量子世界,神奇得難以捉摸

本刊編輯部

愛因斯坦曾說：“理論的真理在你的心智中，不在你的眼睛里。”與人們熟知的世界截然不同，自然界微觀領域其實是個常人難以理解的量子世界。在量子世界中，經典物理規律已經不再適用，取而代之的是量子物理。不知是死是活的“薛定諤貓”、不知光子通過左縫還是右縫的雙縫衍射實驗，就是對量子物理奇特規律的絕佳描述。

過去一百年里，科學家們已經知道原子的行為頗為古怪，一些科學常識方面的定律被其內部奇怪的量子力學規律所顛覆。20世紀上半葉以來，量子論徹底改變了現代物理學的面貌，然而由于量子難以捉摸的特性，人類一直難以更精確地窺探它們的奧秘。新年推出的“銳·聚焦”欄目最先將關注的目光鎖定2012年諾貝爾物理學獎的研究項目。原本僅僅是理論學派的領域，被塞爾日·阿羅什與戴維·瓦恩蘭的研究“打開了新時代量子物理學實驗領域的大門”。現在，借助他們的新方式，實驗物理學家們得以操控單個粒子，或者對粒子進行計數。他們的最大貢獻在于首次讓這一領域的研究向應用層面發展，讓新一代的超級量子計算機的誕生有了初步可能。

同時，本期“覽·科學”欄目也將視線轉向2012年諾貝爾獎其他兩個科學獎項，無論是徹底改變了人類對細胞核生物體發展認識的諾貝爾生理學或醫學獎，還是突破性地揭示G蛋白偶聯受體這一重要受體家族的內在工作機制的諾貝爾化學獎，都凝聚著研究者數十年如一日的辛勤勞動，也意味著他們在人類探索未知領域的步伐向前邁出了堅實的一步。

阿羅什和瓦恩蘭的獲獎，使量子信息技術領域首次出現在諾貝爾獎的領獎臺。他們分別展示了如何在不破壞單個粒子的情況下對其進行直接觀察的方法，但他們做到的卻不只是在量子世界控制住粒子。他們的發現將帶給人們生活的改變，或許是目前難以想象的。正如諾貝爾物理學獎評委會所言：也許就在本世紀之內，量子計算機就將徹底改變我們的日常生活，如同傳統計算機上世紀以來給世界帶來的巨大改變一樣。