讓你瘋狂的現實存在，那裡物體可穿越障礙完成瞬移（超光速移動）

時間＼2017-03-21

如果我們具有分身技術肯定會感覺很棒，事實上量子力學就能讓你分身，至少在某種程度上可以。

量子力學是個奇妙又古怪的理論，它主要的教條之一就是：物體的某些特性在本質上具有不確定性，

這些特性沒有一個精確的值，必須要以各種可能狀態的幾率分佈來描述。當外人觀察的時候，每個狀態有特定的幾率會成真。說白了，一個量子物體跟外界接觸之前每個可能的狀態都真實存在，不過出現的概率不一定一樣，物體的每個量子性質都分別有一個幾率分佈，概率如何分佈以及如何隨時間演化是由物體的波函數主導。當物體從模糊的幾率空間退化成一個可測量的特定數值，

就是所謂波函數的“崩塌”！

那麼，物體位置的不確定性會帶來什麼影響呢？這是量子理論早期的發現之一。德布羅意，一個法國數學物理學家，他發現所有物質其實都是一種物質波，它是一種描述每個位置上出現幾率有多少的封閉波包，這團波有個波長，這個“德布羅意波長”可以決定物體的位置有多確定，波長很長，表示位置具有很高的不確定性，

波長很短則表示物體位置很明確，這些適用於次原子粒子，甚至也適用於一切事物！

舉個例子，此刻的你在家裡看電視，但你也有可能在其他地方，比如說有微乎其微的幾率在月球上。當別人觀察你時，就會讓你的波函數崩塌，你就會在預期的地方出現。

一個物體的德布羅意波長取決於他的動量，也就是品質乘上速度，動量大則波長小。事實上，波長就等於微小的普朗克常數除以動量，

人類是由好幾十公斤，不斷熱運動的分子組成，我們的德布羅意波長比普朗克長度還小了幾個數量級，我們的存在遍佈整個宇宙，但效果微乎其微，我們的位置幾乎是完全確定的。

但是如果是非常小的東西呢？比如說聚集成堆的兩個質子和中子，

也就是所謂的alpha粒子，單一一顆就是氫原子核，但是他們也能組成更重的原子核，在那裡，強核力把alpha粒子禁錮在原子核中。我們可以把alpha粒子想像成一顆球，被困在兩個陡峭的位能障壁之中，它可以在中間遊動，但是它沒有辦法越過邊緣，除非它有夠大的動能。

但是量子物體一點都不像小球，它們並沒有一個明確的位置。當一個alpha粒子接近原子核的能量障壁，

它的物質波包被反射回來，這個波描述的是這個粒子可能位置的範圍，但是這個幾率分佈並不會突然在能量障壁消失，它會急速下跌，呈現冪次下降，同時穿過能量障壁。

但是它並不會變成0，在強核力的控制之外原子核外面延伸出一點點的幾率。這意味著有微小的可能，粒子不會從障壁上反彈，而會在最後一刻出現在障壁外的幾率分佈上。這種情況看起來就好像從原子核中瞬間移動出來。

這個過程叫做“量子穿隧”。如果是alpha粒子逃離原子核的話，就是放射衰變的重要機制之一。量子穿隧也能反向進行，質子，中子或電子能夠穿隧到原子核中，這表現在各種核融合或離子捕捉的現象上。

其實，如果沒有量子穿隧效應的話，恒星便無法將氫原子融合成更重的原子核。很多電子產品也依賴量子穿隧的機制，比如電晶體。

但是alpha粒子穿越障壁的速度有多快呢？就科學家們所知，它是瞬間的，這意味著超光速移動，這感覺上大有問題，似乎違背了愛因斯坦相對論，但已經有科學家用實驗證實了這一點！這意味著什麼？只要用在人類身上，那我們就能瞬間移動了！

只有在量子世界的深處才能找到這種違反相對論的現象，一個粒子出現在德布羅意波長的任何一處，這種在位置上的不確定性，讓穿隧變成可能。但是就算不放障壁，這種位置上的不確定性也會造成光子瞬間傳送，因為它的物質波中本來就含有這部分的可能，只不過加上障壁後，只不過是在為那段波重新塑形，只讓較前面的那部分的幾率波通過，這看起來就會好像光速加快了，但是只有在德布羅意波長的範圍之內才會如此！

其實，如果沒有量子穿隧效應的話，恒星便無法將氫原子融合成更重的原子核。很多電子產品也依賴量子穿隧的機制，比如電晶體。