薛定谔的猫,那只既是活的又是死的猫——它原本是个思想实验,用来讽刺量子叠加的荒诞。但物理学家真的在追问一个更根本的问题:如果微观世界允许一个粒子同时处于两种状态,为什么我们身边的大物体从不这样?是什么,杀死了宏观世界的量子行为?
1960年代,匈牙利物理学家卡罗哈齐(Frigyes Károlyházy)提出一个大胆设想:时空本身在不停地发生极其微小的涨落,这些扰动会逐渐摧毁量子叠加态——就像不断抖动的桌子,让摆好的积木塔最终倒塌。大物体因此无法维持既A又B的状态,量子行为在宏观世界消失。这个理论第一次把量子力学和爱因斯坦的广义相对论连在了一起:引力是时空的弯曲,而时空本身并不安静。
半个多世纪里,这个想法很难检验。直到FQxI研究员巴西(Angelo Bassi)和同事重新表述了这个模型,让它的预测可以拿到实验台上。如果时空真的在涨落,带电粒子会被推动着产生微小的随机加速,从而辐射出极弱的电磁波——探测到它,或者确认它不存在,都能给这个理论做一次体检。
实验选在意大利中部山体深处:格兰萨索国家实验室,全球最大的地下基础物理实验室,埋在1.4公里厚的岩石之下。岩石天然屏蔽了宇宙射线——否则,那点微弱信号早就被淹没。研究负责人库尔恰努(Catalina Curceanu)说,这是地球上探测极罕见物理现象最安静的环境之一。
装置是一枚咖啡杯大小的高纯锗晶体,外面包着铜和铅的屏蔽层。研究人员连续收集了62天数据,扣除预期的背景辐射之后,专门搜索卡罗哈齐模型预测的信号特征——结果,什么都没找到。
没有信号本身,就是一个重要的科学结果。实验负责人皮西基基亚(Kristian Piscicchia)和同事6月在《新物理学杂志》发表论文,排除了这一版本的卡罗哈齐模型。库尔恰努说,这给引力导致退相干的解释加上了新的约束——但注意,这并不等于证明引力与量子行为消失无关,其他引力机制仍然可能。量子力学与广义相对论如何统一,依然是物理学最深的未解之谜。
卡罗哈齐的想法还牵连着一个更深的预言:自然对距离和位置的测量精度存在根本限制——弦理论和圈量子引力等现代理论也都预测,时空在极小尺度上可能有一个最小长度。这次实验没有证明最小长度存在,但压缩了一个由时空不确定性导出的具体后果。库尔恰努说,精密实验已经能检验过去只属于理论猜测的想法——理论与测量的边界正在移动,宇宙最根本的规则,也许就藏在下一束更灵敏的信号里。
参考来源:Bortolotti N, et al. Experimental exclusion of a generalized Károlyházy gravity-induced decoherence model. New Journal of Physics. 2026. DOI: 10.1088/1367-2630/ae774c
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