潘建偉：與量子糾纏的人生

喻菲 徐海濤

“上帝是否擲骰子”，這個(gè)困擾過(guò)愛(ài)因斯坦的量子物理核心奧秘同樣讓潘建偉常常凝神思索，在他眉宇間刻出兩道深深的溝痕。

從潘建偉第一次認(rèn)識(shí)到量子世界的詭譎離奇到沉迷其中、不能自拔已過(guò)去20多年。為何會(huì)有量子疊加、量子糾纏這些奇異的現(xiàn)象尚無(wú)答案，他卻一直致力于利用奇異的量子特性來(lái)制造不可破譯的密碼，發(fā)展保密通信，研制強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)……

世界首顆量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”從太空建立了迄今最遙遠(yuǎn)的量子糾纏，證明在1200多公里的尺度上，愛(ài)因斯坦都感到匪夷所思的“遙遠(yuǎn)地點(diǎn)間的詭異互動(dòng)”依然存在。作為量子衛(wèi)星首席科學(xué)家的潘建偉還有更大的目標(biāo)——在地月間建立30萬(wàn)公里的量子糾纏，檢驗(yàn)量子物理的理論基礎(chǔ)，并探索引力與時(shí)空的結(jié)構(gòu)。

1990年，潘建偉第一次接觸量子力學(xué)。那時(shí)，他經(jīng)典力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)都學(xué)得很好，卻完全搞不明白量子力學(xué)，有次期中考試量子力學(xué)差點(diǎn)沒(méi)及格。“雙縫實(shí)驗(yàn)中，人沒(méi)有‘看電子時(shí)，就不能說(shuō)它是從哪條縫過(guò)去的，這實(shí)在太奇怪了，這不對(duì)啊。一個(gè)人要么在上海，要么在北京，怎么會(huì)同時(shí)既在上海又在北京呢？”量子世界的奇怪與陌生讓潘建偉陷入這樣的苦思。現(xiàn)在回看，潘建偉認(rèn)為這是最好的現(xiàn)象，“量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一玻爾說(shuō)，如果學(xué)了量子力學(xué)后，你不覺(jué)得奇怪，不覺(jué)得不可思議，不犯糊涂的話(huà)，那你根本就沒(méi)學(xué)懂。”量子世界越古怪，潘建偉越想搞明白。于是，他選擇與量子“糾纏”下去。

他認(rèn)識(shí)到，物理學(xué)終究是門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，再奇妙的理論若得不到實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，無(wú)異紙上談兵。然而上世紀(jì)90年代，中國(guó)缺乏開(kāi)展量子實(shí)驗(yàn)的條件。1996年碩士畢業(yè)后，潘建偉赴量子科研的重鎮(zhèn)——奧地利因斯布魯克大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從量子實(shí)驗(yàn)研究的世界級(jí)大師塞林格。

一個(gè)理論物理專(zhuān)業(yè)的碩士，想要很快進(jìn)入實(shí)驗(yàn)量子物理前沿，其中困難可想而知。為盡快掌握要領(lǐng)，潘建偉幾乎整天泡在實(shí)驗(yàn)室里。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題，潘建偉從不退縮，把困難當(dāng)作更上層樓的激勵(lì)，大家總是聽(tīng)他說(shuō)“情況很好”，這個(gè)非常樂(lè)觀(guān)的人總能找到解決問(wèn)題的辦法。實(shí)驗(yàn)中難免有讓人灰心喪氣的時(shí)候。但潘建偉說(shuō)，做自己喜歡的事需要耐心，欲速則不達(dá)。“我愿意循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)、工作。成功了，當(dāng)然很高興；不成功，也不覺(jué)得失落，就再來(lái)一次。關(guān)鍵是享受這個(gè)過(guò)程帶來(lái)的樂(lè)趣。”

“追求量子物理的奧妙，能讓人獲得內(nèi)心的從容和安寧，如同在陽(yáng)光燦爛的春天走在青草地上般心情愉快。”“研究量子物理對(duì)我的性格、思想產(chǎn)生了影響。在牛頓力學(xué)里面，0和1，黑或白，要么絕對(duì)正確，要么絕對(duì)錯(cuò)誤。但量子力學(xué)告訴我們，對(duì)錯(cuò)、好壞是很難界定的，這時(shí)人就變得包容。”

潘建偉在繁忙工作之余參加了很多科普活動(dòng)，還創(chuàng)辦了以科普為目的的墨子沙龍。他說(shuō)：“建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，必須培養(yǎng)公眾的科學(xué)興趣，提升公眾的科學(xué)素養(yǎng)，否則就不可能建成真正創(chuàng)新的國(guó)家。”

（選自《科學(xué)家》2018年第10期，有刪節(jié)）

◆賞析

潘建偉向著心中的“量子”夢(mèng)想出發(fā)，從“追隨”到“領(lǐng)跑”，站在世界的前排，和宇宙對(duì)話(huà)。對(duì)未知世界的好奇心開(kāi)啟了他探索量子世界的大門(mén)。每個(gè)人都需要有自由的心靈和獨(dú)立的思想，用無(wú)窮的耐心去探索，用不懈的毅力去堅(jiān)持，終會(huì)發(fā)現(xiàn)另一個(gè)美妙的世界。