获奖演讲
从“薛定谔的猫”说起
现年68岁的瓦恩兰出生于美国,1970年在美国哈佛大学取得物理学博士学位,现任美国科罗拉多大学波德分校教授、美国国家标准技术研究所研究员和离子储存组组长。
该研究所在美国物理学界久负盛名,在过去的15年里已经有3名研究人员分别获得了1997年、2001年和2005年的诺贝尔物理学奖,也是美国政府试验室中获得诺贝尔奖最多的一个实验室。
如何阐释今年诺贝尔奖物理学研究的成就?瑞典皇家科学院给的获奖理由是“提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子体系成为可能”。然而,在瓦恩兰和阿罗什面对公众演讲中,他们却选择了一个非常直观又引发公众兴趣的实验——从“薛定谔的猫”说起。
按照物理学理论,我们生活在牛顿所说的经典世界,这是一个确定性的宏观世界。而量子世界,包括离子与光子则是属于不确定的微观世界。比如,当一只猫被放在一个封闭看不见的盒子里并有毒药缓慢散发时,如何在不打开盒子的状态下,宏观世界的我们判定猫是死还是活就是一个问题。而在获得答案前,按照量子力学说法,这只猫的状态非生非死,而是“生与死的叠加状态”,即“薛定谔的猫”的状态。
结尾温馨致辞
感谢合作25年的伙伴
在火爆的美剧《生活大爆炸》中,谢尔顿也曾用“薛定谔的猫”来向女主人公佩妮解释他所处的爱情状态——“是生是死并不确定”。
一旦有人在不打开盒子的情况下,了解“薛定谔的猫”状态,也就是解决了处于宏观世界的人类如何才能有效操控微观世界的量子问题。
光子和离子是光与物质的最小单位。2004年,瓦恩兰的著名实验就是在不破坏离子状态的情况下,用激光冷却技术将微小的离子好像玻璃球一样放在带电的离子阱(Ion trap)上。这不仅奠定了他作为量子计算的实验奠基者地位,也使他获得了2007年的美国国家科学奖和今年的诺贝尔奖。
在瓦恩兰的演讲最后,他意外地展示出了他们夫妇与阿罗什夫妇一起看话剧的合照,这比其他诺贝尔奖得主在演讲结尾中惯用的感谢团队与科学赞助商更为温馨。因为他和阿罗什在量子光学领域已经合作了25年。
“感谢我和阿罗什一起度过的美好时光。”他说。