潘建伟:与量子纠缠的人生
2023-03-10喻菲徐海涛
喻菲 徐海涛
“上帝是否掷骰子”,这个困扰过爱因斯坦的量子物理核心奥秘同样让潘建伟常常凝神思索,在他眉宇间刻出两道深深的沟痕。
从潘建伟第一次认识到量子世界的诡谲离奇到沉迷其中、不能自拔已过去20多年。为何会有量子叠加、量子纠缠这些奇异的现象尚无答案,他却一直致力于利用奇异的量子特性来制造不可破译的密码,发展保密通信,研制强大的量子计算机……
世界首颗量子卫星“墨子号”从太空建立了迄今最遥远的量子纠缠,证明在1200多公里的尺度上,爱因斯坦都感到匪夷所思的“遥远地点间的诡异互动”依然存在。作为量子卫星首席科学家的潘建伟还有更大的目标——在地月间建立30万公里的量子纠缠,检验量子物理的理论基础,并探索引力与时空的结构。
1990年,潘建伟第一次接触量子力学。那时,他经典力学、电动力学、统计力学都学得很好,却完全搞不明白量子力学,有次期中考试量子力学差点没及格。“双缝实验中,人没有‘看电子时,就不能说它是从哪条缝过去的,这实在太奇怪了,这不对啊。一个人要么在上海,要么在北京,怎么会同时既在上海又在北京呢?”量子世界的奇怪与陌生让潘建伟陷入这样的苦思。现在回看,潘建伟认为这是最好的现象,“量子力学的创始人之一玻尔说,如果学了量子力学后,你不觉得奇怪,不觉得不可思议,不犯糊涂的话,那你根本就没学懂。”量子世界越古怪,潘建伟越想搞明白。于是,他选择与量子“纠缠”下去。
他认识到,物理学终究是门实验科学,再奇妙的理论若得不到实验检验,无异纸上谈兵。然而上世纪90年代,中国缺乏开展量子实验的条件。1996年硕士毕业后,潘建伟赴量子科研的重镇——奥地利因斯布鲁克大学攻读博士学位,师从量子实验研究的世界级大师塞林格。
一个理论物理专业的硕士,想要很快进入实验量子物理前沿,其中困难可想而知。为尽快掌握要领,潘建伟几乎整天泡在实验室里。当实验中出现问题,潘建伟从不退缩,把困难当作更上层楼的激励,大家总是听他说“情况很好”,这个非常乐观的人总能找到解决问题的办法。实验中难免有让人灰心丧气的时候。但潘建伟说,做自己喜欢的事需要耐心,欲速则不达。“我愿意循序渐进地学习、工作。成功了,当然很高兴;不成功,也不觉得失落,就再来一次。关键是享受这个过程带来的乐趣。”
“追求量子物理的奥妙,能让人获得内心的从容和安宁,如同在阳光灿烂的春天走在青草地上般心情愉快。”“研究量子物理对我的性格、思想产生了影响。在牛顿力学里面,0和1,黑或白,要么绝对正确,要么绝对错误。但量子力学告诉我们,对错、好坏是很难界定的,这时人就变得包容。”
潘建伟在繁忙工作之余参加了很多科普活动,还创办了以科普为目的的墨子沙龙。他说:“建设创新型国家,必须培养公众的科学兴趣,提升公众的科学素养,否则就不可能建成真正创新的国家。”
(选自《科學家》2018年第10期,有删节)
◆赏析
潘建伟向着心中的“量子”梦想出发,从“追随”到“领跑”,站在世界的前排,和宇宙对话。对未知世界的好奇心开启了他探索量子世界的大门。每个人都需要有自由的心灵和独立的思想,用无穷的耐心去探索,用不懈的毅力去坚持,终会发现另一个美妙的世界。