專家恐怕也難以識別。」(引自南方周末)
5.替「未知量子態不可克隆定理」作偽證
量子隱形傳輸理論的必要前提之一是「未知量子態不可克隆定理」,沒有它就沒有這個理論,所以量子隱形傳輸的「成功」間接證明了該定理的「完美性」。該定理是從薛定諤的量子力學推導出來的,然而我們知道,量子態是連續變化的,而且是可逆的,而量子克隆時一個變成兩個或多個是不連續的,而且是不可逆的,因此它是以錯誤方式推導出來的錯誤定理。這定理的提出者沃特斯和祖瑞克說:「疊加原理是量子力學的奠基石。」「麻煩來自拷貝的固有非線性。」前者表示量子力學是線性的,而拷貝(克隆)是非線性的,二者不相容,因此意味著克隆是不可能的。照此邏輯,量子態的任何製備和測量都是不可能的,因為它們都是非線性的,這顯然是荒唐的。既然說,已知量子態是完全可以克隆的,未知量子態不可克隆純粹瞎扯,客觀物理規律與對它未知或已知有何關係。我們做激光器的都知道,光子不可克隆,就不會有激光器。量子隱形傳輸是巫術,堪稱是物理史上最醜陋的實驗,而「未知量子態不可克隆定理」至少是醜陋的定理之一。該定理的始作俑者之一祖瑞克找後退台階說:「完善的克隆是不可能的,但是,如近年的研究證明,我們每時每刻能夠做近似克隆,或者,有些時候能夠做完善的克隆。」即便如此,他們還要說不可克隆定理理論上保證加密絕對安全,不覺臉紅嗎。科學家總不能如老太婆念經,有口無心吧。反覆念叨的目的無非是給人灌輸一個印象:量子加密理論上無法破解,除非你推翻量子力學。當然,如果承認不可克隆定理是錯誤的,那麼,相關的量子隱形傳輸及其變種糾纏交換、多光子糾纏都是錯誤的了,整個大廈倒坍那還了得。
6.證偽實在論世界觀——唯物論世界觀
2015年5月20日英國《自然》雜誌網發布了澤亞·梅拉利(Zeeya Merali)的文章,標題為:「什麼是真正實在的?」。第一行寫道:「歐文·馬羅尼(Owen Maroney)擔心,物理學家花了大半個世紀從事欺騙(fraud)的行當。」其中問道,「波函數是物理上存在的嗎?抑或僅僅是個數學上的計算工具,它幫助我們在對世界一無所知的情況下解決實際問題?....對『真實世界』本性的爭論在量子力學建立之初就開始了,不管是薛定諤本人,還是其他物理學家,誰都說不出波函數的本質是什麼。....20世紀30年代,阿爾伯特·愛因斯坦拒絕接受哥本哈根詮釋,主要是因為哥本哈根詮釋認為兩個粒子的波函數可以互相糾纏,對處在糾纏態中的一個粒子進行測量,會在瞬間改變另一個粒子的狀態,哪怕兩個粒子相隔千公里。愛因斯坦不相信這種『幽靈般的』遠距離相互作用,寧願認為粒子的波函數不夠完備,比方說測量結果是由一種『潛變數』決定的,只是量子理論還沒有找到它。」潘建偉等的論文《多光子糾纏和干涉度量學》的第五章寫的是「實在論世界觀的證偽」,是從事這個欺騙行當的一個範例。這裡說的欺騙(fraud)不是指故意欺騙,是指從效果看等同於欺騙。
潘建偉驗證貝爾不等式的主要目的是證偽唯物論世界觀。文章「多光子糾纏和干涉度量學」第5章中提到:
*「隨著EPR工作的詳細分析及其經玻姆的擴展(1951),貝爾在一篇開創性論文(1964年)中證明,不管愛因斯坦等的希望,在量子力學和定域實在性理論之間有著深刻的衝突。EPR強調的概念上的衝突不僅僅是他們關於量子力學不完備的聲言,而且是直接導致關於二粒子干涉現象大大不同預言的衝突。」*「貝爾的著名定理是深刻的科學和哲學推論。它還表明,以前被忽視的那類糾纏態在實驗區分經典和量子上是非常重要的。下面我們先提出貝爾定理的形式方面以及關於潛變數理論『不可能定理』的其他形式。接著提出使這類理論無效的最重要的光子學檢驗。」
*「隨著前節所討論的多光子糾纏態製備的進展,對定域實在論理論有效性的新一類檢驗成為可能。」簡評:科學實在論屬於唯物論,對立面是唯心論。唯物論是人類文明進步的成果,也是馬克思主義和共產黨宣言的哲學基礎,否定唯物論是人類文明的倒退。請問,堅持唯物論的學者,你們同意潘建偉證偽實在論世界觀嗎?你們同意這個自然科學一等獎「多光子糾纏干涉度量學」嗎?
7.對經濟、教育和文化的禍害
(1)對經濟的禍害
量子隱形傳輸和多光子糾纏項目已經無為消耗了大量資金,特別是,「量子科學實驗衛星」和「京滬通信通信幹線」兩大工程可能浪費近20億人民幣,相當於30個貧困縣的年收入。前者設計壽命為短短的兩年,後者的實用前景堪憂。與「交學費」不同,浪費是最大的犯罪。更可怕的事,已經著手在股市圈錢,盯著千億級的企業礦藏。據報道,在概念普及的同時,各路資本也紛紛投入量子通信領域。2015年7月,阿里巴巴集團旗下阿里雲宣布聯合中科院成立「中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室」,共同開展在量子信息科學領域的前瞻性研究,研製量子計算機。2015年底,由國科控股,聯合中科大、阿里巴巴等單位,在京簽署戰略合作框架協議,發起成立「中國量子通信產業聯盟」。浙江東方參股了浙江神州東方量子網路技術有限公司,後者作為浙江省首家量子通信產業化平台,主要從事浙江省內量子保密通信固網建設和運營業務。有人已經驚呼:「量子通信可能是一場大騙局」。《財新》記者於達維發表文章「量子通信衛星究竟要幹啥?」,其中評論說:「對於潘建偉所說,十年左右讓每個人在互聯網上進行的轉款、支付等消費行為,都能夠享受到量子通信的安全保障,這一願景如何實現,如何為每秒種發生成千上萬次的轉賬、支付行為產生量子密碼,需要多少成本,還需要更加客觀的評估。」
(2)對教育的禍害
貝爾不等式和量子隱形傳輸已寫入量子力學的某些教科書,泛濫於科技文獻和科普作品之中,使得一代人在謊言中成長,有的成了量子巫術的衛道士,甚至成為量子通信騙局中的骨幹分子。
4月7日下午潘建偉在金華市文化中心禮堂開講「神話、哲學、互聯網與人類未來」,金華日報記者王健做了報道。潘建偉講了神話小說《西遊記》:「孫悟空有兩個神奇的特點,一是會分身術,二是會駕筋斗雲,小說里的「千里眼」和「順風耳」本是神話元素,隨著科技的進步一點點都變成了現實。那麼,神話故事傳遞給人們的觀念「天上一日、地上一年」是否也能被科學解釋呢?答案是肯定的。它的答案就在愛因斯坦的相對論里。」比喻:「一對雙胞胎兄弟,其中一個是宇航員,在宇宙太空中快速旅行,有一天他回來了,他的兄弟已經是老年人,而他自己依然年輕。科幻電影《星際穿越》里那些離奇的情節,在相對論中也是允許存在的,只不過人們目前還無法經歷罷了。」報道的結尾意味深長:「科學是美,聽講的金華人都有同感。一位聽講者當天發給朋友的微信里是這樣寫的:「聽了一下午,記住三點:一是量子力學理論上可以實現分身術;二是可以在家與單位光速傳送(也就是把你的靈魂,以量子信息從家傳給單位,再重構身體);三是看到這裡,一般人肯定以為講課的是個騙子,不是啦——人家是中科院院士、中科大副校長,有實際成果的:量子通信已在十八大上,在習近平等中央領導與國防部等要害部門通信時使用。最重要的是,最遲15年內,我們百姓也可以使用量子通信手機(今年要發射一顆量子通信衛星),安全、高效、不需要流量限制啦!歐美這項技術還落後於我們!」
潘建偉相信「天上一日、地上一年」,也不理解量子干涉和量子糾纏,不理解量子態疊加原理和海森伯不確定性原理,特別是錯誤應用這些原理,以至墮落到與神漢巫婆為伍,宣揚和傳授隔空傳物(巫術)之道,還用速度超天河2號百億倍的量子計算機蠱惑公眾,用量子密碼「萬無一失、絕對安全」矇騙政界、軍界、金融界和股民,用全盤皆錯的「多光子糾纏干涉度量學」混得自然科學一等獎。教授們已經用「天上一日、地上一年」和波粒二象性糊弄了一個多世紀,更糟糕的是,還在用子虛烏有的隔空互動,即非定域性,忽悠學生和公眾。
今年1月財新網有一篇報道,張雙南:與想推翻量子力學的少年對話。張雙南研究員說:這個孩子顯然非常優秀,而且彬彬有禮,但是由於還不知道科學研究是怎麼一回事,以為自己找到了物理學的一個大漏洞,試圖馬上推翻量子力學,沉浸在裡面不可自拔。這種情況我以前其實見到的很多,但是都是成年人、所謂的「民科」,沒想到中學生也會這樣,這樣下去真的會毀了這個孩子。中學生說:張教授您好,我叫……(為了保護孩子的隱私省卻了中學生的名字)。我想問您幾個物理體系的問題,就是相對論和量子力學矛盾的問題。我去北航的圖書館查了兩大物理體系的導論和概論以及兩大物理體系各自的延伸,我發現兩大物理體系殊途同歸,只是走錯了路。我發現量子力學完全誤入歧途了,或者說量子力學的不確定性原理和觀測者的效應束縛了我們當代太多人的思想。相對論的推導是以麥克斯韋的經典電磁場理論為基礎的科學。以光速不變性原理以及運動學定律在一切參考系都是普適的兩大原理導出的。而量子力學的波粒二象性從字面意思上理解就是不完備的,一個物質怎麼可能既是粒子又是波,從哲學上的來看這就是錯誤的。既是粒子又是波只有一個可能——就是我們現有的數學理論基礎達不到能正確認識或理解這種現象。張雙南在回答中強調:「有一類人被稱為『民科』,也就是雖然非常熱愛科學,但是沒有牢固地掌握基礎科學知識,也沒有經受嚴格和系統的科學研究的訓練,卻試圖解決科學的重大問題,大部分情況下是試圖推翻相對論或者量子力學,因為這兩個理論非常不『直觀』而且違反『哲學』。這些『民科』往往投入大量的精力甚至財力搞他們所謂的『科學研究』,但是一律是一事無成,都是在浪費他們寶貴的生命。我見過很多這樣的『民科』,我特別希望像你這樣有前途的年輕人不要成為這樣的人。」張雙南是潘建偉的好友,他稱潘建偉講演中提到的《星際穿越》「背後科學經得起專業推敲」,稱潘對饒毅講的不是玄學,那是「可以通過實驗驗證的」,因此我對他的回答不覺驚訝。雖然這位高二學生對現代物理內容的描述和評論不見得很正確,發現有矛盾意味著存在錯誤或需要合理的說明,他在向我們提出挑戰了。「官科」和「民科」都有好的,也有爛的,用「民科」去教訓這位學生是荒誕的,何況「民科」是某些人用來罵人的,不管吃的是哪門飯。我們應對這位學生提出自己的想法表示熱情歡迎,「官科」不要固步自封。希望寄託於下一代,諾貝爾獎得主伊西多·拉比在玻爾誕辰百周年紀念大會上講:「我覺得,我們還未得要領,下一代人,他們一旦找到那個要領,就會拍拍腦袋說,他們過去怎麼會想不到呢?」
(3)對文化的禍害
巫術萬年前可能就有的。孔夫子曰,敬鬼神而遠之,那時文明已有了很大進步。現時流行的宗教好像只有伏都教(Voodoo)帶有巫術性質,用通靈術給人治病、消災,在木偶上扎針隔空詛咒仇敵。怎麼量子力學會帶來科學與巫術的聯姻呢?量子隱形傳輸是指隔空傳物(teleportation),即使得某物在一處消失,使其立即在另一處出現,神出鬼沒是該理論的魅力所在。理論指傳輸的不只是量子態,是實物。為怕別人誤解,澤林格特彆強調,傳送的是原物(original)。他說:「也許一千年後真的能夠遠距離轉移一隻咖啡杯。」他認為,一個人無非是一堆碳原子氫原子等加一個靈魂(信息),如果把信息提取出來,隔空傳輸到遠方的一堆同樣的原子上,這個人就可以被複制出來。潘建偉說:「為什麼我們不可以大膽一些,不可以想像:由各種各樣分子組成的人,也可以在瞬間,帶著他所有的記憶,帶著他的品質,帶著他的痛苦和歡樂,甚至包括感冒,傳輸到遙遠的地方?」諾貝爾物理獎得主約瑟夫森2001年在一篇短文中寫道:「量子理論與信息和計算理論現在已被富有成效地結合起來。這些發展可以導致對像傳心術等過程的解釋,傳心術是不列顛的研究前沿領域,這些過程在傳統科學中還是不能理解的。」《福布斯》雜誌上有一段預言:「想像走到街區盡頭的隔空傳物站,拆毀身體,接著就在上班處出現。汽車不會有了,汽車修理工不需要了,加油站服務員不需要了,基於隔空傳物器的全新經濟可能發展起來。」量子隱形傳輸騙局也迷倒了無數的哲學家,當然邪教也有了乘機活動的機會。
科學欺騙嚴重破壞文化,如果以假充真、無中生有在科技界盛行起來,社會會變成什麼樣子——「假作真時真亦假,無到有時有還無。」連科技都敢於造假,甚至集團造假,社會的誠信度還能好到哪裡去。誠信是中華民族的傳統美德,需要珍惜。對造假的寬容、包容、縱容、保護都是罪惡行為,不管是出於愚蠢還是利益。
六.結束語——認清方向著力下一代量子革命
媒體稱,潘建偉:開啟量子世界的窗、揭開量子世界的神秘面紗、叩開量子世界的大門、在量子世界佔據一席之地、搶佔量子世界、在量子世界翻起筋斗雲、在量子世界中徜徉;潘建偉:量子世界裡的領跑者、量子天下里的領跑者、量子信息科學的領跑者、量子通信領域的中國「領跑者」、做世界量子通信領跑者、世界量子通信領航人;潘建偉:逐夢量子世界、量子世界「追夢人」、「量子夢」托起中國夢、在量子世界裡放飛夢想、深耕在量子世界、量子世界的「中國耕者」、在量子世界中執著創新、揭示量子微觀世界的奧秘、在團隊和國家的迭加態上探索求知、一個不斷締造傳奇的九三人、玩轉量子的中國男孩、中國理工科生的天王級偶像。他的學生稱他為「潘神」,也把他所做的研究稱為「潘神的迷宮」。事實上,潘建偉誤解量子力學,比不理解離得更遠,更嚴重的是誤用量子力學,很多記者和後面的推手都不了解這個真相。「潘神」已被捧得難以走出迷途,也許會被托爾斯泰所言中:「有些人把個人的結論,津津樂道向同僚講解,趾高氣揚對他人教導,根根花線編織鮮艷錦緞,哪怕有最簡單最明顯的真理要迫使他們承認那些結論是偽的,我知道多數人,包括能夠輕易對付最最複雜問題的,皆難得接受那個真理。」
廣義地說,光纖通信和微波通信都是量子通信,但潘建偉的「量子通信"則是另一回事,或為巫術,或為被量子加密冒充,怎麼能列為「十三五」規劃的重中之重。科學中的錯誤並不可怕,擔憂的是對錯誤的舉國支持。富裕國家也是不隨便花納稅人的錢的,何況我國還不富裕,錢更應該合理地使用。美國的教訓值得吸取,2003年美國空軍實驗研究所花2萬5千美元請人做了專項調研《隔空傳輸物理研究》,國防部不批准這種研究。2007年美國「先端情報研究計划行動」機構表示不再向量子計算、量子密碼分發提供資金。2015年美國國防部先進研究項目局終止原來支持量子計算研究的兩個項目:「量子糾纏科學和技術」和「量子信息科學」。他們這樣做不無道理,一個顯然原因是,曾花了大錢,實事一無所成,說不定在理論上也有所懷疑。他們為什麼不建量子通信幹線,不放量子通信衛星,因為這樣的事由市場決定,大公司去辦,不會去爭「首次,第一」。總之,建議從新審議潘建偉主持的兩個中心(量子信息與量子科技前沿協同創新中心和量子信息與量子科技前沿卓越創新中心)的研究方向,重新審議他主持的兩大工程(量子科學實驗衛星和京滬量子通信幹線)的立論依據。量子衛星工程看作是空間科學先導專項「十二五」決勝階段的關鍵,意義十分重大,然而,由於非線性晶體的自發參量下轉換的效率非常低,產生的激光非常弱,八達嶺-懷來實驗和青海湖實驗都是在晚上做的。當光源位於高速運動的衛星上,加上嚴重的大氣湍流干擾,即使整個光路上沒有一點雲霧,實驗也是冒險,而通信的實用意義全無。潘建偉也擔心:「也許我們的項目將崩潰,從不工作。」此星預定7月下旬擇機發射,恐怕會栽在「首次,第一」的情結里。
還有那個自然科學一等獎《多個子糾纏干涉度量學》,公眾普遍反映看不懂:「字我都認識」;「作為一個物理學博士,我負責的告訴你,我不懂」;「每個字我都看得懂,但是連起來我怎麼就不能理解啥意思了呢」;「我看懂那些字了,意思沒懂,看完後字也忘了」;「很仔細地看完了,結果還是沒看懂」;「實話實說,我連標題都沒看懂」;「看了解釋,我更不懂了」;「一看我就成了文盲了」;「我還以為我能看懂」;「應該怎樣裝作看懂了」;「誰知道在哪裡能充值智商嗎?我想充100塊」。這個獎項中的多光子糾纏是假,因而全盤皆錯,建議撤銷這個自然科學一等獎,以免起不良引導作用。
對貝爾定理半個多世紀的實驗檢驗看到,沒有另一個物理定理的漏洞有貝爾定理的那麼多,其漏洞堵不勝堵。原來,貝爾的潛變數定義與量子力學的形式體系相衝突,所以再發現新的實驗漏洞和堵漏洞都無意義,動用衛星去堵什麼漏洞,是極愚蠢之舉,如果這樣做的話。
自然法則是無情的,倒行逆施,必將落個歷史笑柄,永遠掛在恥辱柱上,如此受吹捧的量子巫術、量子魔術,將會同布朗洛的N射線、李森科的小麥春化、舍恩的分子晶體管、黃禹錫的克隆造假、陳進的打磨漢芯、三鹿的三聚氰胺奶粉一樣可恥下場,甚至更慘。因事關重大,建議舉辦一次香山科學會議來討論有關貝爾不等式的學術問題,相信眾多有識之士決不會容忍自然法則被曲解,真假被混淆,是非被顛倒,科學精神被罔顧,科學方法被摒棄,良知被泯滅,納稅人的辛苦錢被糟蹋。
阿斯佩克特曾為貝爾1987年出版的書《量子力學中可言語的與不可言語的》寫了導論「貝爾與第二次量子革命」。隨著物理學的發展,自然期望會有第二次量子革命,但是阿斯佩克特由非定域性倡導的量子革命神話已經破滅,事實上近30年來依據非定域性沒有完成過一樁實事。對於下一代量子革命,首先還是要革量子物理學本身的命,雖然其量子力學部分的自洽性完美,成就輝煌。光子的波粒二象性是愛因斯坦提出來的,他不滿意波動性和粒子性的湊合,說:「我認為,理論物理髮展的下一階段將帶給我們一種能看作為波動說和發射說融合的光理論」。有了這樣的理論,自然,量子的衍射、干涉、隧穿和糾纏等都能獲得合理的解釋,應用得以進一步發展,到那時量子力學概論也可以進高中課堂。總之,儘管約翰·貝爾是一位誠實和高尚的科學家,但是貝爾不等式無科學意義,非定域性子虛烏有,除了他人用來自欺欺人或造假,無第二個用途。望我國的量子物理學家分辨真偽,認清方向,爭取在下一代量子革命中做出令世人刮目相看的貢獻,不要喪失已經來臨的大好機會。
潘建偉回應了此人的質疑。以下內容轉自「中科院之聲」微信公眾號:
近年來,隨著量子信息科學的發展,科學界旋即出現了許多對於量子通信的質疑。北京大學物理學院退休教師王國文在一篇《掃謊打非:敦促潘建偉院士走出迷途》的文章里稱潘建偉所說的量子糾纏是對愛因斯坦相對論的否定,「純屬謊言」,而認為其實驗路線「胡作非為」。
上海大學數學系的密碼專家曹正軍今年3月發表的文章《量子通訊是否真的無懈可擊》指出,量子通信這種看似無懈可擊的通信方式,實際上是以犧牲信號穩定性為代價的,一旦存在敵方的任何形式的入侵行為,量子通信都將無法實現,而傳統的密碼體系,都是假設敵方可以獲取信息,但是從計算複雜性上讓敵方無法破解。「如果敵手消失了,那麼任何密碼技術都是多餘的。」從這個意義上說,量子通信可以說是只要有敵方存在就辦不了事,這樣的系統最終只能淪為擺設。記者:現在很多人也質疑,例如認為量子通信的安全性是以犧牲穩定性為代價的。還有人質疑所謂的「量子通信提供了無條件通信安全方式」的說法過於絕對。潘建偉:我歡迎基於科學實驗的嚴肅的質疑。現在對於量子通信的質疑有三類,第一類是完全質疑量子科學理論。現在量子理論的科學性已經建立起來了,儘管我們現在還不知道量子糾纏為什麼會發生,背後的東西是什麼。但我們的實驗也驗證了量子糾纏確實存在,所以如果有人對量子糾纏理論有突破,可以發表,經過同行評審,認為是有科學價值。但如果只是自己講,我們不會給任何回應。第二個是干擾問題,這種抗干擾能力跟無線通訊、光纖通訊是一樣的。如果一個人說,我把你的信息攔截了不讓你通信了,你的系統就崩潰了。他當然是可以攔截。但是回過頭來,如果我們在光纖中通過經典通信傳輸,那我也是一樣可以攔截你的。這兩種攔截的成本、所需的技術和難易程度完全一樣。所以有些人說量子通信衛星的抗干擾能力弱是不對的,我們和經典通信是一樣的。「無條件安全」在它的內涵裡面是合理的,但是我只能說這個通信本身是安全的,不過基於一個假設就是,信息傳遞的這兩個終端自己不要出問題。我們的量子通信只管通信的過程是絕對安全的。但要做到「完美」的信息安全,我認為應該把終端的安全也一起管起來。第三方面,我們項目剛啟動很多人都在問,是不是國外已經在做了?我們要鼓勵大家敢做一點別人沒做過的事情,如果一定要別人開始做了之後我們再去做,我們還能成為一個創新的國家嗎?
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說一下我個人的觀點,潘建偉教授對王國文的回應我是比較認同的,物理學是一門實驗和觀察的科學,沒有經過嚴格證明的理論是沒有意義的。如果對於任何一個空口無憑的指責都要給予嚴肅、認真的回應的話,那科學家豈不是會累死?在這一點上潘建段教授的做法是對的。
但是潘建偉教授對曹正軍的回應我就不能認同了,我認為潘建偉教授並沒有從正面反駁曹正軍的觀點。曹的觀點是:只要存在竊聽,量子通訊就無法實現。而潘說的是:量子通訊和經典通訊的攔截成本是一樣的。 而實際上「攔截」並不能等同於「竊聽」。「攔截」是指完全阻斷通訊,而「竊聽」是不阻斷通訊的前提下進行監聽。曹認為經典通訊可以在有竊聽的情況下正常通訊(通過加密來保證安全性),而量子通訊因為其不可克隆的特性,只要存在竊聽就不可能進行正常通訊。這樣一來,只要有人試圖竊聽,不管成功與否,都會對量子通訊產生干擾。講道理,如果真的是假的,發篇論文出來指出錯誤之處不是更好?發篇博文出來和民科有什麼區別
轉一篇搜來的文章
王國文何許人也?權威??呵呵@darth0429
首先我們不說王國文的那些觀點是否正確 但他至少沒能證明自己正確吧?
如果得到國際公論 幾個諾貝爾獎都不夠他拿的好嗎?實際呢?為什麼我怎麼看都覺得王國文自己比較像民科呢?難道整個國際物理界迫害他一個?(1)重大進展或彌天大謊http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=212815do=blogid=409441(2)量子魔術:實驗演示多光子糾纏http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=212815do=blogid=347314(3)彌天大謊:實現量子隱形傳輸http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=212815do=blogid=335606(4)假大空話:永遠解不開的密碼http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=212815do=blogid=341476(5)波函數坍縮假設的謬誤與禍害http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=212815do=blogid=271791(6)貝爾不等式的謬誤與禍害http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=212815do=blogid=271637(7)隔空傳物理論的謬誤與禍害http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=212815do=blogid=271693(8)量子退相干綱領的謬誤http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=212815do=blogid=501934你去看這些標題 哪個不是和物理界主流背道而馳 哪個不是大字報
王國文只是北大物理院教授罷了 具體是研究什麼的還不知道呢 他說的話就權威?
他噴的潘建偉是何許人也?自己百度吧 王國文的幾個博文能當權威?那我發個別人的給你看看?只看個王國文就以為自己悟了?還反過來說別迷信權威?你的王國文更不權威好嗎?你怎麼反而更迷信他
1. 引子
首先,王國文的文章根本是垃圾。要是一般人寫的,權且當作民科難抑寂寞
發泄一番,大可一笑了之。他的文章沒人理睬,可能也是出於這個原因吧。由於署名北京大學物理學院,並非冒名,在網路上轉載還頗熱鬧,polik就覺得有點過意不去。誠然,北大水平與王國文屬於同一級別,並無必要為捍衛北大聲譽浪費時間,北大的聲譽是否大於零,本人及同道一向強烈持疑。但為公眾能得到正確的科普起見,花點時間點批一下,免得有人說學術界的人普遍缺德,見妖言惑眾而不喝止。何況這是他第二次拿這種東西來佔新語絲的版面爭讀者眼球了。對這種abuse自由媒體和開明版主的人發慈悲就是對老實百姓的殘忍。更不是替潘建偉來抱不平。潘近年在國際上,而不只是國內,出了一些風頭,
實惠虛名都賺了不少,除不值得同情以外,其知名度和公眾人物身份使得他有接受公眾質問的義務。其次,他的東西並非如他自己/他前老闆/國際物理通訊兵們所吹的那樣美好和神奇。加之潘本人大話不停,牛皮甚多,發燒友一堆,此時忠告一下對他本人及其團隊,剛入道的研究生,還有那些非替老百姓管錢不可的官僚都有好處。但王國文這種不倫不類的文章一不符合學術界慣例(你有好的觀點,有數不清的雜誌歡迎你投稿,潘在Physical Review Letters上發文章,你有異見,PRL絕對歡迎你comment!),二是根本不著邊際,徒然給人故意攪局或當托兒的聯想,增加某些專業人員對潘和前老闆及其好友們的工作的進一步追捧。2. 王國文的文章為何是垃圾?
一個真正有創意的觀點,寫成一篇正式學術文章以後,一般都會捨不得投IF
不夠高的雜誌,更不會輕易送到科普媒體上去"發表"。可以想像,王其實明白自己的東西是個笑料。當然,王可能不食人間煙火,跟隱士Perelman一樣,不發雜志文章。所以,在這裡權且抬舉抬舉他,把他的文章當成正式工作comment一下。王文的第一個批評,也是其主旨,就是質疑三光子糾纏態是否真的糾纏態。
理由是那些光子的態是"事後諸葛"式的重建的。這樣的作法根本不是潘的原創,至少已有10幾年的歷史了。雖然最初有些人對這種方法強烈反對,但對它的質疑已經遭到了徹底的回駁。此事已經塵埃落定,絕非王文所稱的"未見有人能講清楚它的物理機制"。Science 雜誌還曾專門請人寫了篇高級科普見證,詳見Science 2005, 307卷,第875-879頁。簡而言之,事實上,經過稍許澄清即可以得知,傳統上對干涉條紋的指認或歸屬與這種"事後諸葛"式的重建並無本質差異。現在對這樣的糾纏態已經司空見慣。早於潘發表的文章數以十計,這個技巧根本不是"潘建偉研究組的工作"的核心,而且也不是潘的前老闆Zeilinger提出的。王沒有了解這些基本知識,瞎批一通。王一方面通過否定量子力學目前容許的"非定域特徵"來批評"潘建偉研究組
的工作"可能建立在脆弱的學理上,另一方面他又毫不顧忌地引入無絲毫實驗證據更為離奇的所謂"准空態"來解釋現有的實驗觀察,其大無畏精神必令堂吉柯德自嘆弗如。退一萬步,假設真的有他說的"准空態",要解釋EPR關聯,那也無法擺脫超距作用,只是換成子虛烏有的"准空態"與所謂"非空態"的超距影響而已。這會是個幽靈"潛波"加隱變數再加超距作用的三重魔怪。而且,顯然,這種超距作用會有真正的災難性,相對論必然就此咽氣,而量子力學容許的超距作用因受隨機性的保護卻不產生災難。不知道他到底要捍衛什麼?不信的話,王不妨把他的觀點寫成學術文章投到中國的"物理學報"或其他任何一家需要審稿的雜誌,保證退稿。王聲稱"聲名狼藉的(infamous)波函數坍縮假設在量子物理中可能是完全
多餘的。"完全是民科式的武斷。波函數崩塌有人懷疑,解釋崩塌的理論也好幾個,但絕不是聲名狼藉。恰恰相反,事實是,波函數崩塌依然是量子力學解釋測量結果必不可少的假設。雖然現在對崩塌過程的細節描述上還有一些問題沒有得到完全滿意的解決,但崩塌本身作為一個事實已經無人懷疑(民科和疑似民科除外)。王所引用的那些質疑量子力學正統解釋的人和他們的話,都是邊緣人物或者
極端少數觀點。不是說邊緣人物都有問題,但決不是邊緣人物的話就是對的。他引用的一些人根本就是一些熟知的民科水平的大嘴巴學者。再如,他引用這些國際民科的話說:"貝爾不等式實驗檢驗的違反只表明經典統計法不適用於推導量子力學的預言"以及德布羅意基金會前主席洛察克(G. Lochak)說"依我之見,貝爾不等式的實驗違反無關於所謂的"非定域性"或"非分離性"。這違反只不過表明量子幾率不是經典幾率!"請問:能否給出所謂"量子概率"的定義?如何用它理解Bell定理?再說,這些話與王推崇的"准空態"和"潛波"有何關連?對該領域稍有基礎的人不難看出,王與潘的學術水平之落差是超距的,根本不是一個層次。王如果真正關心量子光學或量子計算,應該先好好複習一下量子力學,讀幾篇像樣的文獻,再作打算,而不是在讀了一些國內國際的民科作品以後就亂髮議論。用一篇充滿學術漏洞和常識錯誤的文章去評論一篇正式發表的文章,根本就是變相替人家抬轎吆喝。例如,王把 J. A. Wheeler說成是諾貝爾獎得主,把德布羅依的"空波"和"從體"說成是解救非定域困難的藥方等等,這類小兒科錯誤一犯,北大水平就原形畢露。看到這樣的批評文章,我不得不懷疑作者是志願替潘建偉當沙袋的。以為中科大是河北科大嗎?
這人是去北大蹭過兩節課的民科么。。。
啥?他是北大教授?!那就一定是混上教授的民科了~量子物理的基礎理論,這得找已經死了的泡利,海森堡,狄拉克等人。不是潘建偉的鍋
沒看出來王教授關於量子通信不可能實現方面哪裡說的不對啊,怎麼那麼多人對此慷慨激昂呢?
愛因斯坦說測量前粒子狀態是確定的,玻爾說測量前粒子狀態是不確定的。他們誰說的對呢?愛因斯坦的死忠粉絲貝爾設計了一個不等式:如果愛因斯坦是對的,貝爾不等式應該成立;如果玻爾是對的,貝爾不等式應該不成立。結果,證明了這麼多年,貝爾不等式都不成立,結論是愛因斯坦錯了。由於支持愛因斯坦的人不服,提出了異議,將來還會進行更完善的實驗。 我可以告訴全世界,不管將來科技如何發達,到哪個星球去做實驗,貝爾不等式都是不成立的,用貝爾不等式來判斷愛因斯坦錯了,是不公平的。為什麼呢?愛因斯坦說粒子測量前狀態是確定的,應該是一個粒子的狀態在測量前是確定的,而不同粒子的狀態是不同的。對大量粒子來說,這和玻爾所謂的測量前粒子處於不確定的疊加態的效果是一樣的,因此,他們兩個所說的都會導致貝爾不等式註定是不成立的!貝爾不等式不成立根本不能證明愛因斯坦錯了。恰恰證明愛因斯坦對了,而玻爾的連上帝都不可能實現的疊加態和糾纏錯了。全世界的科學家們都不要再勞民傷財地去做貝爾不等式實驗了。
測量一對對無關粒子,不等式不成立;一對糾纏粒子分開後狀態確定但每對不同,不等式也不成立。這等於說,不等式不用驗證就知道一定不成立,且不成立恰恰證明糾纏粒子分開後狀態就確定了。結果卻用不等式不成立證明糾纏粒子分開後狀態不確定。這不是勞民傷財地製造冤假錯案嗎?
明明實驗結果表明,糾纏量子分開後狀態就確定了,偏偏說實驗結果證明糾纏量子分開後狀態不確定。
你們說,大家不會合謀造假,可你們現在這樣,完全根據書本上的東西,不讓人家說真話,比合謀造假還理直氣壯!難道王教授沒看過你們看過的書嗎?全世界都在用貝爾不等式來證明愛因斯坦錯了,那就意味著全世界都對了,愛因斯坦錯了嗎?
用一個不等式證明兩個等價的東西誰對誰錯,並證明出來了,以後還要繼續證明,你們不覺得可笑嗎?
這個作者明顯是個沒腦子的糊塗蛋,如果他真的是在北大任職,那絕對是北大的恥辱。
號稱與量子打交道一甲子,一甲子可就是60年哦,也就是說王國文在超過60年的時間裡,或者說在他這輩子里,都沒搞懂過什麼是量子糾纏。
如果一個人如果連牛頓定律都沒搞懂,那麼此人發表的任何物理學的言論都是放屁,而且是最臭的那種屁。
王國文在科學網有博客,我之前在科學網上跟他爭論過,王國文是錯的,潘建偉是對的,我其實已經差不多快解決完125個世界前沿難題的第21個重大前沿難題,量子糾纏,暗物質和波粒二象性等已經很明朗了,解決這些問題最大的困難在於解決數學基礎性問題,我們的數學存在很多基礎性嚴密性問題,這些問題解決了,那些世界重大前沿物理問題也跟隨著解決,突破口就在微積分,微積分是用來解決時空問題的。
看他寫的,貌似他不懂量子力學。
北大物院主頁教職工名單w姓氏下並沒有這個人的說……
這個人不是北大的,是個騙子。
跳樑小丑,嘩眾取寵,有什麼好需要看待的?
一個公式都沒有?
這人真是北大物理學院的?中國的物理研究真靠這班人吃棗藥丸
有一點不明白,量子力學是現代物理的兩大基石之一,其正確性已經為多次試驗反覆證實,並未學術界所公認。王這樣一個沒有基本常識,滿嘴紅衛兵語言胡咧咧的人,是如何在北大物理系混到退休的?
吹牛要負責任的。
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