約翰·斯圖爾特·貝爾（John Stewart Bell，1928年6月28日－1990年10月1日），愛爾蘭物理學家，因發展了量子力學中的貝爾定理而聞名。他是倫敦皇家自然知識促進學會會員（FRS），并于1987年被選為美國藝術與科學院的外國榮譽成員。
貝爾是導波理論的支持者，并在1987年提出了縮理論。他的研究不僅限于量子力學，還涉及特殊相對論的問題，提出了廣為人知的貝爾的飛船悖論。
人物生平
約翰·斯圖爾特·貝爾出生于北愛爾蘭的貝爾法斯特。11歲時他立志成為一名科學家，16歲時便從貝爾法斯特技術學校畢業。之后貝爾進入貝爾法斯特女王大學就讀，1948年取得了實驗物理的學士，隔年再取得了數學物理學位。接著他到了伯明翰大學研究核物理與量子場論，并在1956年獲得博士學位。這段期間里，他認識了在從事粒子加速器研究的物理學家瑪莉·羅斯，兩人在1954年結婚。此后，他先后任職于哈維爾附近的英國原子能研究機構（AERE，也稱為哈維爾實驗室）和歐洲高能物理中心(CERN)。在CERN，他多年從事加速器設計工程有關的工作，與理論物理，特別是量子論的理論基礎的工作，相差甚遠。貝爾只能利用業余時間來研究理論物理，正是這一業余研究使貝爾留名于物理史。在十幾歲時成為素食主義者。據他的妻子稱，貝爾是一位無神論者。
約翰·貝爾于1990年因一場突發的腦出血，在日內瓦過世，享年62歲。
學術成就
貝爾不等式
約翰·斯圖爾特·貝爾于1964年提出了一個強有力的數學不等式，后來以他的名字命名為貝爾不等式，又稱貝爾定理。該定理在定域性和實在性的雙重假設下，對于兩個分隔的粒子同時被測量時其結果的可能關聯程度建立了一個嚴格的限制。而量子力學預言，在某些情形下，合作的程度會超過貝爾的極限，也即，量子力學的常規觀點要求在分離系統之間合作的程度超過任何“定域實在性”理論中的邏輯許可程度。貝爾不等式提供了用實驗在量子不確定性和阿爾伯特·愛因斯坦的定域實在性之間做出判決的機會。目前的實驗表明量子力學正確，決定論的定域的隱變量理論不成立。
貝爾不等式不成立意味著，阿爾伯特·愛因斯坦所主張的局域實體論（local realism），其預測不符合量子力學理論。由于很多實驗的結果與量子力學理論的預測一致，顯示出的量子關聯（quantum correlation）遠強過局域隱變量理論所能夠解釋，所以，物理學者拒絕接受局域實體論對于這些實驗結果的解釋。陷入找不到滿意解答的窘境，倘若不接受量子力學，物理學者只能無可奈何地勉強承認這是一種非因果關系的超光速效應（superluminal effect）。
貝爾不等式可以應用于任何由兩個相互糾纏的量子位元所組成的量子系統。最常見的范例是糾纏于自旋或偏振的粒子系統。在貝爾前后，別的物理學家也達到了和貝爾類似的認識，比如，李政道在貝爾之前就認識到具有定域隱變量的體系不可能有中性介子那樣的量子力學關聯。繼貝爾之后，布歌爾(W．Buehel)與尤金·維格納(E．P Wigner)等人對貝爾不等式給出了不同的證明，1979年后克勞塞、西蒙尼等人則導出了更為實用的廣義不等式。包括法國物理學家埃斯帕納所作的證明和洪定國所介紹的證明在內，貝爾不等式已有了多種證明方法。
學術貢獻與立場
貝爾是導波理論的支持者，并在1987年，受吉拉爾迪-里米尼-韋伯理論的啟發，提倡了坍縮理論。他對量子力學的解釋表示：“嗯，你看，我真的不知道。對我來說，這不是我要出售解決方案的事情！”1964年，在CERN度過一年休假后，他在斯坦福大學、威斯康星大學麥迪遜分校和布蘭迪斯大學寫了一篇名為《愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論》的論文。
貝爾認為，不僅是局部隱藏變量，而是任何和所有的局部理論解釋都必須與量子理論的預測相沖突：“眾所周知，用戴維·玻姆的EPR相關性的例子，涉及具有自旋的粒子，存在不可約的非局域性?！彼€批評了量子力學標準形式主義的物理精度不足，并一直對客觀的“無觀察者”量子力學感興趣。1972年進行了一項實驗，當推斷到理想探測器效率時，顯示了貝爾不等式的違反。
特殊相對論的探索
除了他的粒子物理研究，貝爾經常提出特殊相對論理解的問題。1985年警告說“阿爾伯特·愛因斯坦的方法在教學上在我看來是危險的”。1989年，在洛倫茲-菲茲杰拉德體收縮百年紀念日上，貝爾寫道“關于菲茲杰拉德收縮已經寫了很多胡言亂語”。貝爾的合作者約翰·拉費爾斯基在2017年的教科書《相對論問題》中詳細描述了這種情況和貝爾的立場背景。為了消除關于洛倫茲-菲茲杰拉德體收縮的誤解，貝爾采用并推廣了一個相對論思想實驗，這個實驗后來被廣泛稱為貝爾的飛船悖論。
榮譽與影響
約翰·斯圖爾特·貝爾被選為倫敦皇家自然知識促進學會會員，并在1987年當選為美國藝術與科學院的外國榮譽成員。他與約翰·布拉德伯里·賽克斯、M·J·基爾斯利和W·H·里德一起翻譯了列夫·達維多維奇·朗道和葉夫根尼·利夫希茨的《理論物理學教程》十卷本中的幾卷。2008年，多倫多大學量子信息與量子控制中心設立了約翰·斯圖爾特·貝爾獎，以表彰在量子信息領域的杰出貢獻。
在日內瓦附近的梅林的CERN網站上，有一條以約翰·斯圖爾特·貝爾命名的貝爾路。自2015年以來，在他的出生城市貝爾法斯特，有一條名為貝爾定理新月的街道。以他的名字命名的約翰·貝爾之家于2016年竣工，位于貝爾法斯特市中心，可容納400多名學生。此外，為了紀念他發布貝爾定理的日期，每年的11月4日被稱為“約翰·斯圖爾特·貝爾日”。
參考資料 >
約翰 · 斯圖爾特 · 貝爾(1928~1990).約翰 · 斯圖爾特 · 貝爾(1928~1990).2024-09-24
詳述2022諾貝爾物理學獎:量子糾纏實驗史.知乎專欄.2024-09-24