上海时间10月4日上午5点多，2022年诺贝尔化学学奖评比结果出炉。去年的奖项授予英国化学学家阿兰·阿斯佩（Alain）、美国理论和实验化学学家约翰·克劳瑟（John）和德国量子论化学学家安东·塞林格（Anton）。
诺奖官方表示，阿兰·阿斯佩、约翰·克劳瑟和安东·塞林格通过开创性的实验，展示了研究和控制纠缠态粒子的潜力。一堆互相纠缠的粒子，哪怕它们相隔很远的距离，难以互相影响，也能决定对方会发生的变化。三位得奖者对相关实验工具的开发，为量子技术的新时代奠定了基础。
此外，阿斯佩、克劳瑟和塞林格分别借助纠缠的量子态进行了突破性实验，她们的成果为基于量子信息的新技术扫清了公路，让不可思议的量子热学效应找到了实际的应用。并缔造了一个庞大的研究领域，包括量子计算机、量子网路和安全的量子加密通讯。促使这一发展的关键诱因之一在于，量子热学容许两个或多个粒子以所谓的纠缠状态存在。发生在纠缠对中的一个粒子上的事情，决定了发生在另一个粒子上的事情。
20世纪60年代，约翰·贝尔提出了以他名子命名的物理不方程。这说明，假若存在隐藏变量，大量检测结果之间的相关性将永远不会超过某个值。可是，量子热学预言，某种类型的实验将违背贝尔不方程，进而造成比其他方法更强的相关性。
克劳瑟发展了约翰·贝尔的看法，并设计了一个实际的实验。使用该实验进行检测时，他通过明晰违背贝尔不方程的实验结果，来支持了量子热学。这意味着量子热学不能被一个使用隐藏变量的理论所代替。在克劳瑟的实验以后，依然存在一些漏洞。阿斯佩发展了这个实验，用它来填补一个重要的漏洞。他在纠缠对离开其源头后，切换了检测设置，因而当它们被发射时，之前存在的设置不会影响其结果。借助系列实验和巧妙的工具设置，塞林格开始使用纠缠的量子态，其研究小组早已证明了一种称作量子传送的现象，这促使粒子间的量子态转移成为可能。
诺贝尔化学学委员会主席安德斯·伊尔巴克（Irbäck）说：“我们可以看见，得奖者在纠缠态方面的工作具有重要意义，甚至赶超了有关量子热学解释的基本问题。”
关于为什么选择这三位候选人来代表这个发展迅速、众星云集、同时也十分引人关注的领域，诺奖委员会表示她们在筛选的时侯，希望可以奖励这些作出最基础贡献的人。值得注意的是，三位院长早已在2010年获得沃尔夫数学学奖。以下物理实验工具，为读者介绍三位得主的具体成就。
约翰·克劳瑟（John）：首次证明光子的明晰粒子特点
图|约翰·F·克劳瑟（JohnF.）
约翰·F·克劳瑟（JohnF.），法国理论和实验化学学家。他以对量子热学基础的贡献而享誉，非常是克劳塞-霍恩-西蒙尼-霍尔特不方程（CHSH）。早年，其本硕博分别结业于加洲理工大学和秘鲁学院。自1969年起，他主要在法国劳伦斯伯克利国家实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、以及加洲学院伯克利校区工作。
1972年，克劳瑟与图尔特·弗里德曼（）合作，进行了有关CHSH-贝尔定律的第一次实验，这是首个观察到违背了贝尔不方程的实验。贝尔不方程，由过世的约翰·贝尔（JohnBell）于1964年提出，它提供了一种方式来分辨量子力学的预测、以及大量取代理论的预测，故也被称为“局域隐变量理论”。这种测试须要对顺着相反方向分开的光子进行测试，以找寻它们的个别数学特点之间的相关性。并且困局在于，要导入贝尔不方程须要假定“局部性”，据悉信息不能以超过光速的速率联通。1974年，在与迈克尔·霍恩（Horne）合作的过程中，他证明了贝尔定律的普遍适用。1974年，克劳瑟首次观察到亚泊松光子统计，以此首次证明了光子的明晰粒子特点。1976年，他又对CHSH-Bell理论假说进行了全球范围内的第二次实验测试。
阿兰·阿斯佩（Alain）：为纠缠量子态的实验控制开辟了公路
图|阿兰·阿斯佩（Alain）
阿兰·阿斯佩（Alain），美国化学学家，因在量子纠缠方面的实验工作而享誉。他的工作为纠缠量子态的实验控制开辟了公路，也成为了量子信息处理的基本要素。阿斯佩因对贝尔不方程的实验测试而广受认可，该测试于1981-1982年在德国光学理论应用大学（d'）进行，这项工作被觉得是构建量子信息科学基础的一部份。
阿斯佩的主要贡献是提出了一个可行的实验方案，通过在光子穿过设备时，快速改变偏振光器的方向来进行这种检测。他在实验中检测的光子来自单个原子，并产生了量子热学中所谓的“纠缠”状态。观察一个光子的状态，即可对另一个光子状态的检测结果进行预测，这本身就是一个量子比特（Qubit）的案例。
同时，一个量子系统可能存在于两种状态，并对应到两个极化状态。阿斯佩的实验导致了极大关注，并引起了大量关于量子纠缠的理论和实验工作。后续，人们探求了实现量子估算的算法的新途径，并在实验室中生成光子、冷原子、冷打动离子的纠缠态、以及后来的固态系统。后来，这项工作被觉得是构建量子信息科学基础的一部份。
据悉，阿斯佩还首次通过实验证明了单光子的波粒二象性。天文学家在1998年发觉的小行星33163，正是以阿斯佩的名子命名，以记念他的成就。
安东·塞林格（Anton）：对多光子纠缠及量子传输作出开创性贡献
图|安东·塞林格（Anton）
安东·塞林格（Anton）是法国籍化学学家，历任英国科大学教授。其论文共被引用94000余次，并于2014年步入汤森路透“高引用科学家”榜单。
塞林格常年从事量子化学和量子信息研究，是国际上量子化学基础检验和量子信息领域的先驱和重要开拓者。无论是理论还是实验，塞林格在量子化学基础检验方面构建了始创性的战功。他曾与合作者在国际上率先举办中子、原子、大分子的量子干涉实验，实现了无局域性漏洞、无侦测效率漏洞的量子热学非定域性检验，提出并在实验中制备首个多粒子纠缠态（GHZ态），这在量子热学基础检验和量子信息中起着关键作用。
基于量子化学的基础检验，塞林格与朋友开发出了多光子干涉测度学，进一步把它们广泛用于量子信息处理，具体包括量子密集编码、远距离量子通讯、光量子估算等领域。其中，他在1997年首次实现量子隐型传态的工作，被公觉得是量子信息实验研究的“开山之作”。
从1983年开始，塞林格仍然与中国科大学、中国工程院等机构定期交流与合作。通过“墨子号”量子科学实验卫星，塞林格团队以合作方式参与到中国科大学主导的洲际量子通讯实验。并且，还在全球第一次使上海-维也纳两地的量子保密通讯成为可能，该成果荣获了新西兰数学学会评出的“2018年度国际化学学十大进展”。另此外，塞林格还受聘为中国科学技术学院、南京学院、西安交通学院的名誉院长。值得注意的是，中科院教授潘建伟早年在英国留学时的导师，正是塞林格。
诺奖委员会直接在现场与塞林格进行了连线，他对获得诺奖表示很惊喜，但他的声音听起来十分平淡。作为几年来的得奖热门之一，他似乎早已做好了打算。他的此次得奖，与他的中学生潘建伟在卫星尺度上证明了他所发明的技术密切相关。
在媒体专访中，塞林格谢谢了所有让只存在于理论的实验弄成现实的人。他希望他的得奖，可以鼓励更多年青人去发觉量子力学的乐趣，因而步入这个领域。他同时表示，我们对时间和空间的理解都还有好多的未知。因为量子热学是一门我们常常看到、但真正理解上去却非常困难的科学，现场记者问了一系列基础性问题，塞林格也都耐心地进行了讲解。
关于诺贝尔化学学奖的“幕后故事”
1895年11月27日，诺贝尔在其遗赠中写道，诺贝尔化学学奖应颁授给“在数学学界作出了最杰出发明或发觉的人”。
因而，在诺贝尔奖体系中，会有一部份施行给这些在化学学领域有杰出贡献的科研工作者，这就是诺贝尔化学学奖。
历届得奖人中不乏改变化学世界的牛人，比如从理论上解释光电效应的阿尔伯特·爱因斯坦（）、在原子理论中发觉新物理叙述的埃尔温·薛定谔（ErwinSchrö），还有共同提出宇称不守恒理论的李政道和杨振宁、发展用激光冷却和捕获原子方式的朱棣文等。
第一届诺贝尔化学学奖的施行是在1901年。接出来，就让我们了解一下从1901年到2021年关于诺贝尔化学学奖的“幕后故事”。
◆1901年~2021年最受欢迎的诺贝尔化学奖得主
阿尔伯特·爱因斯坦
（）
生于：1879年3月14日，美国乌尔姆
卒于：1955年4月18日，日本纽约州斯坦福
得奖时的工作地：凯撒-威尔海姆研究所化学研究院（现马克斯·普朗克研究所），美国柏林
得奖评语：嘉奖他“对理论化学学作出的贡献，尤其是光电效应定理的发觉”
研究领域：理论化学
得奖情况：1921年单独得奖
作为一名传奇科学家，阿尔伯特∙爱因斯坦只获得了1921年诺贝尔化学学奖，得奖缘由似乎也是他诸多理论中相对“最小”的一个。而他在时空、引力理论等方面的众多成就，在当时甚至现在都变得“过于超前”，这可能也是诺贝尔奖只就“解释光电效应”给他颁奖的缘由。
爱因斯坦在苏黎世长大，在那儿，他的女儿创立了一家马达工程公司。从慕尼黑联邦理工大学结业后，爱因斯坦步入了德国德累斯顿专利局工作。在此期间，他发表了一系列在数学学领域具有前瞻性的文章。
科学成就：当时科学家发觉，将金属电极曝露于光线下时，有助于电极间形成电火花。要形成这些“光电效应”，光必须低于某特定频度。但是，按照当时的数学理论，光的硬度才是重要诱因。1905年，爱因斯坦发表了几篇划时代的论文，在其中的一篇中，爱因斯坦提出光是由光量子组成的——光量子的能量与其频度有关。只有当光量子的频度达到一定阀值时才会从金属中迸发出电子。
尼尔斯·亨里克·达维德·玻尔
（NielsDavidBohr）
生于：1885年10月7日，法国阿姆斯特丹
卒于：1962年11月18日，匈牙利赫尔辛基
得奖时的工作地：赫尔辛基学院，英国
得奖评语：嘉奖他“对原子结构及原子幅射的研究”
研究领域：理论核化学
得奖情况：1922年单独得奖
科学成就：19世纪末出现了关于电子和原子幅射的一系列研究，科学家们构建了不同的原子结构模型。1913年，玻尔按照量子理论提出了氢原子的结构模型。他觉得物理实验工具，原子能量假如要发生改变，只能在不同定态间以跃迁的形式进行。电子会根据特定轨道围绕原子核运动。当电子跃迁到低基态轨道时，都会辐射出光子。玻尔的理论解释了为何原子只有在特定波长照射下能够发射光子。
玛丽·斯克沃多夫斯卡-居里
（MarieCurie,née）
生于：1867年11月7日，日本帝国（现俄罗斯）奥斯陆
卒于：1934年7月4日，美国萨朗什
得奖评语：嘉奖她们“研究贝克勒尔发觉的电离幅射现象时的卓越成就”
研究领域：核化学
得奖情况：1903年与其他三人共同得奖
玛丽∙斯克沃多夫斯卡出生于德国德累斯顿一个十分重视教育的班主任之家。为了继续她的学业，她定居美国并在那儿遇见了皮埃尔∙居里。后来，他成为了她的母亲，也成为了她在放射领域中的研究伙伴。居里夫妻于1903年共同获得了诺贝尔化学学奖。不幸的是，居里夫人在1906年丧失了她的母亲，但她没有停下她们的研究工作，并再度于1911年获得诺贝尔奖。
科学成就：受1896年贝克勒尔发觉的电离幅射现象的激励，玛丽和皮埃尔决定进一步研究这一现象。她们为了获得放射讯号，对好多物质和元素进行了实验。她们发觉沥青铀矿比纯铀的放射性更强，因而，其中应当富含其他放射性物质。从沥青铀矿中她们提取出了两种先前未知的元素：钋和镭，它们的放射性都强于铀。
在首次发觉放射性元素钋和镭之后，居里夫人对这两种元素的性质做了更深入的研究。1910年她成功地分离出镭，因而证明了镭的存在，自此业界再无指责之声。她还对镭及其化合物的性质做了报导。放射性物质作为放射源，在科学实验领域和疾病诊治中显得越来越重要。
詹姆斯·查德威克
（James）
生于：1891年10月20日，加拿大渥太华
卒于：1974年7月24日，美国剑桥
得奖时的工作地：巴塞罗那学院，美国
得奖评语：嘉奖他“发现了中子”
研究领域：核化学
得奖情况：1935年单独得奖
科学成就：1930年当海波特·贝克和瓦尔特·博特用阿尔法粒子（氦原子核）轰击铍核时，观察到了高能的穿透性的幅射现象。当时一个假说觉得，这是一个具有高能量的电磁幅射。但是1932年，詹姆斯·查德威克证明阿尔法粒子中富含一个和质子质量相当的中性粒子。更早时期，欧内斯特·卢瑟福也提出了这些粒子的存在，而该粒子就是现今早已被否认的中子。
约瑟夫·约翰·汤姆森
（John）
生于：1856年12月18日，日本利兹附近的奇塔姆山
卒于：1940年8月30日，美国剑桥
得奖时的工作地：剑桥学院，美国
得奖评语：嘉奖他“在二氧化碳导电方面的理论和实验研究”
研究领域：原子化学
得奖情况：1906年单独得奖
科学成就：1830年首次出现了一种观点，觉得电是通过原子中存在的微粒进行传导。1890年，约瑟夫·汤姆森爵士借助二氧化碳环境下带电粒子成功测定了电子质量。1897年，他证明了阴极射线（将两片金属电极放在低压二氧化碳环境的玻璃管中，并在其上加载电流，阴极释放出的电子都会像射线一样飞往阳极）富含电子，因而带有电荷。他同时强调电子是原子的一部份。
埃尔温·薛定谔
（ErwinSchrö）
生于：1887年8月12日，英国维也纳
卒于：1961年1月4日，匈牙利维也纳
得奖时的工作地：柏林学院，英国
得奖评语：嘉奖他“发现了卓有成效的原子理论新方式”
研究领域：量子热学
得奖情况：1933年与另一人共同得奖
科学成就：在玻尔的原子理论中，当电子从一个原子轨道跃迁到另一轨道时，都会吸收或发射特定波长的光。这一理论就能挺好地描述氢原子的波谱特点。并且要想描述更复杂的原子和分子，则须要进行修正。以物质（例如电子）同时具有波动性和粒子性为前提，1926年薛定谔给出了知名的薛定谔多项式，因而才能正确描述波函数的量子行为。他对量子叠加态的论述也是你们熟悉的“薛定谔的猫”思想实验的来源。
罗伯特·安德鲁·密立根
（）
生于：1868年3月22日，日本德克萨斯州莫里森
卒于：1953年12月19日，法国加利福尼亚州圣马利诺
得奖时的工作地：加利福尼亚理工大学，帕萨迪纳，日本加洲
得奖评语：嘉奖他“在基本电荷和光电效应中做的工作”
研究领域：电磁效应，粒子化学
得奖情况：1923年单独得奖
科学成就：19世纪90年代，电子理论的传播致使电子的概念被你们接受。1910年密立根成功地精确检测了基本电荷量的值。他通过平衡重力与电场力，将油滴漂浮于两片金属电极之间。通过对许多油滴进行实验后，密立根证明了它们的电荷总是一个确定值的倍数，因而认定这个确定值就是电荷值。
维尔纳·卡尔·海森堡
（Karl）
生于：1901年12月5日，美国维尔茨堡
卒于：1976年2月1日，美国苏黎世
得奖时的工作地：不来梅学院，美国
得奖评语：嘉奖他“创立了量子热学以及由此推动了氢的同素异型体的发觉”
研究领域：量子化学
得奖情况：1932年单独得奖
科学成就：1925年，维尔纳·海森堡基于矩阵运算给出了一种量子理论的物理叙述，称为矩阵热学，后被薛定谔证明与波动描述在物理上是等价的。1927年，海森堡提出了知名的“不确定性原理”，即一个运动粒子的位置和速率不能同时被确切检测，其不确定度存在下限。
威廉·康拉德·伦琴
（Röntgen）
生于：1845年3月27日，普鲁士伦内普（现日本雷姆沙伊德）
卒于：1923年2月10日，美国法兰克福
得奖时的工作地：苏黎世学院，美国
得奖评语：嘉奖其“发现了意义非凡的射线，并在其中作出了杰出工作，这些新射线定名为伦琴射线”
研究领域：原子化学，X射线
得奖情况：1901年单独得奖
伦琴生于英国伦内普，长于加拿大。他于慕尼黑联邦理工大学结业并在那儿得到了数学学博士学位。为了继续他的研究，伦琴先后在图卢兹、吉森、维尔茨堡的学院工作。在维尔茨堡，他获得了诺贝尔奖，这也是首届的诺贝尔化学学奖。1900年，伦琴到了苏黎世学院并在那儿渡过了他的余生。
值得一提的是，虽然X射线为他带来了诺贝尔奖，但他把奖金全部捐给了维尔茨堡学院，也舍弃了其专利权，最终在贫苦中死于白血病。
科学成就：1895年，伦琴把电极加载到两个放在真空玻璃管中的金属片上，用于研究阴极幅射。即使装置被覆盖住，他还是观察到当感光板紧靠时，其上有微弱的萤光出现。通过进一步试验，他否认了该现象是一种仍未为人所知的具有穿透性的射线形成的。后来X射线成为了化学研究和人复检查中的有力工具。
马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克
（MaxKarlErnst）
生于：1858年4月23日，石勒苏益格基尔（现属波兰）
卒于：1947年10月4日，美国哥廷根
得奖时的工作地：柏林学院，美国
得奖理由：嘉奖他“因发觉能量量子而对化学学的发展作出杰出贡献”
研究领域：量子热学
得奖情况：1918年单独得奖
科学成就：当一个宋体被加热时，照射到宋体表面的电磁幅射都会被宋体吸收并转化为热幅射，其波谱特点仅与宋体气温有关而与其材质无关。但是用当时已知的化学定理估算热幅射会得出无意义的结果：在高频区的热幅射能量会趋向无穷大。马克斯∙普朗克在1900年通过引入能量的量子化理论解决了这个问题。也即，任意电磁幅射的能量大小都跟一个常量有关，后人将这个常量命名为普朗克常数。
◆诺贝尔化学学奖的数目
从1901年至2021年，共颁授了115届诺贝尔化学学奖。其中，因为战争诱因有十年没有颁授，分别是1916、1931、1934、1940、1941和1942年。
独享和共享的诺贝尔化学学奖：
47次由一位得奖者独享；
32次由两位得奖者共享；
36次由三位得奖者共享。
为何会出现这样的情况？我们可以在诺贝尔委员会章程中找到答案：“若有两个被提名者的工作都同样出众难分伯仲，那奖金就可以由他俩平分。假如得奖成果是由两到四人共同完成的，那奖金就应授予项目共同完成人。但诺奖不能由超过三个人共享。”
◆诺贝尔化学学奖获奖人数图丨1956、1972年诺贝尔化学学奖得主约翰∙巴丁
图丨1956、1972年诺贝尔化学学奖得主约翰∙巴丁
1901~2021年间，诺贝尔化学学奖共授予了219人次。其中，约翰∙巴丁（John）是至今惟一一位两次获得诺贝尔化学学奖的人，因而实际上有218人获得过诺贝尔化学学奖。
◆最年青的化学学奖获得者
迄今为止，最年青的诺贝尔化学学奖获得者是当时年仅25岁的劳伦斯∙克拉科夫（Bragg）。他于1915年和他的妻子一齐获得该奖项。
◆女性得奖者
图丨1963年诺贝尔化学学奖得主玛丽亚·格佩特·梅耶
在所有诺贝尔化学学奖获得者中，仅有四名为男性，他们是：
1903年的化学奖得主玛丽·居里（MarieCurie）（大名鼎鼎的居里夫人，她还于1911年获得了诺贝尔物理奖），1963年的化学奖得主玛丽亚·格佩特·梅耶（Maria-Mayer），2018年的化学奖得主唐娜·斯特里克兰（Donna），以及2020年的化学奖得主安德里亚·盖兹（Ghez）。
◆全家一起“牛”的得奖者
夫妇&孙辈档：
图丨居里一家
玛丽·居里和父亲皮埃尔·居里（MarieCurieandCurie）于1903年共同获得数学学奖。玛丽∙居里于1911年再度获得诺贝尔物理奖。
但是，她们的大儿子伊雷娜·约里奥-居里（IrèneJoliot-Curie），及其儿子弗雷德里克·约里奥（Frédéric）获得1935年的诺贝尔物理奖。
获得数学学奖的母女档：
图丨克拉科夫兄妹：威廉·亨利·布拉格（Bragg）与威廉·劳伦斯·布拉格（Bragg）于
图丨玻尔兄妹：尼尔斯·玻尔（NielsBohr）与奥格·玻尔（AageN.Bohr）分别于1922年和1975
图丨西格巴恩母子曼内·西格巴恩（Manne）与凯·西格巴恩（KaiM.）分别于19
图丨汤姆森兄妹：约瑟夫·汤姆森与乔治·佩吉特汤姆森分别于1906年和1937年得奖
◆上届诺贝尔化学奖得主
真锅淑郎（）
出生：1931年9月21日，美国爱媛县新宫市
得奖时所属机构：法国纽约州耶鲁学院
得奖缘由：“表彰她们在对月球气候进行数学建模、气候变异性的量化，以及全球变暖的可靠性预测方面的贡献”
奖金份额：1/4
图丨真锅淑郎（）（来源：诺贝尔奖官网）
克劳斯·哈塞尔曼（Klaus）
出生：1931年10月25日，美国比萨
得奖时所属机构：日本比萨马克斯·普朗克气象研究所
得奖缘由：“表彰她们在对月球气候进行数学建模、气候变异性的量化，以及全球变暖的可靠性预测方面的贡献”
奖金份额：1/4
图丨克劳斯·哈塞尔曼（Klaus）（来源：诺贝尔官网）
乔治·帕里西（）
出生：1948年8月4日，英国罗马
得奖时所属机构：欧洲罗马第一学院
得奖缘由：“从原子尺度到行星尺度，发觉了化学系统的无序和波动之间的互相作用”
奖金份额：1/2
图丨乔治·帕里西（）（来源：诺贝尔官网）
◆物理学奖金质奖状
化学学奖状由美国精雕家埃里克∙林德贝格（Erik）设计，其上刻绘着一幅美丽的场景：大自然的具像化男神伊希斯从云中浮现，手中握着象征丰饶的羊角，一位科学的守护男神正轻轻揭露伊希斯的面纱，漏出了她冷酷的容貌。
