量子力学与穿墙术

虽然穿墙术总是出现在神话故事当中，但是我们都明白，在日常生活当中，这是绝不可能会发生的，一个人显然是不能够穿越一道完好无损的墙壁，出现在墙的另一边。但在量子世界中，情况就变得完全不一样了。

我们常常把牛顿力学称之为经典力学，它所适用的范围为宏观和低速世界。在经典物理学中，一颗乒乓球是不可能穿越墙壁到达另一侧，而是会在与墙面的接触中被反弹回来。但是，如果把这个乒乓球缩小许多倍，变成构成物质的基本粒子那么大，那么，它在这个世界中就会变得“无所不能”。

微观粒子并不像是光滑的乒乓球，它们没有形状可言，更不会像球体那样以某个速度沿着某条路径运动，在这里，不确定性才是微观粒子的基本属性，我们只能说它们在某个时刻会有多大的概率出现在某个位置，这个概率的大小就是所谓的“波粒二象性”当中的物质波。

波有一个特性，那就是它穿越障碍物取决于障碍物的尺寸和波长之间的关系。就好比你对着墙壁大喊一声，即使有99.99%的声音都被墙壁给反射回来，但是仍然会有少部分的声波会衍射穿过墙壁。物质波不会被障碍物真正切断，而是在障碍物中衰减，这就意味着它们能够穿越任何有限的障碍物。反映在运动中，那就是微观粒子不是被墙挡住，而是出现在墙另一侧的概率太小，当它们偶然翻出去的时候，就似乎是拥有了穿墙术——这就是所谓的“量子隧穿效应”：一个能量为E的粒子，向前方一个具有能量大于E的势垒射去，这个粒子有一定的几率从势垒穿过去。这个势垒就类似于宏观世界的墙，所以微观粒子通常可以轻松实现“穿墙”。