奧地利物理學(xué)家歐文·薛定諤提出的著名思想實(shí)驗(yàn)“盒子里的貓”，是量子力學(xué)是量子力學(xué)基本特征的經(jīng)典示例：在量子水平上，粒子行為是不可預(yù)測(cè)的。

然而，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這是可能的。在一項(xiàng)新研究里，他們已經(jīng)證明了他們能夠預(yù)測(cè)一種叫做量子躍遷的東西，甚至還可以在跳躍開始之后，扭轉(zhuǎn)整個(gè)進(jìn)程。團(tuán)隊(duì)表示，他們能夠把薛定諤的貓搶救回來。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)躍遷其實(shí)是循序漸進(jìn)的。即使直接觀測(cè)只能夠揭示處在某一個(gè)狀態(tài)的系統(tǒng)，但是在量子躍遷過程中，系統(tǒng)處于兩種最終狀態(tài)的疊加態(tài)，或者說混合態(tài)。隨著躍遷繼續(xù)發(fā)生，直接測(cè)量的結(jié)果將越來越可能是最終態(tài)，而不是初始態(tài)。這就有點(diǎn)像我們的決定可能會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。

耶魯大學(xué)研發(fā)的技術(shù)揭示出對(duì)系統(tǒng)量子躍遷過程不斷變化的思維設(shè)定。借助斷層成像重建的方法，研究人員可以計(jì)算出疊加態(tài)中暗態(tài)和基態(tài)的相對(duì)權(quán)重。他們看到這些權(quán)重在幾微秒的時(shí)間內(nèi)逐漸變化。雖然這已經(jīng)相當(dāng)快了，但它肯定不是瞬時(shí)的。

另外，這套電子系統(tǒng)快到能讓研究人員“捕捉”到兩種狀態(tài)的切換，然后進(jìn)行逆轉(zhuǎn)，方法是將一束光子脈沖送入空腔，催動(dòng)系統(tǒng)重返暗態(tài)。

現(xiàn)在，物理學(xué)家不僅可以預(yù)測(cè)、還可以操縱，人為地改變量子躍遷結(jié)果。由耶魯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在被稱為量子比特的人工原子上完成了實(shí)驗(yàn)，這些原子也被用作量子計(jì)算機(jī)中的基本信息單位。

每次去測(cè)量量子量子比特時(shí)，它都會(huì)執(zhí)行能級(jí)跳躍。歸根到底，它們都是不可預(yù)測(cè)的，而這可能會(huì)導(dǎo)致量子計(jì)算出現(xiàn)問題。研究團(tuán)隊(duì)想知道是否有可能在量子躍遷之前得到預(yù)警。

該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了間接觀察超導(dǎo)量子比特的實(shí)驗(yàn)，其中用到3部微波發(fā)生器在鋁制的密封3D外殼內(nèi)照射量子比特。

微波輻射在量子比特切換能級(jí)，而另一束微波輻射用來監(jiān)測(cè)外殼。當(dāng)量子比特處于基態(tài)時(shí)，微波束產(chǎn)生光子。突然缺失光子意味著量子比特即將躍入激發(fā)態(tài)。

結(jié)果表明，量子躍遷并不是一個(gè)間斷式的跳級(jí)；不是按一下就變的開關(guān)，或許，更像是有滑動(dòng)過程的操縱桿。因此，完美定時(shí)的輻射脈沖可以在檢測(cè)到量子躍遷后將其打回原形，使量子位回到基態(tài)；或者，對(duì)薛定諤的貓來說，可以使死亡（激發(fā)態(tài)）的貓咪死而復(fù)生（基態(tài)）。

實(shí)驗(yàn)表明量子躍遷“實(shí)際上并不是瞬時(shí)發(fā)生的，只要我們觀察得足夠仔細(xì)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它其實(shí)是相干過程”，即隨著時(shí)間的推移展開的真實(shí)物理事件。躍遷的漸進(jìn)性正符合量子理論的一種形式，即量子軌跡理論的預(yù)測(cè)，這一理論能夠描述類似這樣的單個(gè)事件。

在量子躍遷快要發(fā)生之前進(jìn)行預(yù)測(cè)是有可能的，就好像火山爆發(fā)一樣。每次爆發(fā)都不可預(yù)測(cè)，但是對(duì)于一些大型爆發(fā)，我們能夠通過觀察爆發(fā)之前異常平靜的階段來作出預(yù)判。這種量子躍遷之前的預(yù)兆信號(hào)以前從未被提出或測(cè)量過。

如果能標(biāo)記出量子躍遷的預(yù)兆信號(hào)，那么就可能找到量子傳感技術(shù)的新應(yīng)用。在原子鐘測(cè)量中，人們想將鐘與作為參考標(biāo)準(zhǔn)的原子頻率同步。但如果能在轉(zhuǎn)變即將發(fā)生前準(zhǔn)確探測(cè)到，而不是只能等到轉(zhuǎn)變完成之后，同步就能更快，因而長(zhǎng)期運(yùn)作會(huì)更加精準(zhǔn)。

這項(xiàng)研究可能還能應(yīng)用于量子計(jì)算糾錯(cuò)方面。如果想要實(shí)現(xiàn)能用來處理這類錯(cuò)誤的控制水平，那就要求對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行十分詳盡的收集，就好像粒子物理中收集海量數(shù)據(jù)的情況一樣。

總的來說，雖然此次耶魯?shù)难芯咳〉昧艘恍┩黄菩赃M(jìn)展，但我們對(duì)量子力學(xué)的了解仍是一團(tuán)糟，比如雖然薛定諤在“量子躍遷是連續(xù)的”這一點(diǎn)上的確是對(duì)的，但量子躍遷的發(fā)生在目前看來卻仍是隨機(jī)的。

先賢們幾千年積攢下來的思想成果滋養(yǎng)了我們的智慧，他們點(diǎn)亮了一個(gè)又一個(gè)燈塔，指引著人類的發(fā)展方向。沒有人的觀點(diǎn)全部正確，也沒有人的觀點(diǎn)一無是處。有些觀點(diǎn)后來被事實(shí)證明是一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤，那也是他們?cè)阱e(cuò)誤的地方樹立起了一個(gè)個(gè)指引正確航道的航標(biāo)燈。

智慧從懷疑開始，真正的科學(xué)精神是懷疑與批判。終極理論不會(huì)是一個(gè)全新的理論，它就藏在現(xiàn)有的理論之中，當(dāng)我們以客觀邏輯為工具，就能在錯(cuò)綜復(fù)雜的觀點(diǎn)中找出宇宙真實(shí)的脈絡(luò)。