量子力學(xué)是一個極其詭異的理論，物體某些屬性的完全不確定是其原則之一，它們沒有固定值，而只能被描述為存在的可能狀態(tài)的分布，在觀察物體后，每個特定狀態(tài)都有一定的可能性成為現(xiàn)實。更準(zhǔn)確地說，是在量子物質(zhì)與某種物質(zhì)相互作用之后，否則所有可能性都與其他的一樣真實，但也不一定一模一樣。

　　物體的每種量子屬性都有其可能性分布，這種分布及其隨時間的變化都存在于物體的波函數(shù)中。一片模糊的可能性空間到特定的可測量屬性的轉(zhuǎn)變，通常稱為波函數(shù)的坍縮。

　　這種量子不確定性作用于物體位置會導(dǎo)致怪異結(jié)果，這是量子理論發(fā)展的早期認(rèn)識之一。法國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家路易斯-德布羅意指出，任何實物都是一種物質(zhì)波，它能被描述為一個未知可能性的波包，并且這個波包有其波長，這個德布羅意波長定義的是一個物體的位置確定程度。波長大則意味著位置的高度不確定，波長小說明位置較為確定。這適用于亞原子粒子，也近乎適用于所有物質(zhì)。

　　比如此時此刻你在學(xué)校教室里，但有很小的幾率你在操場上，甚至有無限小的幾率在月球上。如果我選擇觀察你到底在哪里，我就坍縮了你的波函數(shù)，然后就可能發(fā)現(xiàn)你正處在你所認(rèn)為的位置。

　　物體的德布羅意波長取決于其動量，即質(zhì)量乘以速度，動量越高波長越小。事實上，波長為微小的普朗克場數(shù)除以動量。

　　人類由幾十公斤的熱運動顆粒組成，我們的德布羅意波長比普朗克長度還小幾個數(shù)量級，所以理論上你可能在宇宙各處，只是幾率很小而已，而你就在你最可能的位置。

　　但如何理解那些微小的東西呢？

　　比如緊密束縛的兩個質(zhì)子和兩個中子，我們稱之為α粒子，其自身則是一個氦核，也可能是某個較重原子核的一部分，在那里，α粒子被強核力緊緊束縛在核中。我們可以把α粒子看成一個球困在陡峭的勢能山谷中，它能在內(nèi)部運動，但除非有足夠的動能，它永遠(yuǎn)不會越過邊界。　　

　　但是量子物質(zhì)跟球不同，它們的位置不是確定的。當(dāng)α粒子接近原子核的力界，其波包被反射回去，其波包描述了運動粒子的可能位置范圍，但其可能位置并不會在力界外突然消失，而是以指數(shù)方式沿峭壁迅速下降，但是基本不會將至0，其核外仍有很小的可能性不再受強核力的束縛。

　　這說明有很小的幾率粒子不會被反彈，而是在最后時刻在不太可能的外界空間取得其位置，看起來就像粒子瞬移出了原子核！這個過程就叫量子隧道效應(yīng)。

　　當(dāng)一個α粒子逃逸原子核，這是放射性衰變最重要的機制之一。量子隧道效應(yīng)也會向另一個方向發(fā)生，光子，中子，電子和α粒子也能在各種聚變和粒子捕獲現(xiàn)象中通過量子隧道效應(yīng)進(jìn)入原子核。

　　事實上，如果沒有量子隧道效應(yīng)，恒星就無法把氫轉(zhuǎn)化成重核，也就不會有接下來的一切，當(dāng)然不會有生命誕生。各種現(xiàn)代電子產(chǎn)品也要依賴量子隧道現(xiàn)象，包括晶體管等。

　　但α粒子穿過屏障的速度有都快呢？在理論上那是瞬間的，也就意味著超光速。這聽起來好像有點問題，因為光速不可超越已經(jīng)在很多人心中根深蒂固。實際上要想驗證它及其困難，因為我們沒法制造那么準(zhǔn)確的時鐘來給如此迅速的過程計時。

　　事實上不止量子隧道效應(yīng)，量子糾纏也被認(rèn)為是超光速的。如果真的是這樣，把尺度從光子擴大到人，我們就得到了傳送器！目前看來，這種相對論的明顯違背只在深度的量子領(lǐng)域發(fā)生，任何宏觀物體都要受制于一個明確的速度極限（起碼目前看起來是這樣），但在量子領(lǐng)域，量子隧道效應(yīng)以及海森堡不確定性好像確實允許瞬時運動，甚至有違背因果律的嫌疑！