法國諾貝爾得主阿斯佩曾被說浪費時間？

一般人談到法國，難免會先想到文藝的面向，像是建築、繪畫、時尚、文學、浪漫的作風等等。但是，法國在自然科學領域的成就也是很高的！今天就讓我們來談談一位享譽國際、前陣子旋風式來臺灣交流的物理學家──阿蘭．阿斯佩（Alain Aspect）。

阿蘭．阿斯佩（Alain Aspect）是誰？

• 法國物理學家（un physicien français）
• 2022年諾貝爾物理學獎（le prix Nobel de physique）三位得主之一，與克勞澤（John Clauser）、蔡林格（Anton Zeilinger）共享
• 獲獎原因：用糾纏光子實驗，證實貝爾不等式被違反，並開創量子資訊科學
• 2024年10月16日獲國立臺灣大學名譽博士學位

說到他，就不得不談談他在量子力學領域的卓越貢獻，特別是在量子糾纏（l'intrication quantique）和貝爾不等式實驗（les expériences sur les inégalités de Bell）方面的研究，徹底影響了眾人對量子物理的理解。

什麼是量子（quantum）？

「量子」是輻射和物質之間能量交換的基本量，而輻射本身也是由帶有能量的粒子組成──光子（photon）。

而量子糾纏（l'intrication quantique）是量子力學中最神秘和革命性的現象之一：兩個或多個粒子一旦糾纏，即使相隔遙遠，測量結果仍會呈現古典物理無法解釋的緊密關聯。不過，這種關聯無法用來傳送訊息，所以並不違反「沒有東西比光快」的相對論。這種超越古典物理學的特性，使得量子糾纏成為研究量子計算和量子通訊的基石。

貝爾不等式（les inégalités de Bell）

阿斯佩在1980年代初和他的學生葛宏傑（Philippe Grangier）、達里巴（Jean Dalibard）進行了一系列實驗，這些實驗旨在測試早先由北愛爾蘭物理學家約翰．貝爾（John S. Bell）於1964年提出的一個不等式。

貝爾提出這個數學不等式，讓這場爭論首度能用實驗分出勝負。它用來統計實驗結果的相關性：如果量子理論的預測是正確的，那麼某些實驗結果將違反這個不等式。

反之，如果量子理論是錯誤的，就像愛因斯坦等人（還有著名的「薛丁格的貓」）反駁的那樣，那麼實驗結果就會符合他的不等式。

阿斯佩的實驗怎麼做？

想做實驗來證明貝爾的公式成立或不成立可不容易。而阿斯佩的實驗透過巧妙的設計，讓偵測器相距12公尺（光傳播12公尺需要一億分之四秒），和精確到每十億分之幾秒就隨機改變測量方向的技術，

成功證明光子之間的關聯違反了貝爾不等式，為量子力學的非局域性（la non-localité quantique）提供了強有力的實驗證據。這下，愛因斯坦如若在世，恐怕也不得不服了！

堅持到底的精神

阿斯佩在接受法國《人道報》專訪時回憶：

« On m'a dit que je gaspillais mon temps » 有人跟我說，我在浪費時間

因為他們認為，相關的科學論戰已經結束了。但是，現在的我們都看到，正因為阿斯佩堅持到底的精神，才開創新的局面。他的這些實驗不僅證實了量子力學的預測，還對古典物理學基礎的挑戰提供了新的視角。阿斯佩的研究促進了量子資訊科學的發展，包括量子計算、量子密碼和量子通訊等領域。

量子糾纏能拿來做什麼？

在2019年出版的小書《愛因斯坦與量子革命》（Einstein et les révolutions quantiques）中，阿斯佩就提到已經商業化的「量子密碼系統」（la cryptographie quantique）的概念。他說，現在網路的安全性都要靠某種密碼系統對資訊進行編碼加密，而量子密碼系統可以逼退任何想要嘗試解碼的間諜。

傳統加密靠的是「數學題太難，對方電腦算不出來」；量子密碼則靠物理定律：只要有間諜試圖讀取資訊，就會擾動量子狀態而立刻被發現。所以就算對方的電腦再強大，也無法神不知鬼不覺地偷看。

簡言之，阿斯佩的工作在量子資訊科學領域產生了深遠的影響。他的實驗結果激發了世界各地科學家的興趣，進一步探索量子力學的應用和理論基礎。

他自己也說：「沒有量子物理學，我們就不會有今天的資訊社會。」相關的研究為實現量子計算機和高度安全的量子通訊系統鋪平了道路。在不遠的將來，我們搞不好還能看到量子電腦大量出現喔！

常見問題 FAQ

Q：「量子糾纏」的法文怎麼說？
A：l'intrication quantique，陰性名詞。偶爾也會看到 l'enchevêtrement quantique，但科學界最常用的是 intrication。

Q：「諾貝爾獎得主」法文怎麼說？
A：男性是 le lauréat du prix Nobel，女性是 la lauréate du prix Nobel。例如：Alain Aspect est lauréat du prix Nobel de physique 2022.

Q：「浪費時間」的法文除了 gaspiller son temps，還有別的說法嗎？
A：口語也常說 perdre son temps，例如：

 Tu perds ton temps ! 你在浪費時間！

Q：法國還有哪些諾貝爾物理學獎得主？
A：例如居禮夫人（Marie Curie，1903）、德布羅意（Louis de Broglie，1929）、阿羅什（Serge Haroche，2012）等，都是法文科普閱讀的好題材。

Q：想用法文讀科普，有推薦的入門書嗎？
A：可以讀阿斯佩的原著 Einstein et les révolutions quantiques（CNRS Éditions，2019），篇幅輕薄，搭配中譯本《愛因斯坦與量子革命》（時報出版，2024）對照閱讀，學法文又學科學。

科學法文單字表

資料來源：

• Alain Aspect, Einstein et les révolutions quantiques, CNRS Editions, 2019. (中譯本：阿蘭．阿斯佩著，尉遲秀譯，愛因斯坦與量子革命，時報出版，2024)
• Anna Musso, « On m'a dit que je gaspillais mon temps » : entretien avec Alain Aspect, Nobel de physique, l'Humanité, le 8 novembre 2022 
• Philippe Richard, ENTRETIEN. Alain Aspect, prix Nobel de physique : « Enseigner aide toujours à mieux chercher », Ouest-France, le 23 octobre 2022 
• 諾貝爾物理學獎得主阿蘭．阿斯佩教授訪臺，強化臺法量子領域合作，中央社，2024年10月18日
• 臺大頒授諾貝爾物理學獎得主阿蘭‧阿斯佩教授名譽博士學位 並發表臺大首場宋恭源先生頂尖研究講座，國立臺灣大學，2024年10月16日
• 張瑞棋，你給我翻譯翻譯，什麼是量子纏結與貝爾不等式？，科學棋談，2022年10月18日