堪称量子世界最诡异的现象，如果发生在现实世界会让人们疯狂！

发布者：彭泽先生 2023-7-10 17:51

宇宙如此之大，人们渴望有一天揭开宇宙的真实面目。虽然人类在浩瀚宇宙面前显得非常渺小，但智慧可以带给人类无限可能。作为地球上唯一的智慧物种，不断揭开宇宙的神秘面纱也成为了人类当仁不让的责任。

最近一百多年来，科学家们发现了越来越多的宇宙奥秘，同时也总结出了一套大自然法则来描述宇宙的运动规律。当人们以为快要找到宇宙的“万物法则”时，量子力学的横空出世给了科学家“当头一棒”，彻底打破了人们寻找宇宙至理的美好梦想。

为什么这样说？

因为正当科学家们认为总有一套大自然法则可以准确描述万物的运动规律时，量子力学却告诉我们“不可能”。因为按照量子力学的诠释，世界的本质就是不确定的，只能用概率去描述，这就意味着所谓的“确定性”是不存在的，不确定和随机性才是世界的本质。

量子力学的这种诡异性几乎出乎了所有人的意料，不得不让人类重新审视世界的本质。量子力学到底有多诡异？举个简单的例子就明白了。

在现实生活中，万物的位置总是确定的，我们肯定能找到并描述某个物体的位置信息。比如说打桌球时，我们总会发现白球就固定在某个地方，然后我们就可以用球杆让白球击打其他球。

但是，如果把台球不断缩小，白球和其他颜色的球也不断缩小，一直缩小到次原子粒子大小，情况就会大有不同。

我们会发现白球的位置不再确定，它会表现得像波那样不确定，这种波动性意味着白球看起来无处不在，我们根本没有办法确定它的具体位置，它甚至可以直接穿越球桌来到我们看不见的地方。

这就是量子世界里的不确定性，那里的一切都只能用概率去描述，微观粒子的状态可以通过求解薛定谔方程得到波函数来描述。薛定谔方程在量子世界的地位，就相当于牛顿力学在宏观世界的地位。

不同的是，薛定谔方程体现出来的是不确定性，只能用概率来描述微观粒子的信息。而牛顿力学能准确描述宏观物体的信息。

量子世界的这种不确定性可以产生很多诡异现象，比如说让人疯狂的量子隧穿效应。

在我们的现实世界里，无论如何你都不可能直接穿越墙壁，到达墙壁的另一边，即使撞破脑袋也不行，当然我们也不会那样做，因为我们知道穿越墙壁是不可行的。

但是，如果你变身为一个电子，就会发现即使你什么都不做，也是有可能直接穿越墙壁，到达墙壁的另一端，就好像瞬移一样。这就是诡异的量子隧穿效应。

量子隧穿效应的本质仍旧是不确定性。微观粒子的位置和速度具有不确定性关系，而时间和能量同样具有不确定性关系。这意味着在足够短的时间里，微观粒子的能量可以非常大，大到足以穿越任何能量壁垒，从而完成“穿越”！

具体来讲，微观粒子可以通过“赊借”能量的方式获得更高的能量，然后穿越“能量壁垒”，之后再归还能量，只要整个过程时间足够短，就可以发生。而且在足够长的时间里，这种可能性一定会发生。

在宏观世界，这显然是不可能的。比如我们要把一块石头从山的一边搬运到另一边，必须越过山顶才可以。但在量子世界就不一样了，可以直接“穿越”过去，到达山的另一边。

不过，由于宏观物体都是由无数个微观粒子组成的，所以理论上你我本身确实有一定概率直接穿越墙壁，只要让组成你我身体的所有微观粒子同时完成量子隧穿就能做到。

但实际上是不可能的，这种可能性只存在理论上，因为这需要极其漫长的时间才可能发生，漫长到直到宇宙毁灭都不会出现。

但是，不可否认量子隧穿效应真实存在，而且早就应用在我们日常生活中，比如说我们平时离不开的手机和电脑，其中的芯片就包含量子隧穿效应这种现象。

更不可思议的是，如果没有太阳之所以会发生核聚变，也多亏了量子隧穿效应，如果没有这个效应，太阳根本不可能发生核聚变。

有人可能会质疑：太阳核聚变不是因为核心的高温高压吗？确实与高温高压有关，但太阳核心的温度虽然高达1500万度，但仍没有达到核聚变的条件。但是太阳为什么还会发生核聚变呢？

就是因为量子隧穿效应的存在。太阳核心的内部环境虽然达不到核聚变的条件，但核心的自由离子仍然有一定概率突破“能量势垒”结合在一起完成核聚变，虽然出现这种现象的概率很低，但太阳核心的自由离子的总数量非常庞大，所以核聚变仍旧能够上演。

那么，随着人类科技发展，人类能够能利用量子隧穿效应进行“瞬移”呢？刚才说了，现实中是很难实现的。不过我们还可以利用量子力学中的另一诡异现象，利用量子纠缠来完成“瞬移”，这又是另外一个话题了，之后的科普会详细讲述。

总之，我们不能用宏观世界的法则去衡量量子世界，否则我们可能完全为之疯狂，无法接受真实存在的量子力学现象！

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