2025諾貝爾物理學獎揭曉，宏觀量子隧穿首次被證實！

2025 年的諾貝爾物理學獎，又一次讓全世界集體陷入“看不懂但覺得牛”的狀態。

主題叫“宏觀量子隧穿”。名字看上去像是兩個世界的硬碰硬：宏觀，是人能看見、能摸到的世界；量子，是只有理論家和顯微鏡能理解的世界。

可今年，評委會說他們見證了兩者的合體。

他們把獎頒給了三個人：約翰·克拉克、米歇爾·德沃雷和約翰·馬提尼斯。理由很簡單：他們證明了一件事——不只是電子能“穿墻”，整個宏觀系統也能這樣干。

這句話看似平淡，其實等于在物理學上放了一顆炸彈。

要理解這件事的分量，先得回到常識。

如果你把一個球扔向墻，它一定會被彈回來。哪怕你扔一百萬次，它也不可能穿過去。這是日常經驗，是物理世界的底線，是人類理性最堅定的信仰。

但在量子世界，情況就完全不同了。

在那里，電子不是球，是波；它不是“在那里”，而是“可能在那里”。當電子撞上一個能量障礙，情況就不一樣了。哪怕障礙能量再高，它依然有概率直接“出現在”另一邊。沒有炸開墻，也沒有突破極限，只是“嗖”地一下，仿佛現實打了個盹，讓規則漏了一絲縫。

這就叫量子隧穿，我之前的文章曾多次出現的“老朋友”。

一百年前，物理學家洪德、伽莫夫、薛定諤他們寫下方程、提出模型、驗證原子核衰變。那是量子力學的青春期：瘋狂、抽象、令人惱火，但每一個理論都最終被實驗打了勾。

到上世紀三十年代，量子隧穿成了鐵證。電子會穿墻，原子會泄漏，世界的底層規則從此變成一場概率游戲。

可是科學家心里一直有個坎：量子效應這么神奇，為啥只在微觀世界生效？為什么宏觀物體不會這樣？要知道，宏觀世界也是由量子組成的。按理說，大物體的每一個原子都遵循量子法則，那為什么湊在一起就突然變“老實”了？

幾十年沒人敢真問這個問題，因為這問題太蠢。就像你問一條鯨魚能不能穿過柵欄一樣，答案顯然不行。宏觀系統太復雜、太脆弱，任何環境擾動都能把那點量子特性沖散。于是物理學家達成一種默契：量子是小世界的事，大世界就別摻和了。

直到一群不信邪的人出現。

上世紀八十年代，加州大學伯克利分校的一間實驗室里，約翰·克拉克、米歇爾·德沃雷和約翰·馬提尼斯盯著一堆冰冷的電路圖紙發呆。別人研究電子，他們偏要研究“整個電路”能不能也搞出量子效應。

換句話說，他們要讓一個宏觀系統表現得像單個粒子。

他們選的武器叫“約瑟夫森結”。那是兩塊超導體中間隔著一層極薄絕緣層的結構。按常識，這樣電流過不去，可在量子規則里，電子能“偷渡”過去。這偷渡叫隧穿。

1962 年布萊恩·約瑟夫森因此拿了諾獎。克拉克團隊想更進一步——不止讓電子穿，而是讓整個超導電路穿。

他們造出一個超導環，讓電流在里面無阻地循環。經典理論告訴我們，這電路應該永遠穩定，除非有人去干擾。可實驗結果卻很奇怪：某些時刻，系統突然自己跳變，從零電壓狀態變成有電壓狀態，沒有外力、沒有原因。那不是噪聲，也不是儀器出錯，而是一種突兀的躍遷。

那就是宏觀量子隧穿。

整個系統像一個量子粒子一樣，“決定”要去另一種狀態。那一刻，物理學家們看著儀器發呆，因為他們知道，這意味著世界的邊界塌了一角。

更神奇的還在后頭。

當他們往系統里打入不同頻率的微波信號時，電路吸收的能量居然是離散的，不是連續的。這是能量量子化的直接證據，說明整個宏觀電路在以“量子級別”的方式響應。換句話說，他們真的造出了一個“人造原子”。

那一年是1985。那天實驗室靜悄悄的，沒人歡呼，沒人鼓掌。只有幾個疲憊的物理學家意識到，他們可能剛剛改變了整個學科的走向。

從那之后，量子退相干理論、量子計算、超導量子比特的概念都開始成形。馬提尼斯后來去了加州大學圣塔芭芭拉，又被谷歌挖走，負責建造 Sycamore 量子處理器。正是那臺機器，在 2019 年完成了所謂的“量子霸權”實驗。

一切，都能追溯到那個冰冷的實驗臺。

所以，當 2025 年諾貝爾委員會宣布把獎頒給克拉克、德沃雷和馬提尼斯時，物理學界沒有爭議。所有人都知道，他們不是發現了新方程，而是證明了一件比方程更重要的事：量子效應能走出顯微鏡，能走進電路板，能進入現實世界。

官方給的理由寫得體面：“表彰他們在超導電路中發現宏觀量子隧穿與能量量子化。”但這句話的背后，是物理學一百年努力的歸宿。

2025 年也是量子力學誕生一百周年。聯合國特地定為“國際量子科學與技術年”。歷史喜歡玩巧合，在這樣一個節點上，諾貝爾獎像一面鏡子，既照亮過去，也照進未來。

伯克利大學的物理學家 Irfan Siddiqi 說過一句話：“他們證明，宏觀電路也能被量子化。這就是今天所有量子比特的起點。”這句話聽起來平平無奇，但足以蓋棺定論。

有人說，這個獎是向“量子現實主義”致敬。意思是，量子世界不是想象出來的，而是真實存在的，只是我們以前看不清、摸不著。而這三個人，用冷冰冰的金屬和低溫實驗，讓我們第一次在肉眼可見的世界里，看到了量子的身影。

當一個宏觀系統可以自己“決定”狀態，人類該如何看待“自由意志”？當一個電路可以像粒子一樣穿越能量壁壘，我們還能說什么是不可能的嗎？

也許某天，我們的計算機會不再基于零和一，而基于“可能既是零又是一”。也許那時機器的智能，不再是算法，而是某種“量子意志”。

這一切聽起來像科幻，可物理史告訴我們，科幻只是預告片。

參考資料：

1. Nobel Prize Committee. The Nobel Prize in Physics 2025 – Press Release. NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/press-release
2. Nobel Prize Committee. The Nobel Prize in Physics 2025 – Popular Information. NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/popular-information
3. Davide Castelvecchi. Groundbreaking quantum-tunnelling experiments win physics Nobel. Nature (7 Oct 2025). https://www.nature.com/articles/d41586-025-03194-2
4. Adrian Cho. Quantum effects in electrical circuits honored with Physics Nobel. Science (7 Oct 2025). https://www.science.org/content/article/physics-nobel-awarded-macro-demonstration-quantum-effects
5. Clara Moskowitz. The 2025 Nobel Prize in Physics Goes to Researchers Who Showed Quantum Tunneling on a Chip. Scientific American (7 Oct 2025). https://www.scientificamerican.com/article/2025-nobel-prize-in-physics-goes-to-researchers-who-brought-quantum
6. UC Berkeley News. John Clarke, UC Berkeley emeritus professor, awarded 2025 Nobel Prize in Physics. (7 Oct 2025). https://news.berkeley.edu/2025/10/07/john-clarke-uc-berkeley-emeritus-professor-awarded-2025-nobel-prize-in-physics
7. 2025 Nobel Prize in Physics. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/2025_Nobel_Prize_in_Physics
8. Reuters. Clarke, Devoret and Martinis win 2025 Nobel Prize in Physics for quantum tunnelling in circuits. (7 Oct 2025). https://www.reuters.com/science/clarke-devoret-martinis-win-2025-nobel-prize-physics-2025-10-07