2018年9月底的一个晚上，维也纳的天气微凉。我在维也纳学院化学系看到了知名化学学家安东·蔡林格（Anton），并在他的办公室里对他进行了采访。蔡林格院士在量子光学领域堪称大名鼎鼎，多年来他仍然在尝试突破量子实验的极限，实现了多个具有开创性意义的实验潘建伟 量子通讯，拓展了人类对于量子世界的认识。他也因而获得了艾萨克·牛顿奖状（IssacMedal）和沃尔夫奖（WolfPrize）等荣誉。
蔡林格院长也是量子通信领域的开创者，多年来他操纵处于纠缠状态的光子完成了多个看起来令人不可思议的实验，除了开创了一个全新的数学学研究领域，更开启了一个具有极高商业前景的潜在市场。而中国知名化学学家潘建伟的博士导师正是蔡林格院士。
我在哪个时间和蔡林格院长碰面并非碰巧。我当时正在打算关于将要在10月初宣布的当初诺贝尔奖的报导。选择在抵达美国之前与蔡林格院长碰面，是由于他是我心目中获得诺贝尔化学学奖的热门人物之一。在访谈的最后，我寻问他是否期盼一份诺贝尔奖，蔡林格院士也坦然地给出了回答。总算，在四年以后，蔡林格院长获得了这份数学学界的最高荣誉，堪称当之无愧。
文|苗千
这个世界是被物理规则所限定的
三联生活周刊：你当初提及过，当你还是一个小宝宝的时侯，你被父亲拴在了一座塔上，因而你每晚只能好奇地到处看着各类东西。
蔡林格：这个故事是真的，但我不是被父亲拴在一座塔上，而是在乡下的一个古堡里。这个古堡大概在维也纳东边100公里的位置。由于我妈妈当时在哪里做老师，所以我们家都搬去那种古堡的二层。我当时喜欢四处看，而我的父亲又害怕我会掉下去，所以她们就把我拴在了阳台边上。我只能每天花一两个小时的时间坐在窗边——或许是更久的时间吧——只是出于好奇，四处看。
维也纳学院化学学院士安东·蔡林格（视觉中国供图）
三联生活周刊：你如今依然对一切都还倍感好奇吗？
蔡林格：是的，绝对还是这样。我相信，只要观察得足够近，这么一切事物就会是十分有趣的。
三联生活周刊：这是否也是你后来决定成为一个化学学家的诱因？
蔡林格：虽然我也不晓得自己为何会成为一个化学学家。从童年的时侯起，我就希望才能弄清楚所有东西的运转原理，我总是很好奇。我也不是一个工程师类型的人，由于每次我把东西拆开，我总是无法把它装回原貌。另一方面，我认为把东西拆开就可以理解它工作的原理，并且再把它组装成原貌虽然就学不到哪些了。
三联生活周刊：所以说相比于工程师，你更是一个化学学家。
蔡林格：是这样的。在学院时我选择了数学学专业，但我又总是想和现实联系上去。所以在学院时代，我总是在思索我应当更专注于理论还是更专注于实验。正是由于我更希望与现实有所联系，我才选择了实验化学学。
三联生活周刊：你也说过“我研究数学学的主要诱因是我喜欢基础性的问题”，这么对你来说，最重要、也最令你困扰的基础性问题是哪些呢？
蔡林格：我想对我来说最重要的问题就是，为何是物理，这样一种在我们脑部中产生的理论，才能这么确切地描述这个世界。这是一个十分有趣的问题，但是我想没有人晓得其中的答案。这个世界是被物理规则所限定的，一些规则是机率性的，另一些规则是决定性的，但总是会有各类数学规则出现。这到底是为何？物理规则为何这么确切？
想像一下，人们就会坐客机，全世界每年要售出20亿~30亿张飞机票。人们搭乘客机旅行，是由于人们相信这些数学学法则——不仅仅是空气动热学中的伯努利多项式，还要运用其他的化学学法则，例如关于客机引擎的理论等。这种理论真的在起作用！但到底是为何呢？
三联生活周刊：这么你是否认为这个世界的规则归根结底是由某种物理语言书写的呢？虽然我们如今可能还不能理解它。
蔡林格：我想是这样的。
安东·蔡林格
三联生活周刊：你最开始借助中子进行实验，后来又改用光子，这是由于光子更容易操纵吗？
蔡林格：这是个十分好的问题。最开始我借助中子进行实验，同时我也对一些基础性实验感兴趣。以后在大概上世纪七八十年代，我开始对量子纠缠实验感兴趣，于是我开始尝试，是否还能借助中子进行量子纠缠实验。而且我发觉虽然是在最高的流量中，中子的相空间密度（PhaseSpace）也太低了，不可能进行量子纠缠实验。这些情况可能只有极少数的例外，例如在核武中（中子的相空间密度会很高），但你可没办法在实验室里进行这些实验！
所以我开始很清楚地认识到，想要进行量子纠缠研究，光子会是一个更好的选择，或则也可以借助原子。所以我开始同时对光子和原子都形成了兴趣。我尝试进行了原子干涉实验、分子干涉实验，如今我们正在借助氦原子进行一种难度十分高的量子纠缠实验。这样的实验将会是对爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬（--Rosen），也就是在“EPR论文”中提出的假想态（粒子的位置和动量都处于纠缠态）进行最直接的验证。
对于这样的假想态也有等效实验。人们可以借助光子进行量子纠缠实验，这在物理上等效于粒子的位置和动量都处于纠缠态，但在化学学上这两个实验是不相同的。所以我们企图借助氦原子直接进行量子纠缠实验。只要我确定借助氦原子的量子纠缠实验才能行得通，如同我们借助光子进行好多量子纠缠实验一样，接出来有好多新的实验我们可以借助氦原子进行了。（注：爱因斯坦、波多尔斯基、罗森三位化学学家在1935年共同发表了一篇论文《能觉得量子热学对化学实在的描述是完全的吗？》，提出了一个假想实验以指责量子热学的完备性，这篇论文在学术界引起的争议至今尚未消弭。这也是数学学界最知名的论文之一。）
三联生活周刊：为了探求量子世界和精典世界之间的界限，你有没有试着借助活细胞进行量子双缝干涉实验？
蔡林格：我从来没有尝试过这样的实验，而且我相信，这样的实验在未来是可以实现的。从根本的原则来说，使用真菌进行双缝干涉实验是可以成功的，其实这也须要纳米工程学的进展。我们须要纳米材料来保护实验过程中的真菌才能存活。这种条件我们都有可能达到。随着纳米技术的进展，这样的量子干涉效应是会被观测到的。
量子世界与精典世界之间并没有界限
三联生活周刊：能够请你用简单的语言介绍一下哪些是量子纠缠（）？
蔡林格：对我来说，可以把量子纠缠比喻为同卵胞胎——具有相同基因的两个人。胞胎具有完全相同的基因，因而看起来完全一样，所以当我看见其中的一个人，这么我立刻就晓得了另外一个人的特点也与我听到的这个人完全一样——比如说鼻子的颜色——无论另一个胞胎身在何处。
假如这是两个处于量子纠缠状态的胞胎，这么就存在着一个问题：并没有基因可以决定一对处于量子纠缠态的胞胎的双眼颜色，它们是不确定的。当我看见其中一个胞胎的双眼颜色，我所见到的他的耳朵的颜色是随机的，同时另外一个胞胎的耳朵也获得了相同的颜色——无论他距离我有多远。
我们通过好多次不同种类的实验明白了，这些量子纠缠现象，没有通过一种所谓的“基因的隐藏属性”来解释，同样也不能通过胞胎之间存在着某种通讯来解释，由于它们之间沟通的“速度”远超光速。为此我们没有办法通过常理，借助日常的语言来解释这些现象，并且我们可以通过数学来解释这些现象，这就是量子热学。所以从这个角度来说，这并不是某种神奇的化学现象，但它确实会挑战我们的日常认知。（注：量子纠缠现象是在微观量子领域存在的一种令人非常吃惊的自然现象。人类至今没有理解量子纠缠现象的本质，并且早已可以借助量子纠缠进行量子估算方面的研究。）
法国科学家、量子热学泰斗尼尔斯·玻尔
三联生活周刊：你是一个喜欢进行哲学思辨的化学学家吗？在量子热学中蕴藏的一些哲学思想是否会让你倍感纠结？你是否须要思索在数学学以后所蕴涵的哲学问题？
蔡林格：哲学是一个大问题，而量子热学（从数学学的角度来说）是一个完美的理论。我想要理解的问题是，从最基本的逻辑学和哲学原理来考虑，为何会存在量子热学？
例如说在相对论中，我们对于相对论的基础，也就是相对性原理理解得已然很透彻了。在一个惯性系里，你难以判定自己是处于静止状态还是处于匀速直线运动状态，例如你是静止不动还是坐在一辆匀速行驶的列车里。另一方面，倘若有一种力向上拉拽你，你也难以判定自己是处于一个重力场中还是在做加速运动——比如在一个扶梯里。（相对论）的基本原理都是十分合理的。我相信，假如在量子热学中也存在类似的基本原理，我们一定会发觉它的。
（从哲学的角度来说）对于量子热学的哲学演绎，我并没有哪些想法。并且我觉得只要我们还不晓得量子热学将向哪些方向发展，这么对于量子热学有不同的理解就是一件好事，由于这可能给我们带来灵感。我个人倾向于（对于量子热学的）阿姆斯特丹演绎。并且只要还存在其他不同的演绎，你就难以通过实验分辨出其中的区别——当然假如我们可以改变量子力学的方式，事情都会完全不一样了。我之所以最倾向于阿姆斯特丹演绎是由于它使用了最少的概念。它不会假定粒子的位置，也不会假定存在好多不同的宇宙，诸这么类。因而它是最为基础的演绎，也就意味着它最具有开放性。
三联生活周刊：作为一个在维也纳学习和工作的英国人，你是否也遭到了维也纳学派的影响？
蔡林格：是的。我发觉自己除了遭到了维也纳学派的影响，同时也深受了维也纳实证主义心态的影响。关于这一点，我是在1977年的时侯才发觉的，那一年我去了麻省理工大学，在那儿工作了一年时间。我突然意识到，维也纳的气氛是十分奇特的。在维也纳，你可以对一些特别基本的问题发问，同时维也纳的风气也愈发哲学化，虽然在化学学界也是这么。这真是一种十分奇特、非常有趣的环境。
在日本，人们都愈发实际。大多数研究量子热学的化学学家和哲学家都是从现实主义角度出发的。有些人觉得量子热学的隐藏热阻是以某种复杂的方式存在的。这些心态也并无不可，可以说整个日本文化的成功就是构建在从一种实际的角度出发去寻求解决问题的途径。因而从最开始，从美国研究量子热学的开创性人物开始，她们就有一种更实际的心态，这是好事。并且我想在世界的其他一些地方，有另外一种研究理念，这也是一件好事。
三联生活周刊：埃尔温·薛定谔（ErwinSchrö）同样来自维也纳，他提出了量子热学的波动性理论，但后来他发生了转变，与爱因斯坦看待量子热学的观念相像，并不相信所谓量子热学的波函数。你是否也遭到了薛定谔的影响？
蔡林格：埃尔温·薛定谔是一位十分特别复杂的数学学家。我觉得他与爱因斯坦并不一样。假如你去读一下他的书《生命是哪些》，就能否在其中了解到他对于世界的哲学见解。他在书里写他觉得人类是处于一种物质和意识共存的状态，这与现今大多数数学学家的想法相反。薛定谔还写了一些愈发激进的内容，他觉得在世界上存在一个整体意识，而我们都是这个整体意识的一部份。这些观点爱因斯坦是绝对不会同意的。
英国化学学家埃尔温·薛定谔
三联生活周刊：这么你会把人的意识置于量子热学中一个很特殊的位置上吗？
蔡林格：只有你先告诉我人的意识是哪些，我能够回答这个问题。由于我真的不晓得。我想其中最关键的部份在于信息。信息与知识不同，它是一种让人获得知识的可能性。所谓的波函数是一种关于量子状态的可能性，可能取得的实验结果的描述，归根结底，这是一种人们获得某种知识的可能性。这须要人的意识参与其中。这为何须要人类意识的参与？意识的角色为何这么特殊？那些都是开放性的问题。
三联生活周刊：想要解决这种问题，作为一个实验化学学家，你是否会和哲学家们一起工作？
蔡林格：我当初约请过哲学家进行合作。从日本的一个科学基金获得支持以后，我以前约请哲学家来实验室访问，并且与哲学家的谈话总是十分有趣。让哲学家视察我们的实验但是给出建议对我们的研究有很大帮助。
三联生活周刊：你完成了好多的量子热学实验，而且把量子热学加快到了一个新的极限。这么你是否观察到在量子世界和日常的所谓精典世界之间存在着某种界限？
蔡林格：二者之间并没有界限。尼尔斯·玻尔有一句格言：所谓的精典物体就是我们能否用日常语言来谈论的对象。当提到量子对象，玻尔说他没有办法谈论量子对象，由于并没有合适的语言——为什么会这样？这说明了哪些？当一个所谓的精典物体显得越来越大，这么它就有越来越大的可能和周围的环境发生互相作用，而每一次互相作用都让（这个物体的）信息向周围的环境流动。所以说你与周围环境的接触越多，你就越有可能变得像是一个“经典物体”。
然而量子世界与精典世界之间并没有一个界限。如同我们借助富勒烯分子进行量子实验，在实验中富勒烯是一个量子物体，而在其他的实验中它又是一种精典物体。通过一个扫描隧洞显微镜的观察，你可以晓得一个富勒烯分子在那里，你可以听到它的结构和一切细节，由于你和富勒烯分子之间存在互相作用。因而所谓的量子世界和精典世界并不是固定一成不变的。一个物体属于量子物体还是精典物体，这取决于实验的设置，与周围环境的分隔。你永远没法在二者之间划出一条界限来。
我期盼着把量子世界的范围仍然向精典世界推动，从十分特别小的单个物体，逐步发展到越来越大的分子，之后再继续深化。我不晓得这其中真正的限制会在那里，但可以肯定的是，让一只猫呈现出量子态纯粹是幻想了。
三联生活周刊：理查德·费曼以前说过，没有人理解量子热学。你一直觉得自己也不理解量子热学吗？
蔡林格：我们可以理解的是，我们可以通过量子力学进行一些实验和工作。并且在更深的意义上，我觉得正如费曼所说，为何会出现量子力学，这一点我们都不理解。这与我们对于相对论的理解程度完全不同。费曼也说过，一开始只有少数的几个人理解相对论，然而此后就有越来越多的人理解了它。量子热学则完全不同。似乎在未来的某三天我们才能对它有更清晰的认识。
三联生活周刊：在爱因斯坦知名的“EPR论文”中，他提出量子热学是正确的，但可能是不完备的。作为一个量子热学专家，明天你会怎么向他解释他提出的“EPR悖论”呢？
蔡林格：我会说，很抱歉，爱因斯坦先生，你的推论是错误的。我的一位朋友，知名的日本化学学家迈克尔·霍恩（MikeHorne），多年前在他的博士论文里就证明了，“EPR悖论”中关于蕴涵变量一定存在的推论是错误的。所以我会直接告诉爱因斯坦，他的推论是错误的。但我不晓得他会怎么回应。
三联生活周刊：从这个角度来说，你是否抛弃了事物的局域性和因果性？
蔡林格：问题就在于，在某种程度上你不得不抛弃事物的真实性和局域性概念的三者之一，这是极其困难的。我也会特别留神，我不会觉得完全抛弃因果性是一个正确的选择。在处理这种问题时人们必须特别当心。并且在某种程度上，你必须抛弃真实性的概念，也就是说在你通过实验来测量物体的某一个特点之前，这项特点并不存在。
也就是说，所谓的实在性概念有一个问题，局域性概念同样也有问题，由于（在量子世界）互相作用的速率远超光速，这（在精典世界中）是不容许的。我的个人观点是我们须要理解，所谓的真实性和局域性问题早已不再重要，这种都是“旧问题”，应当把它们都抛弃掉。
日本化学学家迈克尔·霍恩
中国是量子通讯领域的领跑者
三联生活周刊：你如今正试着借助处于纠缠态的光子建造一个安全的通讯网路。
蔡林格：这样的量子通讯网路早已建成了，（在这个领域）目前中国是领跑者。
三联生活周刊：你首先在维也纳建造了量子通讯网路，然后你的中学生潘建伟又在中国建造了一套量子通讯网路，如今又在借助卫星进行量子通讯实验，真是十分了不起的工作。
蔡林格：量子网路早已不是面向未来的技术了。人类用网路来交换信息，而量子通讯网路可以保证通讯的安全性。人们想要在城市之间通讯，例如在不同的大领馆里，就可以构建安全的量子通讯网路。这在好多对安全性要求高的通讯中都十分有价值。
三联生活周刊：人类会建造出一个全球性的量子通讯网路吗？
蔡林格：我相信会建成这样的量子通讯网路，并且不会只有一家。中国，可能还有其他国家，包括英国都在建造量子通讯网路。之后可能就会有私人企业参与进来。
量子卫星首席科学家潘建伟教授在中国农大量子储存实验室中了解科研情况（摄于2017年4月）（图|人民视觉）
三联生活周刊：但也有人批评量子通讯网路的造价太高，并且容易遭到功击。
蔡林格：假若采用正确的形式建造，这么量子通讯网路就只会遭到外界的功击而被打断，导致双方未能通讯。并且进行功击的第三方也未能获得通讯信息。我相信在好多场合，信息安全都是十分重要的，但是人们乐意付高价以保障通讯安全。一些高度绝密的商业磋商，例如在民航公司订购商业航线的磋商中，人们都会希望通讯绝对保密，不会被竞争对手知晓本方的出价。所以说，量子通讯技术有很大的商业前景，更不用提它的军事价值了！
量子通讯网路的发展会像笔记本一样，最初只有三四台笔记本被用于军事用途，而如今每位屋子里几乎都有一台笔记本。缘由有两个：首先，技术进步了，它可以实现好多人们想像不到的功能；第二个诱因就是价钱升高了。在量子通讯领域也会发生类似的事情。
三联生活周刊：你的研究似乎在本质上相同，但我觉得在实验领域却迈向了两个相反的方向。一部份实验越来越复杂，耗费也越来越大，例如量子卫星实验须要国家级别的投入；而另一个方向则十分简单，比如通过双缝干涉实验来研究微观干涉现象。你更倾向于通过哪一类实验来进行研究？
蔡林格：我一直对基础问题十分感兴趣。现今一些重要的实验项目涉及实现多离子或多光子的纠缠态等。目前潘建伟实现了最多光子数的纠缠，而世界上第一次实现少于两个光子的纠缠态实验就是在维也纳进行的，当时潘建伟也参与了这个实验。这就是一种十分典型的基础研究。当时世界上没有任何人在实验室里看到过少于两个光子的量子纠缠，而如今这项技术对于量子通讯十分重要，这也说明了基础科学研究的重要性。
我一向对基础科学问题感兴趣，其实也和其他的研究者，例如潘建伟，进行过一些应用方面的研究。但我对于发展技术并不是非常感兴趣，对我来说基础问题更有趣。研究量子热学的非局域性潘建伟 量子通讯，检测不同的理论漏洞，这都是对于量子加密技术是否安全的重要条件。这种问题都十分有趣，也都是开放性的问题。
潘建伟教授（张雷摄）
三联生活周刊：你做了好多知名的实验，哪一个是你自己最喜欢的？
蔡林格：对我来说，我最喜欢的实验是实现三个粒子和四个粒子的纠缠态。由于这开创了一个全新的科学领域，也开创了一个全新的应用领域，例如量子加密。实现多粒子纠缠态实验是一个让人兴奋的事情。我们与格林伯格和欧文共同发觉了多粒子纠缠可能性。从哪个时侯开始，我就仍然希望还能在实验室里实现这个量子态。这花了我将近10年的时间。
在明天看来实现这个实验很简单，而且在当时没有人晓得该如何做就能让三个或则四个粒子处于纠缠状态。我们在1987年或是1988年发觉了“GHZ态”，然后又走了好多的弯路。那种时侯我还没有进行光子纠缠实验，我的研究组须要学习量子纠缠，还有相关的技术。在这方面，考文垂学院的伦纳德·曼德尔（）给了我们很大的帮助，他给我们好多无私的建议，他总是对我在实验方面的问题毫无保留。我们最终在1994年、1995年，首次实现了“GHZ量子纠缠实验”。
三联生活周刊：当时在全世界有好多实验室都在进行类似的量子实验，大家之间的关系是竞争者还是合作者？
蔡林格：我们之间有些是竞争关系，有些是合作关系，而有些是二者兼具。
三联生活周刊：在数学学界你已然博得了好多的奖项，你是否期盼才能获得诺贝尔奖呢？
蔡林格：对于任何一个化学学家来说，博得诺贝尔奖都是极高的荣誉。有太多出众的科学家配得上诺贝尔奖，对于诺贝尔委员会来说会很难作出决定。我想我在20年前早已完成了自己最重要的工作，就是多光子纠缠实验——这项实验还有一个副产品就是量子隐态传输实验；我们同样做了一些关于量子门和量子估算的实验——这些就是我最重要的成就了。
我如今依然在这个领域进行研究，就是由于我真心地喜欢这项工作。其实名义上我早已退职了，而且我一直每天都来实验室，这对我来说是最重要的事情。我希望才能引导年青人对科学倍感兴奋，但是进行一些有趣的研究。
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