薛定谔的猫过时了？现在流行的是“量子艺术家”

说真的，我记得第一次有人跟我解释薛定谔的猫是啥玩意儿。那时候我大概十五岁，心里就想：这也太扯了吧？一只猫既死又活，直到有人打开盒子？这哪是物理学，分明是在耍人呢。

但问题是，物理学家搞这个可不是为了皮一下。他们其实是想解释量子力学里一个特别让人挠头的概念——微观粒子可以同时处于多种状态，就像同时在两个地方，或者同时有两种属性，直到我们去观测它。

最初的思想实验

先快速过一下背景，万一你忘了（或者压根没学过——也不丢人）。

奥地利物理学家薛定谔设想，把一只猫关进密封盒子里，再放进去一个放射性原子、一个盖革计数器，还有一瓶毒药。如果原子衰变了，计数器就会触发机关打碎毒药瓶——然后猫的结局你应该能猜到。要是原子没衰变，猫就继续活着。

妙就妙在这儿：在打开盒子之前，你根本不知道里面发生了什么。所以从我们的角度看，猫同时处于两种状态的叠加——又死又活。只有当我们去看的时候，现实才“决定”到底是哪种结果。

顺便说一句，这个实验从来就不是让你真的去做的。薛定谔本人其实是借这个例子来说明，当量子力学从微观粒子放大到日常物体的时候，会有多诡异。没有人真的打算把猫关进盒子里。（松口气。）

然后事情开始变得离谱

几十年来，物理学家一直怀疑，叠加态远不止“两种相反状态同时存在”这么简单。但在实验室里真正造出更复杂的叠加态？这个难度可不小。

不过，现在不一样了。

牛津大学的一个团队刚刚发表了研究成果，说实话，有点颠覆认知。他们成功制造了可以称为“奇特”的量子叠加态——本质上就是新版薛定谔猫态，打破了我们一直用的简单二元模型。

怎么做到的？他们捕获了一颗锶-88离子（量子物理学家嘛，就喜欢用这种 exotic 的元素），然后做了一系列极其精密的操作。他们同时控制了离子的内部量子态（就是“自旋”，你可以理解成一种微小的磁性）以及在陷阱里的运动。

打个比方：以前我们只能造出涉及两个对立状态的叠加态。就像电灯开关，只有开和关两种。但牛津团队做的，相当于造出了一个量子开关，可以同时是开的、关的、半开半关的、以特定方式闪烁的、还有好几种我们以前根本没命名过的状态——全部同时存在。

首席研究员塞巴斯蒂安·萨纳是这么说的：他们现在拥有了一把“刻刀，可以把量子叠加态雕成几乎任意形状”。任意形状。这可不是随便说说的。

你为啥要关心这个？

我知道你在想啥——听着是挺酷，但跟我们普通人有啥关系？

还真可能有关系：现在我们正处于建造量子计算机的早期阶段，这玩意儿可能彻底改变药物研发、气候模拟，甚至破解加密密码等领域。但问题是，这些机器超级脆弱，特别容易出错。

现在主流的量子计算机依赖的是“二能级”量子比特，简称 qubit——本质上就是量子版的开关。但如果我们能用上这次研究开启的这种更复杂的量子态，说不定就能造出更皮实的系统，自己就能纠错。

萨纳是这么说的：“教科书上写的量子系统同时处于两处，这只是个开始。量子状态的可能性远不止这些，我们还在学习怎么在实验上真正触及它。”

更大的图景

这个故事真正让我感慨的是：费曼那句“没有人真正懂量子力学”是1964年说的。近六十年过去了，我们还在发现量子力学的新东西。还在拓展现实允许的边界。

说真的，这让我觉得挺有希望的。还有太多我们不知道的，太多值得探索的。宇宙比我们日常直觉以为的要奇怪得多，也灵活得多。偶尔我们就能窥见这个兔子洞到底有多深。

所以下次有人在饭局上聊起薛定谔的猫，你可以跟他说：“哦，那个都过时啦。现在早就不玩生死二元论那套了。量子物理都开始搞艺术了。”

你的饭局伙伴要么会佩服你，要么会觉得你脑子有问题。不管怎样，你说的是对的。