通过测量一个原子在光学晶格中的行走，可以检验量子力学中的一条重要原理。日常经验告诉我们，像鸡蛋或是人类这样的大型物体并不会像电子一样表现出量子叠加态。这是否意味着，量子物理学对大于某一个特定尺寸的物体基本不适用呢？近日，来自德国波恩大学的卡斯滕•罗本斯与同事们设计了一项新的实验，可以追踪一个大原子在光学晶格中的运动，从而找到区分宏观与量子世界的临界尺寸。
为了检验某一个粒子是否处在量子叠加态之中，大多数实验都会寻找是否有干涉存在的迹象。最经典的实验就是让一个电子穿过一对狭缝：如果出现干涉条纹，就说明这些基本粒子遵循量子力学，有波动性质。然而，尽管这些实验的结果与量子力学的预测相一致，它们也并不是万无一失的检验方法，因为仍然存在一种经典的解释：说不定这些电子确实只是一个一个地过了这个或者那个狭缝，而并没有像量子力学描述的那样，同时穿过了两个狭缝呢？
1985年，安东尼•莱格特与阿努帕姆•加格发表了一篇理论性的论文，提出了一条完全不同的解决途径：与其尝试“验证”量子理论，不如设法证明量子理论以外的所有解释都与实验观测相矛盾，因而排除它们。他们定义了一种观点，叫做“宏观实在论”，包含两个与量子理论相悖的假设：第一，足够大的物体在同一时间只能在同一个位置（即宏观叠加态不可能存在）；第二，我们可以准确测定这一物体的位置，而不会干扰它。
与早先检验莱格特-加格不等式的实验相比，罗本斯他们的实验所用的铯原子是最大的量子物体，并已经过莱格特-加格不等式的验证，而且他们使用了“零点测量”的方法。这是一种“无创”的方法，能以最高的精度验证这一不等式是否成立。在实验中，一个铯原子在两道电场极化方向相反的光学驻波之间运动，实验人员在不同的时刻多次测量这个原子的位置。
按照宏观决定论的思想，原子从未处于叠加态之中，在任一给定的时刻，它要么在这个蛋托中，要么在那个蛋托中。宏观决定论的支持者可能还会辩解说，荧光测量会对之后的测量产生影响。因此，罗本斯及其同事按照莱格特和加格的最初设想，在实验的中间阶段使用了“零点测量”的手段。
量子革命已经过去了快一个世纪，让人有些吃惊的是，物理学家们还在努力证明态叠加的存在性。而理论物理学的未来正是这些尝试的真正推动力。一些刚刚萌芽的宏观实在理论，或许可以通过设定量子与经典之间的界限，从而代替量子力学，成为更高一级的理论。罗本斯的实验告诉我们，铯原子仍然表现出波的性质，说明这一界限不可能比铯原子的量级更小。