--- title: "量子物理：读懂证据" description: "从热辐射、精密光谱到量子操控与 Bell 检验：读懂这些观测，也看清它们的局限。" canonical_url: "https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/" language: "zh-CN" page_type: "story" alternate_languages: en: "https://sandboxphysics.com/stories/quantum-evidence/" last_modified: "2026-10-24" --- [量子物理：读懂证据](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/) 诺奖 A · 证据与操控 # 量子物理：读懂证据 Sandbox Physics · 2026-10-18 从热辐射、精密光谱到量子操控与 Bell 检验：读懂这些观测，也看清它们的局限。 先看每台装置到底测到了什么，再问：哪些解释站得住，哪些其他解释受到了限制，还有什么没检验过。文章先比较热辐射、电荷测量、光子反冲和原子激发，再读物质波、概率和量子力学的形成，然后从磁矩、精密光谱一路走到囚禁、冷却、相干和光子信息实验。哪里有 Lab 可以对照，就附上链接。 ## 数光子而不吸收它们，先让原子减速再探测 比较色散腔探测和原子束减速。每台教学仪器都写明怎样制备、怎样标定、略去了哪些物理；它们生成的数据和历史观测分开看。 - [腔光子无损计数与反馈](https://sandboxphysics.com/zh/labs/cavity-photon-qnd-feedback/) - [塞曼原子束减速器](https://sandboxphysics.com/zh/labs/zeeman-atomic-beam-slower/) ## 通过另一个系统读出 一个辅助离子读出光谱，三个分析站读出联合奇偶性。两种协议都保留探测器的原始结果，并说明这些统计量不能证明什么。 [双离子量子逻辑光谱](https://sandboxphysics.com/zh/labs/two-ion-quantum-logic-spectroscopy/) [三光子 GHZ 关联台](https://sandboxphysics.com/zh/labs/three-photon-ghz-correlations/) ## 两种磁矩读法 一种看阱中单个电子的频率跃迁，另一种按速度测量中性氢分子束的偏转。两者各有自己的装置、模拟数据和标定上的局限。 [单电子 Penning 阱与自旋读出](https://sandboxphysics.com/zh/labs/penning-electron-spin-readout/) [分子束质子磁矩测量台](https://sandboxphysics.com/zh/labs/molecular-beam-proton-moment/) ## 读谱线位置，再读线宽 两个模拟计数实验，把有限核质量、热运动和仪器模糊的影响分开。历史证据和真实的 Balmer 多重线各有局限。 [氢—氘同位素位移光谱仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/hydrogen-deuterium-isotope-spectrometer/) [双同位素 Doppler 线宽测温仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/two-isotope-doppler-thermometer/) ## 光子反冲：角度、能量与符合 两台模拟仪器，把各个角度测到的光电峰和主动靶里的能量收支联系起来。历史证据另有文章说明。 [Compton 角分辨能谱仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/compton-angular-spectrometer/) [Compton 符合能量分析仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/compton-coincidence-energy/) ## 持续驱动：吸收、色散与饱和 用平衡射频桥逐点扫过共振，再扫描驱动幅度做比较。这些教学模型按均匀、稳态处理，电压是模拟出来的，不重建历史装置。 [连续波核磁频谱仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/cw-nmr-spectrometer/) [核磁功率饱和分析仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/nmr-power-saturation/) ## 定律与量子理论的形成 拿实测分布和光谱规则，对照理论真正能预言的量。 1. ### [黑体辐射：证据是一整条曲线](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/blackbody-spectrum-planck-wien/) 长波段的测量，怎样迫使热辐射定律改变？ 2. ### [原子谱：定态的证据，不是轨道的照片](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/atomic-spectra-stationary-states/) 一组波长，怎样用来检验原子结构？ 3. ### [de Broglie：物质的波长，波包的速度](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/de-broglie-matter-waves-phase-packets/) 给电子一个波长，究竟预言了什么？哪一种波速才对应它的运动？ 4. ### [矩阵与波：走向同一组预言的两条路](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/matrix-wave-mechanics-observables/) 原子理论不再给每个电子安排路径之后，究竟改变了什么？ 5. ### [Dirac 电子：成功方程里尚未结束的故事](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/dirac-electron-spin-relativity/) 相对论方程解释了什么，又把哪些问题留给了后来的物理？ ## 电荷、激发与光子反冲 先看电流、轨迹或光谱本身，再推断量子。 1. ### [光电效应：电压还不是电子的能量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photoelectric-stopping-potential-contact/) 一组电流—电压曲线，怎样成了对 Einstein 定律的检验？ 2. ### [油滴实验：从下落时间里找出电荷单位](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/millikan-oil-drop-charge-inference/) 单看一滴悬停的油，为什么还确立不了基本电荷？ 3. ### [Franck–Hertz：下降的电流能证明什么](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/franck-hertz-discrete-excitation/) 为什么少收集到电子，会揭示原子的激发能？ 4. ### [Compton 散射：光还要平衡动量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/compton-scattering-energy-momentum/) 散射 X 射线的波长变化，比光电发射多提供了什么证据？ ## 概率与排斥 分清历史上的论证，和现代态模型预先接受的假设。 1. ### [Born：散射方向怎样成为概率](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/born-scattering-probability/) 波向四面八方散开，怎样对应到一次被记录的碰撞？ 2. ### [Pauli：填壳层之前，先数清状态](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/pauli-spectra-exclusion-principle/) 给光谱里的状态计数，怎样引出了一条限制电子状态的规则？ ## 场、自旋与精密光谱 看清什么移动了、仪器记下了什么、检验的是哪一个基准。 1. ### [磁场为什么会把一条谱线分开](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/zeeman-lines-polarization-lorentz/) Zeeman 看见的谱线和 Lorentz 预言的偏振，怎样相互印证？ 2. ### [电场怎样把氢原子的谱线分开](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/stark-effect-electric-field-spectra/) Stark 怎样从光的颜色和偏振，看出电场改变了原子的能量？ 3. ### [从沟道射线的颜色读出原子的运动](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/stark-canal-rays-doppler-emitters/) 迎面飞来和背离飞去的氢原子，为什么发出不同颜色的光？ 4. ### [两道银迹怎样改变了人们对原子的认识](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/stern-gerlach-silver-beam-spin/) Stern 和 Gerlach 在 1922 年看到了什么，电子自旋又是何时进入解释的？ 5. ### [氢分子的微小偏转，怎样测出了质子的磁性](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/stern-proton-moment-molecular-hydrogen/) 让中性氢分子飞过磁场，为什么能读出质子的磁性？ 6. ### [怎样知道原子核遇到了共振](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/magnetic-resonance-beams-absorption-induction/) 束流减少、无线电波被吸收、线圈出现电压，为什么都能告诉我们原子核有多强的磁性？ 7. ### [光怎样把原子搬到不再吸光的状态里](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/optical-pumping-populations-double-resonance/) 一束偏振光怎样先制备原子，再让射频共振变成看得见的信号？ 8. ### [少掉的氢原子怎样暴露了 Lamb 位移](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/lamb-shift-microwave-evidence/) 一个下游信号的凹陷，怎样指出氢原子理论里漏掉的能量？ 9. ### [Kusch 和 Foley 怎样找出电子多出的一点磁性](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/kusch-foley-electron-magnetic-moment/) 比较不同原子的共振，怎样看出电子的磁响应多了一小项？ 10. ### [晶体怎样接住原子核发光时的反冲](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/mossbauer-recoil-free-resonance/) 把原子核放进固体，为什么能重新看见极窄的伽马共振？ ## 时钟、囚禁与单量子操控 从制备到保存下来的探测数据，再到估计值和误差来源，一步步接起来。 1. ### [Ramsey 和离子阱怎样为测量争取时间](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/ramsey-ion-traps-measurement/) 为什么能多观察原子一会儿，就能测出更细微的差别？ 2. ### [怎样读懂喷泉原子钟里的腔相位误差](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/ramsey-cavity-phase-frequency-bias/) Ramsey 条纹很清楚，微波场为什么仍会把时钟频率推偏？ 3. ### [完美探测器还会留下多少量子计数噪声](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-projection-noise-population-counts/) 怎样把原子结果本身的随机性，与探测器的噪声分开？ 4. ### [跟着喷泉原子钟论文外推零密度频率](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/fountain-clock-collision-density-extrapolation/) 为了修正时钟频率而改变原子数时，哪些条件必须保持一样？ 5. ### [不断改变方向的电场怎样困住离子](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/paul-trap-dynamic-stability-micromotion/) 电场总在换方向，离子为什么还留得住？ 6. ### [Dehmelt 怎样听出单个电子的自旋翻转](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/dehmelt-single-electron-penning-spin-readout/) 电子一直留在阱里，实验者怎样知道它的自旋翻转了？ 7. ### [钠原子比理论预想的更冷，温度计可靠吗](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/laser-cooling-below-doppler-limit/) 几种温度计怎样把意外的低温，变成了解原子内部结构的线索？ 8. ### [用变化的磁场，让原子一直听得见减速光](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/zeeman-slowing-neutral-atom-beam/) 原子越来越慢，怎样让同一个频率的激光继续迎着它推？ 9. ### [六束激光怎样让 Chu 的原子慢下来](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/chu-optical-molasses-diffusion-escape/) 光学黏胶没有把原子拉回中心，为什么原子仍能停留那么久？ 10. ### [从原子飞散的记录里，读出一把温度计](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/cold-atom-ballistic-thermometry/) 释放后的测量，怎样分清随机速度、云团起初的大小和整体漂移？ 11. ### [原子爬过光造的山坡，为什么会越来越慢](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/sisyphus-cooling-polarization-energy/) 光的总强度处处相同，原子怎样还能从中损失动能？ 12. ### [氦原子怎样躲开光，留下两条极窄的速度峰](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/subrecoil-cooling-dark-state-momentum/) 1988 年的暗态冷却实验，究竟让哪一部分运动变冷了？ 13. ### [一颗离子的荧光怎样突然熄灭，又重新亮起](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/electron-shelving-single-ion-jumps/) 荧光信号缺失，何时才成为内部态跃迁的证据？ 14. ### [怎样读懂首次离子基态冷却实验的边带谱](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/sideband-asymmetry-ground-state-cooling/) 读 1989 年汞离子论文时，怎样从红蓝边带推断运动，又保留测温结论的适用范围？ 15. ### [借另一个离子，读出一条难测的跃迁](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-logic-spectroscopy-shared-motion/) 冷却与探测跃迁都不方便的离子，怎样成为可用的光谱参考？ 16. ### [怎样测量一个量子系统，还能接着研究它](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/single-quantum-measurement-backaction/) 探测器怎样从单个量子系统得到信息，又不把它直接耗掉？ 17. ### [腔中的猫态为何先失去相干，再慢慢失去能量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/cavity-cat-coherence-energy-decay/) 叠加态正在失去相干、普通的统计混合、腔在漏能量，要靠什么观测来区分？ 18. ### [让原子一个个数出腔里的光子](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/qnd-photon-counting-atomic-records/) 一串非此即彼的原子读数，怎样在不吸收光场的情况下变成光子数估计？ 19. ### [让腔里的光子数回到指定目标](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-feedback-photon-number-verification/) 制备指定数态，与控制器报告自己找到了它，有什么区别？ ## Bell 检验与光子信息 每个结论都离不开四件事：试次怎样定义、保留了哪些事件、时序如何、允许哪些通信。 1. ### [Bell 检验怎样辨认量子关联](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/bell-tests-correlations-loopholes/) 出人意料的关联，要靠哪些假设才能成为反对局域隐变量模型的证据？ 2. ### [Freedman 和 Clauser 用钙原子检验 Bell 不等式](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/freedman-clauser-coincidence-normalization/) 钙原子级联实验，怎样从一条偏振曲线变成对一个界限的检验？ 3. ### [Aspect 在光子飞行途中切换分析器](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/aspect-switching-spacetime-records/) 1982 年 Bell 实验快速改变光路，增加了什么检验，又保留了哪些假设？ 4. ### [就绪信号让每次 Bell 试验都有着落](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/event-ready-bell-trials-finite-statistics/) 设置选择前的就绪信号，为什么不同于事后只留下有利探测？ 5. ### [光子 Bell 检验怎样计入没响的探测器](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photon-bell-losses-optical-trials/) 高效探测器、新的事件计法和局域时钟，怎样把分头取得的漏洞进展合进同一次实验？ 6. ### [三个光子的 GHZ 关联为何难倒预写的答案](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/ghz-parity-three-photon-records/) 理想情况下的矛盾确定无疑，为什么还要认真清点不完美的探测？ 7. ### [1997 年光子实验怎样转移量子态](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-teleportation-conditional-records/) 光子实验传递了什么？哪些事件被纳入了证据？ 8. ### [用一个光子预告另一个光子的到来](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/heralded-photon-anticorrelation-gates/) 数一数触发后的探测点击，怎样就能区分单光子源和衰减光束？ 9. ### [两个光子怎样一起走出分束器](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/hong-ou-mandel-dip-mode-overlap/) 为什么符合谷测量的是模式重叠，而不是光子消失？ 10. ### [一次联合测量怎样让未曾相遇的光子纠缠](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/entanglement-swapping-fourfold-records/) 怎样区分条件纠缠与靠分组制造的关联？ 11. ### [后来的测量怎样给早先的光子结果分组](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/delayed-choice-swapping-sorted-records/) 外侧光子已被探测后再选择联合分析器，究竟改变了什么？ 12. ### [密集编码怎样用一个光子传三种消息](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/dense-coding-three-messages-resources/) 1996 年三消息实验与理想四态协议，各自展示了什么？ 13. ### [从已标定的计数重建光子态](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photon-tomography-counts-physical-states/) 态重建比原始探测计数多给了什么，又带进了哪些假设？ ## 先试模型，再读证据 下面五个 Lab 涉及操控、重建和相对论类比，各自连到一篇证据文章；每一项都写明这个 Lab 能支持哪种比较。 - [腔量子交换](https://sandboxphysics.com/zh/labs/cavity-quantum-exchange/) 空腔也能接走一份激发吗？ [证据阅读](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/single-quantum-measurement-backaction/) - [Homodyne 量子态层析](https://sandboxphysics.com/zh/labs/homodyne-quantum-tomography/) 重建能预测一个新投影吗？ [证据阅读](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photon-tomography-counts-physical-states/) - [STIRAP 暗态转移](https://sandboxphysics.com/zh/labs/stirap-dark-state-transfer/) 交换脉冲顺序，会改变什么？ [证据阅读](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/subrecoil-cooling-dark-state-momentum/) - [Dirac 自由波包的颤动](https://sandboxphysics.com/zh/labs/dirac-trembling-motion/) 只留一条能量分支，还会颤动吗？ [证据阅读](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/dirac-electron-spin-relativity/) - [Klein 波包与超高势垒](https://sandboxphysics.com/zh/labs/klein-wavepacket-tunneling/) 抬高势垒，为什么通道反而重开？ [证据阅读](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/dirac-electron-spin-relativity/) ## 线圈记录两种恢复 把记录下来的正交电压变成自由感应频谱，再对比一次保留正负号的反转恢复扫描。这些脉冲方法是后来才有的，模型并不复刻 1946 年用持续驱动做的实验。 [核磁自由感应频谱仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/nmr-free-induction-spectrometer/) [核磁反转恢复弛豫仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/nmr-inversion-recovery/) ## 用光读取原子寿命 比较光抽运之后基态布居的弛豫，和激发态 Hanle 偏振信号的线宽。两者计时的对象、装置几何和探测的光子都不同，不要混为一谈。 [光抽运与暗弛豫](https://sandboxphysics.com/zh/labs/optical-pumping-relaxation/) [Hanle 寿命光谱仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/hanle-lifetime-spectrometer/) ## 电荷与磁响应 从油滴的运动估计电荷，得到一个连续的数值；再比较两个原子共振，把自旋因子和两者共用的磁场分开。模拟测量可以和历史证据对照着读。 [油滴电荷测量台](https://sandboxphysics.com/zh/labs/oil-drop-charge/) [原子磁矩比较仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/atomic-magnetic-moment-comparator/) ## 谱线分裂，还是光源在动？ 比较磁场造成的偏振谱线分裂和发光原子的运动。采集计数、改变观察方向，把从数据拟合出的结果和光源的参考值分开看。 [Zeeman 偏振光谱仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/zeeman-polarization-spectrometer/) [沟道射线 Doppler 光谱仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/canal-ray-doppler-spectrometer/) ## 三种方法，分辨微小能量 采集偏振 Stark 光谱；数一数穿过 Lamb 共振后还剩多少亚稳态原子；改变源速度，扫描 Mössbauer 透射。每台仪器都有自己的模型局限和原始数据，历史证据另外讨论。 [Stark 电场分裂光谱仪](https://sandboxphysics.com/zh/labs/stark-splitting-spectrometer/) [Lamb 位移微波测量台](https://sandboxphysics.com/zh/labs/lamb-shift-microwave/) [Mössbauer 多普勒共振台](https://sandboxphysics.com/zh/labs/mossbauer-doppler-resonance/) ## 测量一条热辐射光谱 用黑体辐射教学装置采集模拟的开光读数和暗场读数，比较三种辐射定律，再导出原始数据。读数是模拟的，历史证据另外讨论。 [打开黑体辐射观测台](https://sandboxphysics.com/zh/labs/blackbody-radiation/) ## 证据年代与获奖年份 下面的年代，是各篇文章所讨论证据出现的时间。获奖年份单独列出；后来的检验和技术改进，在正文里另作说明。完整的作者团队见所链论文。 展开全部 26 项获奖贡献 1. **19 世纪 90 年代至 1901 年** · Wien 定律及其在光谱上的适用范围 奖项：[1911 · 热辐射定律](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1911/summary/) 本项获奖人：Wilhelm Wien - [黑体辐射：证据是一整条曲线](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/blackbody-spectrum-planck-wien/) 2. **1896 至 1897 年** · Zeeman 与 Lorentz：分裂谱线及偏振 奖项：[1902 · 磁场对辐射的影响](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1902/summary/) 本项获奖人：Hendrik A. Lorentz / Pieter Zeeman - [磁场为什么会把一条谱线分开](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/zeeman-lines-polarization-lorentz/) 3. **1900 至 1901 年** · Planck：分布与能量元 奖项：[1918 · 能量量子](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1918/summary/) 本项获奖人：Max Planck - [黑体辐射：证据是一整条曲线](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/blackbody-spectrum-planck-wien/) 4. **1905 至 1913 年** · Stark：运动发光体与场致分裂 奖项：[1919 · 电场分裂与沟道射线多普勒效应](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1919/summary/) 本项获奖人：Johannes Stark - [从沟道射线的颜色读出原子的运动](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/stark-canal-rays-doppler-emitters/) - [电场怎样把氢原子的谱线分开](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/stark-effect-electric-field-spectra/) 5. **1905 至 1916 年** · 光量子假设与截止电压检验 奖项：[1921 · 光电效应定律](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1921/summary/) 本项获奖人：Albert Einstein - [光电效应：电压还不是电子的能量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photoelectric-stopping-potential-contact/) 6. **1913 年** · Bohr：定态与光谱差值 奖项：[1922 · 原子结构与辐射](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1922/summary/) 本项获奖人：Niels Bohr - [原子谱：定态的证据，不是轨道的照片](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/atomic-spectra-stationary-states/) 7. **1913 至 1916 年** · Millikan：油滴运动与光电斜率 奖项：[1923 · 基本电荷与光电测量](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1923/summary/) 本项获奖人：Robert A. Millikan - [油滴实验：从下落时间里找出电荷单位](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/millikan-oil-drop-charge-inference/) - [光电效应：电压还不是电子的能量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photoelectric-stopping-potential-contact/) 8. **1914 年** · Franck 与 Hertz：电流谷与能量损失 奖项：[1925 · 电子碰撞与原子激发](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1925/summary/) 本项获奖人：James Franck / Gustav Hertz - [Franck–Hertz：下降的电流能证明什么](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/franck-hertz-discrete-excitation/) 9. **1922 至 1933 年** · Stern 及合作者：银原子与氢分子 奖项：[1943 · 分子束与质子磁矩](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1943/summary/) 本项获奖人：Otto Stern - [两道银迹怎样改变了人们对原子的认识](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/stern-gerlach-silver-beam-spin/) - [氢分子的微小偏转，怎样测出了质子的磁性](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/stern-proton-moment-molecular-hydrogen/) 10. **1923 年** · 散射波长与角度 奖项：[1927 · Compton 散射](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1927/summary/) 本项获奖人：Arthur H. Compton - [Compton 散射：光还要平衡动量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/compton-scattering-energy-momentum/) 11. **1924 年** · de Broglie：相位、波包与怎样检验 奖项：[1929 · 电子波动性](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1929/summary/) 本项获奖人：Louis de Broglie - [de Broglie：物质的波长，波包的速度](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/de-broglie-matter-waves-phase-packets/) 12. **1925 年** · Heisenberg：可观测跃迁数组 奖项：[1932 · 量子力学的建立](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1932/summary/) 本项获奖人：Werner Heisenberg - [矩阵与波：走向同一组预言的两条路](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/matrix-wave-mechanics-observables/) 13. **1925 年** · Pauli：光谱分类与占据限制 奖项：[1945 · 不相容原理](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1945/summary/) 本项获奖人：Wolfgang Pauli - [Pauli：填壳层之前，先数清状态](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/pauli-spectra-exclusion-principle/) 14. **1926 至 1928 年** · Schrödinger 本征态与 Dirac 旋量 奖项：[1933 · 原子理论的新形式](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1933/summary/) 本项获奖人：Erwin Schrödinger / Paul A.M. Dirac - [矩阵与波：走向同一组预言的两条路](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/matrix-wave-mechanics-observables/) - [Dirac 电子：成功方程里尚未结束的故事](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/dirac-electron-spin-relativity/) 15. **1926 年** · Born：散射振幅与结果 奖项：[1954 · 波函数的概率解释](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1954/summary/) 本项获奖人：Max Born - [Born：散射方向怎样成为概率](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/born-scattering-probability/) 16. **1938 年** · Rabi 及合作者：共振原子不再聚焦，束流变弱 奖项：[1944 · 核磁性质的共振测量](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1944/summary/) 本项获奖人：Isidor Isaac Rabi - [怎样知道原子核遇到了共振](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/magnetic-resonance-beams-absorption-induction/) 17. **1946 年** · Purcell–Torrey–Pound 吸收；Bloch–Hansen–Packard 感应 奖项：[1952 · 核磁精密测量](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1952/summary/) 本项获奖人：Felix Bloch / E. M. Purcell - [怎样知道原子核遇到了共振](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/magnetic-resonance-beams-absorption-induction/) 18. **1947 年** · Lamb 与 Retherford：亚稳态束流损失 奖项：[1955 · 氢谱精细结构](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1955/summary/) 本项获奖人：Willis E. Lamb - [少掉的氢原子怎样暴露了 Lamb 位移](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/lamb-shift-microwave-evidence/) 19. **1947 至 1948 年** · Kusch 与 Foley：原子共振比较 奖项：[1955 · 电子磁矩](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1955/summary/) 本项获奖人：Polykarp Kusch - [Kusch 和 Foley 怎样找出电子多出的一点磁性](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/kusch-foley-electron-magnetic-moment/) 20. **1949 年起** · Ramsey 探测与后来的时钟修正 奖项：[1989 · 分离振荡场方法与原子钟](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1989/summary/) 本项获奖人：Norman F. Ramsey - [Ramsey 和离子阱怎样为测量争取时间](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/ramsey-ion-traps-measurement/) - [怎样读懂喷泉原子钟里的腔相位误差](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/ramsey-cavity-phase-frequency-bias/) - [完美探测器还会留下多少量子计数噪声](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-projection-noise-population-counts/) - [跟着喷泉原子钟论文外推零密度频率](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/fountain-clock-collision-density-extrapolation/) 21. **20 世纪 50 年代** · Kastler、Brossel 及合作者：抽运与双共振 奖项：[1966 · 原子共振的光学方法](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1966/summary/) 本项获奖人：Alfred Kastler - [光怎样把原子搬到不再吸光的状态里](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/optical-pumping-populations-double-resonance/) 22. **20 世纪 50 年代至 80 年代** · Paul 动态囚禁；Dehmelt 单粒子探测 奖项：[1989 · 离子阱技术](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1989/summary/) 本项获奖人：Hans G. Dehmelt / Wolfgang Paul - [不断改变方向的电场怎样困住离子](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/paul-trap-dynamic-stability-micromotion/) - [Dehmelt 怎样听出单个电子的自旋翻转](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/dehmelt-single-electron-penning-spin-readout/) 23. **1958 年** · Mössbauer：束缚晶格中的共振 奖项：[1961 · 无反冲共振吸收](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1961/summary/) 本项获奖人：Rudolf Mössbauer - [晶体怎样接住原子核发光时的反冲](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/mossbauer-recoil-free-resonance/) 24. **1972 至 2015 年** · Clauser、Aspect、Zeilinger 及合作团队：几项各自独立的实验 奖项：[2022 · 纠缠光子、Bell 检验与量子信息](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2022/summary/) 本项获奖人：Alain Aspect / John Clauser / Anton Zeilinger - [Bell 检验怎样辨认量子关联](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/bell-tests-correlations-loopholes/) - [Freedman 和 Clauser 用钙原子检验 Bell 不等式](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/freedman-clauser-coincidence-normalization/) - [Aspect 在光子飞行途中切换分析器](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/aspect-switching-spacetime-records/) - [光子 Bell 检验怎样计入没响的探测器](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photon-bell-losses-optical-trials/) - [三个光子的 GHZ 关联为何难倒预写的答案](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/ghz-parity-three-photon-records/) - [1997 年光子实验怎样转移量子态](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-teleportation-conditional-records/) - [一次联合测量怎样让未曾相遇的光子纠缠](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/entanglement-swapping-fourfold-records/) - [密集编码怎样用一个光子传三种消息](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/dense-coding-three-messages-resources/) - [从已标定的计数重建光子态](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photon-tomography-counts-physical-states/) 25. **1982 至 1989 年** · Chu、Cohen-Tannoudji、Phillips 及团队：冷却机制与测温 奖项：[1997 · 激光冷却与原子俘获](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1997/summary/) 本项获奖人：Steven Chu / Claude Cohen-Tannoudji / William D. Phillips - [钠原子比理论预想的更冷，温度计可靠吗](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/laser-cooling-below-doppler-limit/) - [用变化的磁场，让原子一直听得见减速光](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/zeeman-slowing-neutral-atom-beam/) - [六束激光怎样让 Chu 的原子慢下来](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/chu-optical-molasses-diffusion-escape/) - [从原子飞散的记录里，读出一把温度计](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/cold-atom-ballistic-thermometry/) - [原子爬过光造的山坡，为什么会越来越慢](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/sisyphus-cooling-polarization-energy/) - [氦原子怎样躲开光，留下两条极窄的速度峰](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/subrecoil-cooling-dark-state-momentum/) 26. **1986 至 2011 年** · Wineland 与 Haroche 团队：离子、腔光子与操控 奖项：[2012 · 单量子测量与操控](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2012/summary/) 本项获奖人：Serge Haroche / David J. Wineland - [怎样测量一个量子系统，还能接着研究它](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/single-quantum-measurement-backaction/) - [一颗离子的荧光怎样突然熄灭，又重新亮起](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/electron-shelving-single-ion-jumps/) - [怎样读懂首次离子基态冷却实验的边带谱](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/sideband-asymmetry-ground-state-cooling/) - [借另一个离子，读出一条难测的跃迁](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-logic-spectroscopy-shared-motion/) - [腔中的猫态为何先失去相干，再慢慢失去能量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/cavity-cat-coherence-energy-decay/) - [让原子一个个数出腔里的光子](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/qnd-photon-counting-atomic-records/) - [让腔里的光子数回到指定目标](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-feedback-photon-number-verification/) ## 会影响结论的术语 - **[光谱密度](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/blackbody-spectrum-planck-wien/)**: 每单位频率区间或每单位波长区间内的辐射。换一种区间来计，密度和峰值都会跟着变。 - **[激发与电离](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/franck-hertz-discrete-excitation/)**: 激发改变原子的内部状态，电离移走束缚电子。电流谷怎么解释，要看具体装置。 - **[振幅与概率](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/born-scattering-probability/)**: 相干的几条路径先把振幅相加，再算结果的概率。概率解释和第一 Born 近似是两回事。 - **[自旋轨道](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/pauli-spectra-exclusion-principle/)**: 同时标明空间轨道和自旋的单粒子态。两个费米子空间轨道相同，并不等于占据了被禁止的同一个完整状态。 - **[精密度与系统频移](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/ramsey-cavity-phase-frequency-bias/)**: 统计误差很小的估计，仍可能整体偏向一边。条纹宽度、计数不确定度和装置修正要分别检查。 - **[冷却与囚禁](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/laser-cooling-below-doppler-limit/)**: 让速度分布变窄，和把粒子留在一个区域，是两件事。被困住的原子云未必更冷。 - **[相干性与布居](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/cavity-cat-coherence-energy-decay/)**: 布居在一个基底里对得上，证明不了相位相干；还要做合适的互补测量。 - **[量子非破坏测量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/qnd-photon-counting-atomic-records/)**: 在给定的相互作用下，测量保留某个指定的可观测量；其他性质和之后的演化仍可能受到扰动。 - **[预告与事后选择](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/quantum-teleportation-conditional-records/)**: 关键看接受信号相对于输入和输出何时出现。条件质量和成功概率的分母不同。 - **[公平采样](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/bell-tests-correlations-loopholes/)**: 一项假设：留下来的探测事件能代表全部目标试次。入选的符合事件关联再高，也证明不了这一假设。 - **[p 值](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/event-ready-bell-trials-finite-statistics/)**: 在指定的零假设模型和分析规则下，出现至少这么极端结果的概率界限；它不是该模型为真的后验概率。 - **[态层析](https://sandboxphysics.com/zh/stories/quantum-evidence/photon-tomography-counts-physical-states/)**: 用反复制备的态和已标定的测量设置推断量子态。拟合出的矩阵是正的，也证明不了探测器已标定，或结果与器件无关。 ## 跨专题继续阅读 - [沿实验线索阅读原子核、粒子与探测器](https://sandboxphysics.com/zh/stories/nuclear-particle/) - [凝聚态：电子器件、超导与量子电路](https://sandboxphysics.com/zh/stories/condensed-matter/) - [探针、光与测量：六条证据阅读路径](https://sandboxphysics.com/zh/stories/probe-evidence/) - [电子探针：衍射、Ruska 显微镜与 Kai Siegbahn 电子能谱](https://sandboxphysics.com/zh/stories/electron-evidence/) - 物质波相位接着引出装置问题：[电子衍射](https://sandboxphysics.com/zh/labs/electron-diffraction/) · [波与成像路线](https://github.com/yangzichao/sandboxphysics/issues/15). - Lamb 位移与磁矩异常接着引出辐射修正：[QED 怎样算出电磁作用的微小修正](https://sandboxphysics.com/zh/stories/nuclear-particle/qed-renormalization/). - 冷却、BEC 与电路量子位，测到的是不同的数据：[凝聚体物质波](https://sandboxphysics.com/zh/labs/condensate-matter-wave-collision/) · [Transmon 光谱](https://sandboxphysics.com/zh/labs/transmon-artificial-atom/) · [凝聚态路线](https://github.com/yangzichao/sandboxphysics/issues/17). 这些教学模型各有自己的近似，也只在一定范围内验证过。 ## 专题的范围 53 篇文章都有中英文版，覆盖诺奖 A 路线的六条阅读分支和 26 项获奖贡献。每篇都说明用了哪些证据、这些证据能说明到哪一步。历史论证、模拟数据和所链接 Lab 的检验，各自分开处理。