
没有准备好的学生(12)- 量子纠缠
李革胜,2013-10-11
Dave 是德国海德大学“量子通讯”课题组研究助理,浙江横店人,本科毕业于中科大物理系。20年前,他与G同学是在北京,一次全国高中生夏令营中认识的。高考结 束后的第二天,在没有任何征兆的情况下,作为唯一的四川高中生,G同学懵懵懂懂地被人秘密送上一辆开往北京的特快列车,他和来自五湖四海的30名高中应届毕业生被悄悄地安排住在丰台的二炮军事基地。夏令营的活动全部是在封闭极端秘密的情况下进行的,交通大学也只有材料系主任Z教授等几个人知道,大多数人都被蒙在鼓里,这是后话。当时,G同学被反复地严肃警告,绝对要保守秘密,不许把夏令营的任何细节告诉任何人,只能对外声称讲在北京走亲戚,并故意安排他们去天安门,故宫,长城等著名景点照相,看上去只是在北京旅游,掩人耳目,因为他们要秘密参观核物理实验室。
晚上,他们住在丰台;白天,一辆大巴把他们送到中科院研究生院对他们进行封闭式训练。G同学记得夏令营开始的翌日,一位中科院副院长给他们讲了话,美国哥伦比亚大学的一个招生办主任也讲了话。G同学9岁就开始学英文,生平第一次近距离聆听老外用英文讲话,虽然对其讲的内容只听了个大概,但对这个有些秃顶微胖的美国人印象相当深刻。剩下的时间就是辅导老师把大量的英语物理试卷给他们练习,摸底。G同学当时并不清尚,这里就是大名鼎鼎的“CUSPEA委员会”北京总部,(China-U.S.Physics Examination and Application, 中美联合招收物理研究生)项目(1979-1989),估计是他们也对派出去的人到底是什么水平不甚了了,找些高中生来对比一下,心里有个概念,可以比较。
上世纪八十年代,CUSPEA是中国最高级别的出国留学考试。当时中国大学毕业后必须留在国内服务,只有直系或旁系侨属可以大学毕业后直接出国,而CUSPEA考试是中国大学生出国的唯一机会,也是八十年代中国侨属吃香和高中生们追捧物理的重要原由。而中国允许向美国输出大量“理论物理”的研究生,高瞻远瞩,当然是为了美国的原子弹技术。当时只有最优秀的大学生才能获准参加CUSPEA考试,整个八十年代,全国参加CUSPEA考试的大学生最多的时候也就是600人/年。CUSPEA考试与TOEFL,GRE不同的是,CUSPEA英语试卷是由中国科学院研究生院出题,也有人说是中国科大研究生院,两者当时其实是一个单位两块牌子,不分彼此。全部试卷在北京由来自全国各大学研究所的专家评阅,有点类似现在的公派留学考试,由CUSPEA委员会根据分数决定该年度的推荐学生名单,全是暗箱操作,即由中科院研究生院决定谁去美国偷原子弹。CUSPEA英语考试与后来的大学六级,英语水平考试 (EPT),外语水平考试(WSK),研究生入学考试的标准,难度与出题方式大同小异,G同学在高中时期就烂熟于胸,所以能在国内的考试屡屡过关,与他长期刻苦努力的准备工作分不开。
当时,没有人料到,89年的学潮会让如火如荼已经进行了十年的CUSPEA嘎然而止,九十年代的MINI CUSPEA规模和影响要小得多也是深受北大物理系卢刚杀人事件的负面影响。据传,这次夏令营的成绩呈交上去后,有位中央领导颇为震怒,十分不满,出国留学的考题高中生都作得出,没有必要派遣大量留学生去学什么理论物理嘛,以后CUSPEA人数要逐年减少!从现在的眼光看,当年中科院秘密组织这次夏令营活动非常有前瞻性,G同学等30名高中生是作为CUSPEA的第二梯队代表,预备在九十年代送往美国偷原子弹,提前在北京悄悄地进行集训。整个夏天,G同学等高中毕业生在北京刻苦练习CUSPEA考试模拟试题,让高中毕业生参加研究生的留学考试,听起来匪夷所思,在那个年代,这都是真实的。九十年代,北京一家民间留学机构曾经悄悄地做过一个实验,把个别学习能力强的小学生组织起来,每天给他们大量GRE全真模拟试题练习,并指导他们如何掌握GRE出题的规律,让他们背诵大量GRE作文范文,结果,小学生考GRE上2,000,被美国大学研究生院录取亦有见诸报端,这绝不是坊间传闻,是真实的历史。因为GRE所需的数学逻辑知识并不高,记性好的小学生考出高分很正常。
后来,和G同学一起参加夏令营的30名高中生中,除一人因患肝炎外,九十年代全部被国家公派送往世界各地。G同学在进入交大前,早就把“大学物理”,“大学化学”,“高等数学”, “工程数学”等大学基础课程烂熟于心,所以在交大敢明目张胆肆无忌惮地翘课去苏州,杭州旅游,去舞厅和形形色色的姑娘们跳舞,惹恼了F教授,被补考了两次,贴上了所谓交大“差生”的标签。G同学高中基础好,预修了大学课程,考试能力强,如果高中毕业时直接报考研究生,完全可能榜上有名。
Dave与G同学在二炮丰台基地是室友,两人都年轻气盛,互不服气,互相竞争,角力时常隐现,两人关系时好时坏。Dave曾向G同学吹嘘,他瞧不上交大,曾经放弃保送交大名额,转投科大。G同学反口相讥,科大一个本科要读五年,看阿拉四年后在中科院读研究生时,侬还在读本科,没想到一语成箴,四年后,G同学在科学院读研究生时还真到合肥拜见了本科生Dave。夏令营结束前,G同学他们参观了北京正副电子对撞机,清华大学核反应堆实验室,印象很深。
那次夏令营结束十年后, Dave同学与G同学同时拿到中国国家留学基金,Dave奉命飞往萦耳多年的德意志。出国前,两人在车公庄大街的鸿儒餐馆吃了顿散伙饭,G同学在餐桌上给 Dave同学谏言,到了欧洲,千万别去英国,去了回来也不要讲,你的蹩脚英文一开口就露馅了。去德国,最好不要去柏林,汉堡等发达城市,你的德文只能回来骗国内的土鳖,在德国佬面前忽悠门都没有,德国南部有个小城叫海德堡,那里有句口号,“除了德文,我们什么都会。”你德文不好,谦虚地告诉内行,知道你是在海德堡学的德文,没人会笑你为难你,当地人都讲不好德文,更何况国人。这是留学德国的小窍门,国内的土鳖根本就不知道,好蒙。Dave同学以为然,偷偷 把柏林大学的邀请信扔进厕所,暗暗决定去海德堡。两人互道保重,依依惜别,相约欧洲见。
三年后的夏天,阳光明媚,神秘的G同学手持加拿大护照来到德国西南Baden-Württemberg的一个县级市海德堡,在海德大学“量子通讯”实验室做 了三个月访问学者,此行的主要目的是看望一下远在异国他乡的老同学,Dave,为实现这个夙愿而付诸的行动。看到Dave在多瑙河上做的“量子信息隐形传 输” 实验,G同学有似曾相识的久违之感。据传,这是新一代量子计算机的雏形。G同学起初丈二和尚摸不着头,揣摹Dave同学葫芦里卖的什么药,他什么时候学会 了魔术,在大搞巫术科学?因为Dave同学宣称,量子隐形传输可用于大容量、原则上不可破译的保密通信,是下一代加密通讯工具。但G同学看来,Dave同学偷换了概念,量子隐形传输其实就是在离合计数器上作的魔术表演,贝尔基测量和隔空传输保真度测量,贝尔型不等式违反验证光子隔空传输等实验完全是欺骗外行。
Dave博士把G同学从加拿大请来海德堡,是因为G同学是个TCP/IP协议高手。他可以把TCP/IP成功的因素完全移植到对为数众多的低层协议的支持,并建立一个抽象的分层模型,这个模型中,每一抽象层建立在为高一层提供服务的基础上。当时,G同学一直搞不清Dave葫芦里卖的是什么药,他的量子计算机还没影儿,就张罗着做量子计算机网络协议。Dave同学酒后吐真言,这是营销方式,在卫星还没有上天之前,你就讨论卫星广告费如何收取,怎样才能打折等,这会给 别人一个印象,你的量子计算机技术已经很成熟了,没有人会怀疑你的卫星是否能够发射成功。
我们知道,在数学上很容易做个不发散的线性波包,假设其中只粒子的能量和动量相关的傅立叶特征分量为该粒子的波函数,这个波函数就具有波粒二象性。而用波包的含峰片和不含峰片的干涉可以用来解释杨氏双缝实验,但它也能用来诠译被戏称为“巫术科学”的量子纠缠。
对正常人来说,隔空传物作用不可思议。量子的纠缠特性只是在数学上存在,逻辑上讲得通,但科学要向逻辑屈服吗?逻辑上讲得通的东西多了,隔空传物却是实现不了,因为我们生活的世界必须受时空限制。量子力学就数学表述的完美性而言,无可挑剔,但对粒子物理现象的诠译,理解与验证无奇不有。费曼就讲“没人能真正看懂量子力学”,指的是量子力学本身就有诠释问题,量子力学曾被称为粒子物理学中的“周易”,烂到谁都可以按自己的思维解释,用量子力学去解释量子力学, 用量子力学去证明量子力学,用量子力学去检验量子力学,什么问题都可以回答,什么现象都可以验证,但始终解决不了实质性的大问题。如,量子力学可以给个数学公式定义全同电子的态有交 换对称性质,即量子纠缠,但却不能回答简单的问题,如一对全同粒子到底是如何发生纠缠的。Dave同学的问题实质是“用数学的枪打物理的点”,混淆了逻 辑,偷换了概念。
是的,我们对玻尔的量子干涉互补原理和海森伯的不确定性原理诠译能推导出微观粒子不具备实在性,但量子力学从没有讲过,传递信息可以不用客观实质载体, 即,脱离载体的信息传递是可能的。一句话,神乎其神的量子纠缠其实是个骗局,说一千,道一万,“量子计算机”造出来才是硬道理。因为,量子力学告诉我们,在我们的世界,绝不可能有不受时间,空间限制,无需载体,无任何物质能够阻挡的信息传输通道。除了上帝,没有万能的技术。量子纠缠原来是生搬硬套玻尔的 “互补原理”,而玻尔本人提出的互补性是因果性哲学思想也是抄袭中国道家“太极”原理来的,“海森伯原理的提出引起了一系列的哲学争议:物质微观运动的基本规律统计性是否是实质的?是否必须放弃或推广决定论或因果原理?量子力学能否看成一种“完备的”理论?微观客体和测量仪器之间到底是什么样的关系?人对事物的认识有没有最终的界限?如此等等”。[1]所以,理论物理学家的逻辑还是值得商酌。G同学并不反对科学研究跨学科跨领域,关键是不同领域相互抄袭的结果对人类文明进步到底有多大的推动作用?认识到这样的抄袭对社会对个人有哪些好处与有哪些危害更重要。
事实上,1993年的隔空传输理论和1997年的所谓实验证实都被提名过诺奖,人们认真严肃地思考后发现这是个伪科学。当时,德国科学基金会 Deutsche Forschungsgemeinschaft,DFG已决定砍掉量子计算,量子隐形传输和量子密码方面的经费,他们认为这种鬼科学研究毫无价值与意义,把封建迷信引入神圣的科学殿堂,是在搞历史倒退。因为DFG的咨询专家们发现在Dave身上花了大钱,却一事无成,怀疑其理论依据有问题。
G同学在海德大学听到很多风言风语,Dave同学的文章大都语焉不祥,文章写得不明不白,实验结果云里雾里,有很大的欺骗性,完全是跟他的导师Z教授马首视瞻,对诺贝尔奖亦步亦趋。G同学曾经咨询课题组的其他研究生,大都耸肩表示看不懂,一问三不知。后来听到谣言,Dave 只会用分束器把一束光分成两束,做贝尔态测量试验和制备多光子纠缠态,别的东西一概不会。他的文章一点也不科普,本质上就是在玩文字游戏,数学游戏,在数 学文字上纠缠不清,根本没有触及实质性的物理问题。为了发表文章而发表文章,为了出名,为了科研基金而发表文章,想让他讲明白实在是一件痛苦的差事。如果讲明白了,量子隐形传输什么都不是,必须吹得云山雾罩才能出名。G同学很反感这种不触及真正物理问题的研究工作,写一大堆浪费别人时间的文章,只会搞钱, 招了一大批学生干活,误人子弟。
DFG项目结束前,Dave的德国导师Z教授请两人去海德 堡一家名叫Babylon Café的旋转餐厅,吃了顿土耳其肉夹馍,聊起量子力学本身就有“诠释”方面 的问题。量子纠缠是1926年狄拉克最早发现的,即全同电子的态有交换对称性质,爱因斯坦认为量子纠缠是不可能的,因为如果它成立,就可以实现隔空传物, 但常识告诉我们这是行不通的。薛定谔也认为这只是个完美数学描述作出来的荒谬结论,是个证明量子力学对物理实在描述不完备的好例子。量子纠缠实质就是不受 时空限制,当一个粒子改变状态时,另一个与之关联的粒子也会同时改变状态,无论它们相距多么遥远。这种隔空互动也称玻尔非定域关联,玻尔虽然坚持量子力学 的完备性,但他也从不相信有鬼魅隔空作用,即不受时间,空间限制的量子隐形传输。从圣经中知道,我们这个世界是由人类来管理的,如果鬼魅隔空存在,人类就无法有效管理我们这个受时空限制的世界。从量子纠缠推导出的不受时空限制的量子隐形传输源于逻辑错误,在纠缠体系的一个粒子的测量是否可用于将消息发送到另一个相关粒子上,而不受有限光速设定的限制。这是量子力学中纠缠存在自然产生的一个问题。
Dave 并不真的明白解量子纠缠,叠加原理和不确定性原理。他只是唯西方的学术成果马首视瞻,亦步亦趋跟随玻尔荒谬地解释量子现象,他的隔空传输演示,多光子纠缠 态制备工艺都是偷换了概念。这是种隐性诈骗,就是玻尔也从没有说过,同一个紫外激光器有可能同时产生纠缠光子和隔空传送的光子。Dave提出并制定已通过实验的量子传输协议,实施范例和验证也都是乌龙。
量子计算的致命困难是可放大性(scalability)问题,即能否做到实用计算要求 的至少上万个量子比特而不只是少数几个量子比特。当然不能排除最终可能会找到办法,光子的量算可能是条出路,但获得解决的时间也必将是非常漫长的,30-40年,人都死了,还讲什么社会责任?
贝尔态测量是隔空通信实验的关键步骤,所需设备包括被传输的态与纠缠态相乘的半透半反镜乘法器和偏振分束器、光子探测器和离合计数器作贝尔态分析。非常荒谬的是,半透半反镜是线性光学器件,不能只加个常数用来做非线性的乘法操作,乘法操作的目的是产生纠缠交换,用波函数坍缩硬套上去,简直是胡闹。一般来讲,两个体系的态通过线性光学器件混合成的态是可以分解成各子体系的态,但不可能有纠缠交换发生。众所周知,量子力学是线性理论,而实际过程很少是线性的,对各向同性 的光放大媒质,从旋转对称性考虑,如果能复制水平偏振的光子,任意角度的偏振旋转光子也能产生。
波函数坍缩假设是海森伯提出来的。坍缩就是,一个体系的某个观察量在被观测时,体系的波函数即刻坍缩到该观察量的本征态,一个点状波包,该点波包代表一个实在粒子。海森伯曾明确表示波函数坍缩不是物理过程,只是个数学过程。如果实体原本存在,则不可能发生这样的坍缩。可见,隔空传输是幻想在理论上也站不住脚。Dave同学理论上没有突破,没有乏善可陈的实验设备, 观念没有更新, 实验方法没有提高, 做出了别人做不出的完美无缺的隔空通讯,本身就值得怀疑。如果隔空传输是真的,只能证明爱因斯坦,玻尔,薛定谔,海森伯等人是傻子,哥本哈根学派只不过是在文过饰非,修饰数据而已,连这么简单的现象都没有看到,不合常识。举一个中学生都明白的例子,在直流电路,电流从正极到负极,多少安培是标量,没有方向。而电流密度是在电线截面上的通量,是矢量,方向自然重要。所以回答电流有没有方向,到底是标量还是矢量,要看前后文的语境,若是指多大安培的那个物理量,那只是个 标量,但从局域范围看,电流密度则是有方向的矢量。
量子力学只是描写微观世界的一个物理学小分支而已,量子力学的价值仅限于给人类们提供了关于描述微观物理现象独特的思考方法与角度,它只是在激光、电子显微镜等非常小的领域内取得了一些成就,与牛顿力学的成功比起来简直微不足道。量子力学就是狄拉克本人也没有诠译清楚,物理学家们实在找不到比量子力学更好的理论来描述微观世界,勉为其难不得已而使用量子力学,因为并非所有领域都可以套用“量子”光环。比如,磁场明明是经典力学范畴的概念,说微弱磁场是量子现象实在牵强附会,更遑论没有考虑强弱相互作用的量子纠缠理论,一句话,量子纠缠如果是真的,它就间接否定了杨振宁博士在物理学上屹立不移五十年之久的“相对于宇称守恆在弱相互作用中不成立”。所以量子纠缠实际上是把数学问题和物理问题搞混淆了,用数学的枪在打物理的点。量子纠缠隔空传物其实是基于对量子力学的错误认识,而编造出的虚假实验结论。Dave同学在德国发表的文章最大问题就是语焉不详,从设置装置到记录装置的时延数据没有公开,如果故意隐瞒这个数据,本质上属于学术不端。对于同行来信询问,Dave同学开始推说是军事项目,必须保密,文章发表时间一长,他又推脱,时间过去太久了,不记得了,具体数据都丢在德国了。这种推卸责任的方式是学术界科技骗子的惯用手法。
土耳其肉夹馍吃到一半,Dave同学禁不住哀叹道,中科大只给了他300万,那 3,000万完全是学校为了去科学院邀功杜撰的,他根本没有拿到那么多钱。 德国是美利坚的殖民地,他呆在那里如履薄冰,总觉得低人一等,心中的困懑始终无法纾解。DFG项目结束后,Dave在德国也呆不下去了,故请教两位高人如何是好。Z教授同学有心拉他一把,递上一个位于纽约的电话号码,给一脸痛苦迷茫的Dave同学解套,不着急,没啥大不了,你还是有一定学术水平的,量子纠缠在数学上无懈可击,纠缠效应的存在也不容怀疑,在理论上有诺贝尔奖金获得者的支持,量子纠缠本身就被提名过诺奖,尽管与诺贝尔物理奖插肩而过,但毕竟曾经得到过提名,在国内的土鳖面前还是可以吹嘘一番的。狄拉克发现的全同电子态纠缠性质10年前就已经被北大物理系写进了全国本科生“量子力学”教材,在中国没人胆敢公开挑战你的权威,你的工作只是被无限夸大成了鬼魅隔空通信,不是顶尖高手还真没有那个学术实力能看穿你,况且科学研究是允许失败,允许交学费的。在中国,正如何 祚庥院士所说:“人们总是愿意对那些不能理解的神奇抱有幻想。”你回去应该还有市场。“36计走为上”,这是个中美政府秘密合作了二十年的项目,你去找他们,他们会包装你,把你作为“木马”送回去做教授,做院士,Dave以为然。
后来,在贵人帮助下,Dave同学回到合肥中科大物理系做起了教授,“木马计划”的包装质量非常高,他很快给别人造成初步印象,量子隐形传输技术已经非常成熟,下一步该是发射量子科学实验卫星,修建覆盖全球的量子 通信网络了。据传,Dave同学还增补成为了中国最年轻的科学院院士。
(3小时10分钟初稿搁笔)
Reference
[1]http://baike.baidu.com/view/186269.htm
李革胜,2013-10-11
Dave 是德国海德大学“量子通讯”课题组研究助理,浙江横店人,本科毕业于中科大物理系。20年前,他与G同学是在北京,一次全国高中生夏令营中认识的。高考结 束后的第二天,在没有任何征兆的情况下,作为唯一的四川高中生,G同学懵懵懂懂地被人秘密送上一辆开往北京的特快列车,他和来自五湖四海的30名高中应届毕业生被悄悄地安排住在丰台的二炮军事基地。夏令营的活动全部是在封闭极端秘密的情况下进行的,交通大学也只有材料系主任Z教授等几个人知道,大多数人都被蒙在鼓里,这是后话。当时,G同学被反复地严肃警告,绝对要保守秘密,不许把夏令营的任何细节告诉任何人,只能对外声称讲在北京走亲戚,并故意安排他们去天安门,故宫,长城等著名景点照相,看上去只是在北京旅游,掩人耳目,因为他们要秘密参观核物理实验室。
晚上,他们住在丰台;白天,一辆大巴把他们送到中科院研究生院对他们进行封闭式训练。G同学记得夏令营开始的翌日,一位中科院副院长给他们讲了话,美国哥伦比亚大学的一个招生办主任也讲了话。G同学9岁就开始学英文,生平第一次近距离聆听老外用英文讲话,虽然对其讲的内容只听了个大概,但对这个有些秃顶微胖的美国人印象相当深刻。剩下的时间就是辅导老师把大量的英语物理试卷给他们练习,摸底。G同学当时并不清尚,这里就是大名鼎鼎的“CUSPEA委员会”北京总部,(China-U.S.Physics Examination and Application, 中美联合招收物理研究生)项目(1979-1989),估计是他们也对派出去的人到底是什么水平不甚了了,找些高中生来对比一下,心里有个概念,可以比较。
上世纪八十年代,CUSPEA是中国最高级别的出国留学考试。当时中国大学毕业后必须留在国内服务,只有直系或旁系侨属可以大学毕业后直接出国,而CUSPEA考试是中国大学生出国的唯一机会,也是八十年代中国侨属吃香和高中生们追捧物理的重要原由。而中国允许向美国输出大量“理论物理”的研究生,高瞻远瞩,当然是为了美国的原子弹技术。当时只有最优秀的大学生才能获准参加CUSPEA考试,整个八十年代,全国参加CUSPEA考试的大学生最多的时候也就是600人/年。CUSPEA考试与TOEFL,GRE不同的是,CUSPEA英语试卷是由中国科学院研究生院出题,也有人说是中国科大研究生院,两者当时其实是一个单位两块牌子,不分彼此。全部试卷在北京由来自全国各大学研究所的专家评阅,有点类似现在的公派留学考试,由CUSPEA委员会根据分数决定该年度的推荐学生名单,全是暗箱操作,即由中科院研究生院决定谁去美国偷原子弹。CUSPEA英语考试与后来的大学六级,英语水平考试 (EPT),外语水平考试(WSK),研究生入学考试的标准,难度与出题方式大同小异,G同学在高中时期就烂熟于胸,所以能在国内的考试屡屡过关,与他长期刻苦努力的准备工作分不开。
当时,没有人料到,89年的学潮会让如火如荼已经进行了十年的CUSPEA嘎然而止,九十年代的MINI CUSPEA规模和影响要小得多也是深受北大物理系卢刚杀人事件的负面影响。据传,这次夏令营的成绩呈交上去后,有位中央领导颇为震怒,十分不满,出国留学的考题高中生都作得出,没有必要派遣大量留学生去学什么理论物理嘛,以后CUSPEA人数要逐年减少!从现在的眼光看,当年中科院秘密组织这次夏令营活动非常有前瞻性,G同学等30名高中生是作为CUSPEA的第二梯队代表,预备在九十年代送往美国偷原子弹,提前在北京悄悄地进行集训。整个夏天,G同学等高中毕业生在北京刻苦练习CUSPEA考试模拟试题,让高中毕业生参加研究生的留学考试,听起来匪夷所思,在那个年代,这都是真实的。九十年代,北京一家民间留学机构曾经悄悄地做过一个实验,把个别学习能力强的小学生组织起来,每天给他们大量GRE全真模拟试题练习,并指导他们如何掌握GRE出题的规律,让他们背诵大量GRE作文范文,结果,小学生考GRE上2,000,被美国大学研究生院录取亦有见诸报端,这绝不是坊间传闻,是真实的历史。因为GRE所需的数学逻辑知识并不高,记性好的小学生考出高分很正常。
后来,和G同学一起参加夏令营的30名高中生中,除一人因患肝炎外,九十年代全部被国家公派送往世界各地。G同学在进入交大前,早就把“大学物理”,“大学化学”,“高等数学”, “工程数学”等大学基础课程烂熟于心,所以在交大敢明目张胆肆无忌惮地翘课去苏州,杭州旅游,去舞厅和形形色色的姑娘们跳舞,惹恼了F教授,被补考了两次,贴上了所谓交大“差生”的标签。G同学高中基础好,预修了大学课程,考试能力强,如果高中毕业时直接报考研究生,完全可能榜上有名。
Dave与G同学在二炮丰台基地是室友,两人都年轻气盛,互不服气,互相竞争,角力时常隐现,两人关系时好时坏。Dave曾向G同学吹嘘,他瞧不上交大,曾经放弃保送交大名额,转投科大。G同学反口相讥,科大一个本科要读五年,看阿拉四年后在中科院读研究生时,侬还在读本科,没想到一语成箴,四年后,G同学在科学院读研究生时还真到合肥拜见了本科生Dave。夏令营结束前,G同学他们参观了北京正副电子对撞机,清华大学核反应堆实验室,印象很深。
那次夏令营结束十年后, Dave同学与G同学同时拿到中国国家留学基金,Dave奉命飞往萦耳多年的德意志。出国前,两人在车公庄大街的鸿儒餐馆吃了顿散伙饭,G同学在餐桌上给 Dave同学谏言,到了欧洲,千万别去英国,去了回来也不要讲,你的蹩脚英文一开口就露馅了。去德国,最好不要去柏林,汉堡等发达城市,你的德文只能回来骗国内的土鳖,在德国佬面前忽悠门都没有,德国南部有个小城叫海德堡,那里有句口号,“除了德文,我们什么都会。”你德文不好,谦虚地告诉内行,知道你是在海德堡学的德文,没人会笑你为难你,当地人都讲不好德文,更何况国人。这是留学德国的小窍门,国内的土鳖根本就不知道,好蒙。Dave同学以为然,偷偷 把柏林大学的邀请信扔进厕所,暗暗决定去海德堡。两人互道保重,依依惜别,相约欧洲见。
三年后的夏天,阳光明媚,神秘的G同学手持加拿大护照来到德国西南Baden-Württemberg的一个县级市海德堡,在海德大学“量子通讯”实验室做 了三个月访问学者,此行的主要目的是看望一下远在异国他乡的老同学,Dave,为实现这个夙愿而付诸的行动。看到Dave在多瑙河上做的“量子信息隐形传 输” 实验,G同学有似曾相识的久违之感。据传,这是新一代量子计算机的雏形。G同学起初丈二和尚摸不着头,揣摹Dave同学葫芦里卖的什么药,他什么时候学会 了魔术,在大搞巫术科学?因为Dave同学宣称,量子隐形传输可用于大容量、原则上不可破译的保密通信,是下一代加密通讯工具。但G同学看来,Dave同学偷换了概念,量子隐形传输其实就是在离合计数器上作的魔术表演,贝尔基测量和隔空传输保真度测量,贝尔型不等式违反验证光子隔空传输等实验完全是欺骗外行。
Dave博士把G同学从加拿大请来海德堡,是因为G同学是个TCP/IP协议高手。他可以把TCP/IP成功的因素完全移植到对为数众多的低层协议的支持,并建立一个抽象的分层模型,这个模型中,每一抽象层建立在为高一层提供服务的基础上。当时,G同学一直搞不清Dave葫芦里卖的是什么药,他的量子计算机还没影儿,就张罗着做量子计算机网络协议。Dave同学酒后吐真言,这是营销方式,在卫星还没有上天之前,你就讨论卫星广告费如何收取,怎样才能打折等,这会给 别人一个印象,你的量子计算机技术已经很成熟了,没有人会怀疑你的卫星是否能够发射成功。
我们知道,在数学上很容易做个不发散的线性波包,假设其中只粒子的能量和动量相关的傅立叶特征分量为该粒子的波函数,这个波函数就具有波粒二象性。而用波包的含峰片和不含峰片的干涉可以用来解释杨氏双缝实验,但它也能用来诠译被戏称为“巫术科学”的量子纠缠。
对正常人来说,隔空传物作用不可思议。量子的纠缠特性只是在数学上存在,逻辑上讲得通,但科学要向逻辑屈服吗?逻辑上讲得通的东西多了,隔空传物却是实现不了,因为我们生活的世界必须受时空限制。量子力学就数学表述的完美性而言,无可挑剔,但对粒子物理现象的诠译,理解与验证无奇不有。费曼就讲“没人能真正看懂量子力学”,指的是量子力学本身就有诠释问题,量子力学曾被称为粒子物理学中的“周易”,烂到谁都可以按自己的思维解释,用量子力学去解释量子力学, 用量子力学去证明量子力学,用量子力学去检验量子力学,什么问题都可以回答,什么现象都可以验证,但始终解决不了实质性的大问题。如,量子力学可以给个数学公式定义全同电子的态有交 换对称性质,即量子纠缠,但却不能回答简单的问题,如一对全同粒子到底是如何发生纠缠的。Dave同学的问题实质是“用数学的枪打物理的点”,混淆了逻 辑,偷换了概念。
是的,我们对玻尔的量子干涉互补原理和海森伯的不确定性原理诠译能推导出微观粒子不具备实在性,但量子力学从没有讲过,传递信息可以不用客观实质载体, 即,脱离载体的信息传递是可能的。一句话,神乎其神的量子纠缠其实是个骗局,说一千,道一万,“量子计算机”造出来才是硬道理。因为,量子力学告诉我们,在我们的世界,绝不可能有不受时间,空间限制,无需载体,无任何物质能够阻挡的信息传输通道。除了上帝,没有万能的技术。量子纠缠原来是生搬硬套玻尔的 “互补原理”,而玻尔本人提出的互补性是因果性哲学思想也是抄袭中国道家“太极”原理来的,“海森伯原理的提出引起了一系列的哲学争议:物质微观运动的基本规律统计性是否是实质的?是否必须放弃或推广决定论或因果原理?量子力学能否看成一种“完备的”理论?微观客体和测量仪器之间到底是什么样的关系?人对事物的认识有没有最终的界限?如此等等”。[1]所以,理论物理学家的逻辑还是值得商酌。G同学并不反对科学研究跨学科跨领域,关键是不同领域相互抄袭的结果对人类文明进步到底有多大的推动作用?认识到这样的抄袭对社会对个人有哪些好处与有哪些危害更重要。
事实上,1993年的隔空传输理论和1997年的所谓实验证实都被提名过诺奖,人们认真严肃地思考后发现这是个伪科学。当时,德国科学基金会 Deutsche Forschungsgemeinschaft,DFG已决定砍掉量子计算,量子隐形传输和量子密码方面的经费,他们认为这种鬼科学研究毫无价值与意义,把封建迷信引入神圣的科学殿堂,是在搞历史倒退。因为DFG的咨询专家们发现在Dave身上花了大钱,却一事无成,怀疑其理论依据有问题。
G同学在海德大学听到很多风言风语,Dave同学的文章大都语焉不祥,文章写得不明不白,实验结果云里雾里,有很大的欺骗性,完全是跟他的导师Z教授马首视瞻,对诺贝尔奖亦步亦趋。G同学曾经咨询课题组的其他研究生,大都耸肩表示看不懂,一问三不知。后来听到谣言,Dave 只会用分束器把一束光分成两束,做贝尔态测量试验和制备多光子纠缠态,别的东西一概不会。他的文章一点也不科普,本质上就是在玩文字游戏,数学游戏,在数 学文字上纠缠不清,根本没有触及实质性的物理问题。为了发表文章而发表文章,为了出名,为了科研基金而发表文章,想让他讲明白实在是一件痛苦的差事。如果讲明白了,量子隐形传输什么都不是,必须吹得云山雾罩才能出名。G同学很反感这种不触及真正物理问题的研究工作,写一大堆浪费别人时间的文章,只会搞钱, 招了一大批学生干活,误人子弟。
DFG项目结束前,Dave的德国导师Z教授请两人去海德 堡一家名叫Babylon Café的旋转餐厅,吃了顿土耳其肉夹馍,聊起量子力学本身就有“诠释”方面 的问题。量子纠缠是1926年狄拉克最早发现的,即全同电子的态有交换对称性质,爱因斯坦认为量子纠缠是不可能的,因为如果它成立,就可以实现隔空传物, 但常识告诉我们这是行不通的。薛定谔也认为这只是个完美数学描述作出来的荒谬结论,是个证明量子力学对物理实在描述不完备的好例子。量子纠缠实质就是不受 时空限制,当一个粒子改变状态时,另一个与之关联的粒子也会同时改变状态,无论它们相距多么遥远。这种隔空互动也称玻尔非定域关联,玻尔虽然坚持量子力学 的完备性,但他也从不相信有鬼魅隔空作用,即不受时间,空间限制的量子隐形传输。从圣经中知道,我们这个世界是由人类来管理的,如果鬼魅隔空存在,人类就无法有效管理我们这个受时空限制的世界。从量子纠缠推导出的不受时空限制的量子隐形传输源于逻辑错误,在纠缠体系的一个粒子的测量是否可用于将消息发送到另一个相关粒子上,而不受有限光速设定的限制。这是量子力学中纠缠存在自然产生的一个问题。
Dave 并不真的明白解量子纠缠,叠加原理和不确定性原理。他只是唯西方的学术成果马首视瞻,亦步亦趋跟随玻尔荒谬地解释量子现象,他的隔空传输演示,多光子纠缠 态制备工艺都是偷换了概念。这是种隐性诈骗,就是玻尔也从没有说过,同一个紫外激光器有可能同时产生纠缠光子和隔空传送的光子。Dave提出并制定已通过实验的量子传输协议,实施范例和验证也都是乌龙。
量子计算的致命困难是可放大性(scalability)问题,即能否做到实用计算要求 的至少上万个量子比特而不只是少数几个量子比特。当然不能排除最终可能会找到办法,光子的量算可能是条出路,但获得解决的时间也必将是非常漫长的,30-40年,人都死了,还讲什么社会责任?
贝尔态测量是隔空通信实验的关键步骤,所需设备包括被传输的态与纠缠态相乘的半透半反镜乘法器和偏振分束器、光子探测器和离合计数器作贝尔态分析。非常荒谬的是,半透半反镜是线性光学器件,不能只加个常数用来做非线性的乘法操作,乘法操作的目的是产生纠缠交换,用波函数坍缩硬套上去,简直是胡闹。一般来讲,两个体系的态通过线性光学器件混合成的态是可以分解成各子体系的态,但不可能有纠缠交换发生。众所周知,量子力学是线性理论,而实际过程很少是线性的,对各向同性 的光放大媒质,从旋转对称性考虑,如果能复制水平偏振的光子,任意角度的偏振旋转光子也能产生。
波函数坍缩假设是海森伯提出来的。坍缩就是,一个体系的某个观察量在被观测时,体系的波函数即刻坍缩到该观察量的本征态,一个点状波包,该点波包代表一个实在粒子。海森伯曾明确表示波函数坍缩不是物理过程,只是个数学过程。如果实体原本存在,则不可能发生这样的坍缩。可见,隔空传输是幻想在理论上也站不住脚。Dave同学理论上没有突破,没有乏善可陈的实验设备, 观念没有更新, 实验方法没有提高, 做出了别人做不出的完美无缺的隔空通讯,本身就值得怀疑。如果隔空传输是真的,只能证明爱因斯坦,玻尔,薛定谔,海森伯等人是傻子,哥本哈根学派只不过是在文过饰非,修饰数据而已,连这么简单的现象都没有看到,不合常识。举一个中学生都明白的例子,在直流电路,电流从正极到负极,多少安培是标量,没有方向。而电流密度是在电线截面上的通量,是矢量,方向自然重要。所以回答电流有没有方向,到底是标量还是矢量,要看前后文的语境,若是指多大安培的那个物理量,那只是个 标量,但从局域范围看,电流密度则是有方向的矢量。
量子力学只是描写微观世界的一个物理学小分支而已,量子力学的价值仅限于给人类们提供了关于描述微观物理现象独特的思考方法与角度,它只是在激光、电子显微镜等非常小的领域内取得了一些成就,与牛顿力学的成功比起来简直微不足道。量子力学就是狄拉克本人也没有诠译清楚,物理学家们实在找不到比量子力学更好的理论来描述微观世界,勉为其难不得已而使用量子力学,因为并非所有领域都可以套用“量子”光环。比如,磁场明明是经典力学范畴的概念,说微弱磁场是量子现象实在牵强附会,更遑论没有考虑强弱相互作用的量子纠缠理论,一句话,量子纠缠如果是真的,它就间接否定了杨振宁博士在物理学上屹立不移五十年之久的“相对于宇称守恆在弱相互作用中不成立”。所以量子纠缠实际上是把数学问题和物理问题搞混淆了,用数学的枪在打物理的点。量子纠缠隔空传物其实是基于对量子力学的错误认识,而编造出的虚假实验结论。Dave同学在德国发表的文章最大问题就是语焉不详,从设置装置到记录装置的时延数据没有公开,如果故意隐瞒这个数据,本质上属于学术不端。对于同行来信询问,Dave同学开始推说是军事项目,必须保密,文章发表时间一长,他又推脱,时间过去太久了,不记得了,具体数据都丢在德国了。这种推卸责任的方式是学术界科技骗子的惯用手法。
土耳其肉夹馍吃到一半,Dave同学禁不住哀叹道,中科大只给了他300万,那 3,000万完全是学校为了去科学院邀功杜撰的,他根本没有拿到那么多钱。 德国是美利坚的殖民地,他呆在那里如履薄冰,总觉得低人一等,心中的困懑始终无法纾解。DFG项目结束后,Dave在德国也呆不下去了,故请教两位高人如何是好。Z教授同学有心拉他一把,递上一个位于纽约的电话号码,给一脸痛苦迷茫的Dave同学解套,不着急,没啥大不了,你还是有一定学术水平的,量子纠缠在数学上无懈可击,纠缠效应的存在也不容怀疑,在理论上有诺贝尔奖金获得者的支持,量子纠缠本身就被提名过诺奖,尽管与诺贝尔物理奖插肩而过,但毕竟曾经得到过提名,在国内的土鳖面前还是可以吹嘘一番的。狄拉克发现的全同电子态纠缠性质10年前就已经被北大物理系写进了全国本科生“量子力学”教材,在中国没人胆敢公开挑战你的权威,你的工作只是被无限夸大成了鬼魅隔空通信,不是顶尖高手还真没有那个学术实力能看穿你,况且科学研究是允许失败,允许交学费的。在中国,正如何 祚庥院士所说:“人们总是愿意对那些不能理解的神奇抱有幻想。”你回去应该还有市场。“36计走为上”,这是个中美政府秘密合作了二十年的项目,你去找他们,他们会包装你,把你作为“木马”送回去做教授,做院士,Dave以为然。
后来,在贵人帮助下,Dave同学回到合肥中科大物理系做起了教授,“木马计划”的包装质量非常高,他很快给别人造成初步印象,量子隐形传输技术已经非常成熟,下一步该是发射量子科学实验卫星,修建覆盖全球的量子 通信网络了。据传,Dave同学还增补成为了中国最年轻的科学院院士。
(3小时10分钟初稿搁笔)
Reference
[1]http://baike.baidu.com/view/186269.htm