可是宏觀世界中物質(zhì)的“經(jīng)典”性質(zhì)，并不是物質(zhì)先驗(yàn)的，最基本的性質(zhì)，也是由量子態(tài)轉(zhuǎn)化而來的。只有當(dāng)量子態(tài)與周圍的環(huán)境發(fā)生“糾纏”，這個(gè)“子系統(tǒng)”的量子信息“泄露”到了周圍的環(huán)境中，才使微觀系統(tǒng)顯現(xiàn)出它在宏觀世界的性質(zhì)，這個(gè)過程，就被稱為“退相干”過程。從熱力學(xué)的角度講，這個(gè)“子系統(tǒng)”的熵值增大了。

雖然整個(gè)宇宙可能開始于一次量子現(xiàn)象，但是很明顯的是，我們現(xiàn)在所居住的宇宙呈現(xiàn)的是“經(jīng)典”的宏觀狀態(tài)，只有在極微小的尺度下才會顯示出量子現(xiàn)象。量子世界與宏觀世界的表現(xiàn)截然不同，其中最大的區(qū)別大概就在于量子“疊加態(tài)”，也就是說，一個(gè)微觀粒子可能因?yàn)椤隘B加態(tài)”同時(shí)存在于幾個(gè)位置，而這種狀態(tài)在宏觀世界中卻從來沒有出現(xiàn)過。究竟是什么使整個(gè)宇宙沒有呈現(xiàn)出量子態(tài)？可能正是因?yàn)闊o所不在的連續(xù)的退相干過程，才使我們的宏觀世界沒有出現(xiàn)量子態(tài)，這也正是微觀世界與宏觀世界之間的界限。

如何理解這個(gè)在微觀世界和宏觀世界之間的界限？它們之間的界限到底在哪里？關(guān)于這個(gè)問題，2013年7月12日，美國達(dá)特茅斯學(xué)院的物理學(xué)家邁爾斯·布倫科（Miles Blencowe）在《物理評論快報(bào)》（PRL）雜志上發(fā)表論文《關(guān)于引力引發(fā)的退相干的等效場論》（Effective Field Theory Approach to Gravitationally Induced Decoherence）。布倫科認(rèn)為，正是在宇宙大爆炸時(shí)形成的“宇宙背景引力波”，干擾了宇宙中的宏觀事物，使它們沒有出現(xiàn)量子疊加態(tài)。彌漫宇宙的背景引力波和宇宙微波背景輻射有相似之處，只是宇宙背景引力波的溫度更低，略低于1開爾文（宇宙微波背景輻射的溫度大約為4.3開爾文）。布倫科認(rèn)為，正是這種彌漫在宇宙中無所不在的背景引力波，這種時(shí)空的微小褶皺，足以干擾到一定質(zhì)能的物質(zhì)的疊加態(tài)，使之只呈現(xiàn)出遵守物理學(xué)經(jīng)典理論的性質(zhì)。

微觀與宏觀世界的界限是否由宇宙背景引力波來劃分，一個(gè)宏觀的物體是否不會出現(xiàn)量子態(tài)？薛定諤的那只假想中同時(shí)處于“生”與“死”之中的貓到底有沒有可能存在？始終有物理學(xué)家試圖用各種方法真正實(shí)現(xiàn)“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)，而這也正是檢驗(yàn)微觀世界與宏觀世界分界線的最好方式。

“薛定諤的貓”假想實(shí)驗(yàn)之所以令物理學(xué)家陷入困惑，是因?yàn)檠Χㄖ@把一個(gè)微觀世界的量子疊加態(tài)和宏觀世界中的一只貓的生和死兩種狀態(tài)連接到了一起。一個(gè)處于量子疊加態(tài)的放射性原子，并沒有與外部環(huán)境發(fā)生相互作用。而一只貓則不同，一只貓是由數(shù)量巨大的粒子組成的宏觀生物，它不停地和外界環(huán)境發(fā)生相互作用。即使把一只貓裝在一個(gè)封閉的盒子里，在理論上，人們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^研究這只貓與外界環(huán)境相互作用產(chǎn)生的影響而斷定貓的狀態(tài)，這種連續(xù)的退相干過程保證貓始終處于宏觀狀態(tài)，而絕對不會出現(xiàn)“半死不活”的量子疊加態(tài)。

那么，一個(gè)微觀系統(tǒng)究竟在多大程度上能夠與一個(gè)宏觀系統(tǒng)發(fā)生糾纏？最近有兩組科學(xué)家在最大程度上模擬了“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)。2013年7月23日，在莫斯科舉辦的第二屆量子技術(shù)國際會議（Second International Conference on Quantum Technologies）上，一組來自加拿大、俄羅斯和伊朗的科學(xué)家繼續(xù)探索著“微觀和宏觀世界的界限究竟在哪里”這個(gè)話題。他們通過模仿“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)，使得人們此前從來沒有想象過的“宏觀”事物產(chǎn)生了量子現(xiàn)象。

在此之前，已經(jīng)有過使“宏觀”物體相互糾纏的實(shí)驗(yàn)。在來自加拿大卡爾加里大學(xué)的物理學(xué)家亞歷山大·勞弗斯基（Alexander Lvovsky）和他的同事們進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，他們通過一個(gè)半透明的鏡子使一個(gè)光子達(dá)到量子態(tài)——其中一個(gè)狀態(tài)是這個(gè)光子通過了鏡子，另一個(gè)狀態(tài)是光子被鏡子反射，而且他們使得光子的這兩種狀態(tài)相互糾纏。接下來，這組科學(xué)家通過激光使光子的其中一種狀態(tài)被放大。這樣，這種狀態(tài)就被放大到了數(shù)以億計(jì)的光子的范圍——在理論上，這已經(jīng)足夠被人用眼睛直接看到，雖然實(shí)驗(yàn)中光的頻率并不在可見光的范圍之內(nèi)。

也就是說，在這個(gè)真正的實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)光子的量子態(tài)成功地和數(shù)以億計(jì)的光子形成了糾纏狀態(tài)（而且這種狀態(tài)有可能被人眼直接看到），可以說，這個(gè)實(shí)驗(yàn)在最大程度上模擬了“薛定諤的貓”假想實(shí)驗(yàn)。這組科學(xué)家聲稱，這是人類第一次實(shí)現(xiàn)一個(gè)微觀物體和宏觀物體（數(shù)以億計(jì)的光子）形成糾纏狀態(tài)。勞弗斯基和他的同事們論述這個(gè)實(shí)驗(yàn)的論文《對于微觀－宏觀光線糾纏態(tài)的觀察》（Observation of micro-macro Entanglement of Light）在2013年7月21日發(fā)表在《自然·物理學(xué)》雜志上。而在同時(shí)，另一組來自瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的科學(xué)家也實(shí)現(xiàn)了類似的實(shí)驗(yàn)。盡管數(shù)以億計(jì)的光子尚且不能和一只真實(shí)的貓相提并論，但是，這個(gè)數(shù)量級，也許算得上是“一只小貓咪”——來自美國麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家塞思·勞埃德（Seth Lloyd）這樣評價(jià)道。

根據(jù)物理學(xué)目前的理論，退相干過程正是微觀世界向宏觀世界轉(zhuǎn)換的過程，這個(gè)過程涉及到量子信息向周圍環(huán)境的擴(kuò)散。退相干理論從20世紀(jì)80年代發(fā)展起來，成為物理學(xué)研究的熱點(diǎn)問題一直至今。但是，關(guān)于微觀世界與宏觀世界的界限問題，還遠(yuǎn)沒有定論，科學(xué)家們使越來越多的“宏觀物體”顯示出了量子態(tài)，而量子世界的本質(zhì)卻還沒有顯現(xiàn)出來。