一只影响世界的“猫”
“活着还是死去”，这个问题让哈姆雷特很头疼。但这对“薛定谔的猫”来说，根本不是事儿，因为这只猫可以“既死又活”。1935年，奥地利量子力学家薛定谔提出这样一个设想：将一只猫关在装有毒药和少量镭的铁盒子里。如果镭发生衰变，会触发机关，打碎装有毒药的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。根据量子力学理论，在人们打开盒子观察之前，由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫会处于死猫和活猫的叠加状态，也就是说这只猫既死又活。
虽然这只猫和砸在牛顿头上的那个苹果一样有名，但显然“既死又活的猫”不像万有引力那般容易理解，它只是量子力学的一个经典设想。要想认识这只猫，我们得先了解一下什么是量子力学。量子力学是物理学的分支，研究对象是微观粒子的运动规律，而粒子是能够以自由状态存在的最小的物质组成部分。20世纪初，物理学家创立了量子力学，他们研究认为，微观世界和宏观世界有着很大的不同，宏观世界的很多理论在微观世界是行不通的。比如，粒子可以存在于叠加状态中，能同时拥有两个相反的特性。举例来说，生活中，我们常说“不是在咖啡馆，就是在去咖啡馆的路上”，而在量子力学看来，粒子是可以处于“既在咖啡馆，又在路上”的状态。但是，人们不能测量粒子，否则就会影响粒子的状态，从而影响测量的结果。
“薛定谔的猫”形象地说明了微观世界和宏观世界的不同。那么，如果条件允许，在宏观物体上能观察到这只“既死又活的猫”吗？量子理论没有给出回答。物理学中有一个重要问题，就是研究量子世界与现实世界之间的边界，或许这个边界根本就不存在。
最近，这个沟通微观世界与宏观世界之间的桥梁有眉目了。一个物理研究团队表示，他们找到了一种方法，能够让“薛定谔的猫”进行“繁殖”，也就是让它更多、更大，将来有一天，這种办法或许能把量子世界与现实世界连接起来。
这个实验是亚历山大·洛沃斯基主导的，他是加拿大高等研究院量子信息科学研究员。他们是这样进行这个实验的：将两束电磁场方向完全相反的连续光束进行叠加，也就是说，利用光波分束器让这两束光发生干涉，让它们处于“你中有我，我中有你”的状态，然后尝试着从这些光波出发，培育更高振幅的光波“猫”。他们在其中一个分束器输出终端上，安装一台探测装置，如果探测器能够检测到一个反馈信号，就意味着一只叠加状态的“猫”诞生了，并且这一只“猫”的能量等于两只“猫”的能量。换句话说，能量是初始状态的两倍。
通过这种方式，研究人员将两只低振幅的负“猫”合成了一只高振幅的正“猫”。让研究人员感到兴奋的是：这个实验流程能够不断地被重复。也就是说，刚制造出来的“猫”可以继续被输入分束器再次叠加，从而再次提升能量等级。用这样的方法，理论上可以无限放大“薛定谔的猫”，并逐渐逼近量子世界的极限。
量子力学研究是当今科学研究的一个热点，我国也在进行相关的研究，而且目前已走在世界前列。在未来，量子技术不仅可以用于百姓的日常通信，还可以用在国防、金融等领域，使人们的生活更加方便快捷，工作更加安全高效。 (赵君鹏)
虽然这只猫和砸在牛顿头上的那个苹果一样有名，但显然“既死又活的猫”不像万有引力那般容易理解，它只是量子力学的一个经典设想。要想认识这只猫，我们得先了解一下什么是量子力学。量子力学是物理学的分支，研究对象是微观粒子的运动规律，而粒子是能够以自由状态存在的最小的物质组成部分。20世纪初，物理学家创立了量子力学，他们研究认为，微观世界和宏观世界有着很大的不同，宏观世界的很多理论在微观世界是行不通的。比如，粒子可以存在于叠加状态中，能同时拥有两个相反的特性。举例来说，生活中，我们常说“不是在咖啡馆，就是在去咖啡馆的路上”，而在量子力学看来，粒子是可以处于“既在咖啡馆，又在路上”的状态。但是，人们不能测量粒子，否则就会影响粒子的状态，从而影响测量的结果。
“薛定谔的猫”形象地说明了微观世界和宏观世界的不同。那么，如果条件允许，在宏观物体上能观察到这只“既死又活的猫”吗？量子理论没有给出回答。物理学中有一个重要问题，就是研究量子世界与现实世界之间的边界，或许这个边界根本就不存在。
最近，这个沟通微观世界与宏观世界之间的桥梁有眉目了。一个物理研究团队表示，他们找到了一种方法，能够让“薛定谔的猫”进行“繁殖”，也就是让它更多、更大，将来有一天，這种办法或许能把量子世界与现实世界连接起来。
这个实验是亚历山大·洛沃斯基主导的，他是加拿大高等研究院量子信息科学研究员。他们是这样进行这个实验的：将两束电磁场方向完全相反的连续光束进行叠加，也就是说，利用光波分束器让这两束光发生干涉，让它们处于“你中有我，我中有你”的状态，然后尝试着从这些光波出发，培育更高振幅的光波“猫”。他们在其中一个分束器输出终端上，安装一台探测装置，如果探测器能够检测到一个反馈信号，就意味着一只叠加状态的“猫”诞生了，并且这一只“猫”的能量等于两只“猫”的能量。换句话说，能量是初始状态的两倍。
通过这种方式，研究人员将两只低振幅的负“猫”合成了一只高振幅的正“猫”。让研究人员感到兴奋的是：这个实验流程能够不断地被重复。也就是说，刚制造出来的“猫”可以继续被输入分束器再次叠加，从而再次提升能量等级。用这样的方法，理论上可以无限放大“薛定谔的猫”，并逐渐逼近量子世界的极限。
量子力学研究是当今科学研究的一个热点，我国也在进行相关的研究，而且目前已走在世界前列。在未来，量子技术不仅可以用于百姓的日常通信，还可以用在国防、金融等领域，使人们的生活更加方便快捷，工作更加安全高效。 (赵君鹏)