世界頂尖科學家論壇（上海·滴水湖）下午繼續進行，世界頂尖科學家光子科學與產業論壇是今天的重頭戲。2012年諾貝爾物理學獎獲得者之一、法國物理學家塞爾日·阿羅什講述了他自己50多年來的研究歷程。“我的學術經歷，就是一場馴服原子和光子的旅程。”
因發現測量和操控單個量子系統的突破性實驗方法而獲得2012年的諾貝爾物理獎，阿羅什說坦言，自己生在一個幸運的時代，這個幸運的來源在於激光的發明，開啟了光子物理學研究的大門。
“當時我正在讀博士，通過激光冷卻捕獲原子，可以在微觀世界裡創造一個異常‘冷靜’的角落，對懸浮在空間近乎不動的原子進行研究。”在此基礎上，阿羅什對單個量子進行操縱，解開了量子的很多奇怪屬性，比如在同一個時間點有兩個不同的狀態，兩個狀態的結果彼此疊加、互相干涉，一個狀態改變會促使另一個狀態改變——這就是薛定諤的貓。
量子力學之父薛定諤提出“薛定諤的貓”時，還是一個思想試驗。“但當時人們不會使用單獨的量子來驗證，如果只是憑藉想象，結論會非常荒謬。” 阿羅什成功地馴服了原子和光子，觀察到量子疊加，彌補了實驗室顯示器實時觀察連貫性時的損失。而他發明的新檢測方法在觀察的同時並不介入，這樣就不會破壞光子的傳播。
對阿羅什來說，任何事物都不是非黑即白，他認為一件東西並不是在這裡或那裡，而是既在這裡又在那裡，門沒有打開或關閉，它可以同時打開和關閉。他認為，探究一個生命是活著還是死了並無意義，生命可以同時存在活著的和死去的兩種狀態。而所有這些異於常人甚至驚世駭俗的觀察和判斷，正是來源於他長期在量子物理學領域的鑽研和探索。
生澀的物理概念聽起來離我們很遙遠，但這些原理和普通人每天的生活密切相關。阿羅什在操縱時間的精準度和可測量性方面做了大量的工作，比如我們都很熟悉全球定位系統，其實這就是精準時鐘中的精確計時的迅速應用。“再比如我們正在研究量子計算機，雖然我們現在還不清楚這項研究的應用範圍，因為這很難預測，但我相信這項工作以後會造福全社會的。” 阿羅什說，量子計算機的發明，就是不斷對薛定諤貓進行“馴化”，如果有一天，人們能緩和這種薛定諤貓既生又死的狀態，就能實現“去相干”，這是量子物理學的一大挑戰。
欄目主編：王志彥 文字編輯：王志彥
本文攝影：孟雨涵
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