嶗山道士正在教授王七“穿墻術(shù)”

相信很多人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)《聊齋志異》中嶗山道士的故事：講的是一個(gè)叫王七的人一心向道，從嶗山道士那里學(xué)會(huì)了“穿墻術(shù)”，回家后用此炫耀，法術(shù)最終失靈。聊齋故事大家以笑談為主，其實(shí)現(xiàn)實(shí)生活中，這種穿墻術(shù)是存在的，存在于量子的世界，叫做“量子隧穿”。

量子力學(xué)中，量子隧穿效應(yīng)指的是，像電子等微觀粒子能夠穿入或穿越位勢(shì)壘的量子行為，盡管位勢(shì)壘的高度大于粒子的總能量。在經(jīng)典力學(xué)里，這是不可能發(fā)生的，但使用量子力學(xué)理論卻可以給出合理解釋。用聊齋的故事將專業(yè)術(shù)語(yǔ)翻譯過(guò)來(lái)，就是王七身體中的粒子可以穿墻而過(guò)。

根據(jù)經(jīng)典力學(xué)，運(yùn)動(dòng)的物體遇到障礙物（即勢(shì)壘）時(shí)，它必須從障礙物的頂部翻越過(guò)去才能通過(guò)。如果物體的動(dòng)能低于障礙物頂部的勢(shì)能，那么這個(gè)物體就無(wú)法通過(guò)這個(gè)障礙物。

粒子不必爬山，直接穿山而過(guò)

量子力學(xué)認(rèn)為，如果這個(gè)物體不是宏觀的，而是微觀粒子，那么我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在自身動(dòng)能不足的情況下，微觀粒子依然有一定的概率直接穿過(guò)障礙物，這就是量子隧穿。

為什么可以發(fā)生這種量子隧穿現(xiàn)象呢？簡(jiǎn)單的說(shuō)就是所有粒子都具有波粒二象性。按照量子力學(xué)經(jīng)典理論，全部粒子既具有粒子的特性，又具備了波的特征。

全部粒子都具有波粒二象性

不受外部干擾的標(biāo)準(zhǔn)粒子的波動(dòng)模型是三維正弦曲線，理論上可以傳播到宇宙的任何角落。但是由于王七的身體是由上萬(wàn)億個(gè)粒子構(gòu)成的，等同粒子（即相同類型的粒子，如電子和電子、夸克和夸克等）的波形疊加后，波形振幅減弱表現(xiàn)出粒子的特征。同時(shí)王七體內(nèi)的電子被原子核的電磁力所吸引，夸克之間被強(qiáng)核力所禁錮，粒子的波動(dòng)性會(huì)再次大大減弱。基于以上兩個(gè)原因，我們看到的王七是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的宏觀個(gè)體，而不是一團(tuán)到處彌漫的波形。

但是王七作為一個(gè)整體，還是具備極不明顯的波動(dòng)性的，只是我們觀察不到而已。粒子能量的德布羅意公式E=hv，即能量=普朗克常數(shù)x頻率。假設(shè)勢(shì)壘強(qiáng)的勢(shì)能為H，王七體內(nèi)的總有一部分粒子頻率v會(huì)瞬間變的較大，大到E＞H時(shí)，這部分粒子就會(huì)穿過(guò)墻壁；如E＜H，則波被勢(shì)壘反彈回來(lái)。但是根據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)生這種隧穿的概率只有一千億分之一，就是說(shuō)粒子波動(dòng)一千億次才能成功穿越墻壁一次。

這一小部分脫離王七身體的粒子波，遇到勢(shì)壘墻時(shí)，將以以下兩種方式穿墻而過(guò)：

水波通過(guò)窄縫時(shí)發(fā)射衍射現(xiàn)象

1.當(dāng)這些粒子波能量較小時(shí)，會(huì)以衍射方式從墻的兩側(cè)繞行過(guò)去。波的衍射可以這樣想象，當(dāng)一圈圈的水波經(jīng)過(guò)河中央裸露的巨石時(shí)，會(huì)從巨石的兩側(cè)繞行通過(guò)，并在巨石的后方形成干涉條紋的水波，這就是波的衍射。任何波都有衍射現(xiàn)象，不僅是水波這樣的機(jī)械波，還包括微觀粒子的量子波和電磁波。你可能會(huì)說(shuō)這是繞墻不是穿墻屬于賴皮行為，好的，那我們看下一條。

粒子的直接撞擊可激發(fā)粒子

2.如果粒子波能量較大，可以直接從墻中穿過(guò)，具體原理較復(fù)雜。形象的說(shuō)，就是粒子波以較大能量撞擊了墻內(nèi)的粒子，王七體內(nèi)發(fā)出的粒子波將能量傳遞給墻以后就停留在了墻內(nèi)，而墻內(nèi)被激發(fā)的粒子波獲得了動(dòng)能從其原子內(nèi)飛出來(lái)，從此徹底離開(kāi)墻體。隧穿到墻后方的粒子已不是王七體內(nèi)的粒子，而是墻中的粒子。因?yàn)榻粨Q了粒子，故此王七已非彼王七也。其實(shí)陽(yáng)光透過(guò)玻璃也是上述原理，我們稱之為量子激發(fā)。

上述過(guò)程中，為什么王七體內(nèi)只有極少數(shù)粒子可以穿過(guò)墻？就是前面所說(shuō)的能量問(wèn)題，即王七體內(nèi)的強(qiáng)核力和電磁力束縛了絕大多數(shù)粒子，只有少數(shù)粒子獲得瞬間的高能量才能脫離王七的身體從而穿墻。那么這個(gè)能量又來(lái)自哪里？答案是來(lái)自王七體內(nèi)，原子之間和原子內(nèi)部，看似風(fēng)平浪靜，實(shí)則暗流涌動(dòng)。夸克之間互相拉扯，電子之間互相排斥，質(zhì)子和中子之間互相糾纏，原子核之間互相爭(zhēng)奪電子……可謂精彩紛呈。比如甲和乙兩個(gè)原子核正在為互相爭(zhēng)奪一個(gè)核外電子而斗的你死我活兩敗俱傷，結(jié)果無(wú)意中為原子核丙中的電子提供了能量，該電子獲得較高的瞬間能量就能加速脫離原子核丙，如果能量大于勢(shì)壘墻的能量時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)量子隧穿并穿墻而過(guò) 。

王七身體內(nèi)的粒子波只有極少數(shù)可以穿過(guò)墻壁

通過(guò)上面的描述，你可能已經(jīng)得出結(jié)論了，王七整個(gè)人完整的穿越墻壁的可能性幾乎為零。的確如此，這就是經(jīng)典的宏觀物理與量子物理的差別。

總結(jié)一下，用經(jīng)典量子力學(xué)來(lái)解釋，王七體內(nèi)的粒子波總有極少數(shù)波動(dòng)性較強(qiáng)，以一千億分之一的概率實(shí)現(xiàn)量子隧穿。用量子物理的自發(fā)定義域理論來(lái)解釋，就是王七體內(nèi)的極少數(shù)粒子波動(dòng)性很強(qiáng)，會(huì)自主的離開(kāi)其身體實(shí)現(xiàn)量子隧穿。

不論哪種理論，即使正常狀態(tài)下，王七也會(huì)損失體內(nèi)的部分粒子穿過(guò)墻，一直這樣那不是王七會(huì)“粒”盡人亡了嗎？而且這直接違反了能量守恒定律。不會(huì)的，經(jīng)典量子力學(xué)和自發(fā)定義域理論都認(rèn)為，穿過(guò)墻壁的粒子都會(huì)很快從墻的對(duì)面返回王七的身體，然后再次激發(fā)粒子穿過(guò)墻壁……如此循環(huán)下去，王七身體中的粒子不會(huì)減少，即王七的質(zhì)量不變，體內(nèi)能量守恒。

科學(xué)實(shí)踐中，量子隧穿現(xiàn)象已經(jīng)被α衰變所證實(shí)，α衰變是一種很常見(jiàn)的衰變，其衰變的方式其實(shí)就是一個(gè)原子核釋放出了一個(gè)由2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子組成的α粒子，同時(shí)其原子序數(shù)也會(huì)減2。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是α粒子會(huì)在衰變中脫離原子核。

α粒子衰變，2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子離開(kāi)了原子核

由于原子核內(nèi)強(qiáng)核力和電磁力的束縛，α衰變所產(chǎn)生的α粒子根本就沒(méi)有足夠的能量，那它又是怎么從原子核里跑出來(lái)的呢？科學(xué)家也一頭霧水，直到1928年，物理學(xué)家伽莫夫才利用量子隧穿效應(yīng)完美地解釋了這個(gè)現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了描述α衰變的相關(guān)方程式。

時(shí)至今日，人們?cè)缫褜?duì)各式各樣的量子隧穿現(xiàn)象習(xí)以為常，基于該原理還發(fā)展出了一些應(yīng)用技術(shù)，其中最典型的例子，就是我們所使用的用于觀察和定位原子的掃描隧道顯微鏡（STM）。

掃描隧道顯微鏡原理，橙色為探針，粉色為被觀察的原子

不僅如此，現(xiàn)代實(shí)用科學(xué)技術(shù)中的單電子晶體管、隧道二極管、量子電腦等，均是通過(guò)量子隧穿技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

這些可能不是我們最感興趣的，還是把話題回到王七身上吧。王七有沒(méi)有可能整體穿過(guò)墻壁呢？當(dāng)然可以，條件就是能量足夠大。要使王七自身體內(nèi)全部粒子逃逸出其體內(nèi)（這不是靈魂出竅哈），王七必須獲得更大的外部能量。比如將王七加熱到1000攝氏度，王七體內(nèi)的全部分子鍵被破壞，成為無(wú)數(shù)游離態(tài)的中子、質(zhì)子和電子，自然可以穿越到墻壁對(duì)面，但是無(wú)法再重新組合成一體，回到宏觀的王七狀態(tài)。這對(duì)王七來(lái)說(shuō)毫無(wú)意義，這個(gè)方法顯然是失敗的。

還有一種方法可以讓王七整體穿越墻壁，條件就是墻壁是蟲(chóng)洞的入口，王七通過(guò)墻可以穿越到另一個(gè)平行宇宙中。蟲(chóng)洞并不一定只存在與宇宙中，在地球上可能也存在，蟲(chóng)洞也不一定是一個(gè)隨時(shí)開(kāi)放的洞口。蟲(chóng)洞在多數(shù)時(shí)候是關(guān)閉的，當(dāng)暗物質(zhì)非常集中時(shí)可以開(kāi)啟蟲(chóng)洞的入口和出口，如果王七把握住這個(gè)時(shí)間段，完全可以輕松的從墻壁這個(gè)蟲(chóng)洞入口實(shí)現(xiàn)穿越，到達(dá)墻的另一邊。

墻壁是中間的蟲(chóng)洞，穿越過(guò)去后就是平行宇宙，其中也有一個(gè)地球

王七通過(guò)蟲(chóng)洞穿越的對(duì)面就是平行宇宙，是另外一個(gè)宇宙，如果該宇宙剛好與我們的宇宙是鏡像對(duì)稱的話，那么鏡像宇宙中也存在一個(gè)王七，并且與我們宇宙中的王七會(huì)做完全相同的事情，就像鏡子中的王七。這邊宇宙的王七穿墻過(guò)去，對(duì)面宇宙的王七同時(shí)穿墻過(guò)來(lái)。最終兩個(gè)宇宙都有一個(gè)王七，只是互相交換了而已，兩個(gè)宇宙能量依舊守恒。

兩個(gè)宇宙各存在一個(gè)太陽(yáng)系，地球也完全一樣，嶗山、道士和王七自然也分別對(duì)稱的各自存在，時(shí)間流逝的速率和發(fā)生的事件也完全一樣。王七看不到另外一個(gè)宇宙的自己，但是道士可以看見(jiàn)另外一個(gè)宇宙的一部分，道士怎么做到的？可能存在第三個(gè)或更多的平行宇宙，道士可通過(guò)這些更高維度的時(shí)空同時(shí)觀察到多維度的事件。這就像你照鏡子時(shí)看不見(jiàn)自己的背面，再拿一面鏡子放在你背后，就可以看見(jiàn)自己的背面了。

平行宇宙概念本來(lái)是由埃弗雷特提出的量子物理理論，后被愛(ài)因斯坦蟲(chóng)洞理論所引用，又被霍金等人進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)，時(shí)至今日平行宇宙已經(jīng)成為物理界的主流研究課題之一。

嶗山道士的故事中，王七在嶗山成功的穿越了墻壁，到達(dá)的是另一個(gè)宇宙或者說(shuō)是一個(gè)鏡子中的虛像世界，和我們的宇宙完全一樣，而王七誤以為自己還在這個(gè)宇宙中。如果王七穿墻后忘記了穿墻術(shù)的口訣，就不能回到最初的宇宙中，不過(guò)這也沒(méi)太大關(guān)系，反正鏡子中的世界和目前完全一樣，照樣老婆孩子熱炕頭。

本文老拿王七舉例，委屈王七同志了，其實(shí)王七熱愛(ài)科學(xué)的精神還是值得我們學(xué)習(xí)的

道士交給王七的“穿墻術(shù)”的口訣，大概就是尋找和開(kāi)啟蟲(chóng)洞的方法和秘密，因此王七在嶗山可以輕松的穿墻而過(guò)。當(dāng)王七回到家中在妻子面前炫耀穿墻術(shù)時(shí)，法術(shù)失效，蟲(chóng)洞的入口沒(méi)有開(kāi)啟或者說(shuō)他家里根本沒(méi)有蟲(chóng)洞，王七不能整體穿過(guò)墻壁，其體內(nèi)只有極少數(shù)粒子通過(guò)量子隧穿效應(yīng)穿越墻壁，然后又快速回到王七體內(nèi)。

故事中王七對(duì)穿墻術(shù)是一知半解的，最智慧的肯定是嶗山上的那個(gè)道士，不僅洞察了人性的弱點(diǎn)，還窺探到了宇宙的一些奧秘，看破不說(shuō)破，自古以來(lái)的高人都是這樣。故事中道士在嶗山上的墻中可以隨意穿越的原因，是因?yàn)閸魃缴暇痛嬖谙x(chóng)洞，道士知道蟲(chóng)洞的入口和開(kāi)啟方式。道士自由穿梭于兩個(gè)宇宙之間已經(jīng)達(dá)到隨心所欲的境界了，這就是人類今后探索宇宙所追求的夢(mèng)想。

道士剪的紙?jiān)铝磷兂闪苏嬖铝?/p>

故事中這位道士在嶗山上的宴席中，用紙剪了一個(gè)月亮，然后通過(guò)仙術(shù)，將紙?jiān)铝磷兂闪苏嬖铝翏煸诖髲d中，該怎么解釋呢？古人認(rèn)為這是障眼法使人產(chǎn)生的幻象，天上的月亮是假的，只是人視覺(jué)中的幻象。這是有道理的，量子物理中部分觀點(diǎn)認(rèn)為，你沒(méi)有觀察月亮之前，月亮不一定在天上；只有你觀察了，才能確定月亮是不是在天上。這就是量子物理史上馮諾依曼的意識(shí)坍塌理論，月亮不一定存在，是因?yàn)槿说囊庾R(shí)才感覺(jué)到它的存在。徒弟們看到的月亮一定不是宇宙中的那個(gè)月亮，可能只是月亮在鏡子中的投影，也可能是另一個(gè)宇宙中的月亮。至于道士是怎么做到的，應(yīng)該和上面一樣的道理，道士擁有多面鏡子，將多重宇宙中的月亮投影到嶗山中。

少年時(shí)代的愛(ài)因斯坦，后來(lái)成為量子糾纏最早的提出者之一

當(dāng)然有另外一種可能，道士通過(guò)激發(fā)量子糾纏的方式，控制了徒弟們的意識(shí)，因?yàn)槿说乃季S就是腦細(xì)胞和腦神經(jīng)中，無(wú)數(shù)量子振動(dòng)和傳輸?shù)慕Y(jié)果。糾纏過(guò)程是道士自己先在大腦中想象出月亮在屋內(nèi)，然后使自己大腦皮層的量子與徒弟大腦皮層中的量子產(chǎn)生糾纏態(tài)，使徒弟們的大腦中產(chǎn)生相同的幻象，看見(jiàn)了月亮。至于道士將筷子變成嫦娥并請(qǐng)下來(lái)歌舞的情節(jié)，可以是認(rèn)為蒲松齡的虛構(gòu)，也可以用上面的量子糾纏來(lái)解釋。如果當(dāng)時(shí)王七膽子大一點(diǎn)，直接沖過(guò)去摟抱嫦娥，就會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)法美人在懷，道士的騙術(shù)就會(huì)當(dāng)場(chǎng)戳穿。量子糾纏理論始于愛(ài)因斯坦-波多爾斯基-羅森佯謬，是以上述三位科學(xué)家的名字命名的，簡(jiǎn)稱EPR佯謬。中科大的潘建偉院士等多位中國(guó)科學(xué)家，不久前已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式實(shí)現(xiàn)了人工控制量子糾纏。

我們不得不嘆服中國(guó)古人的想象力，在科技比較落后的時(shí)代還能通過(guò)小說(shuō)的形式，比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出一些現(xiàn)代科技都難以解釋清楚的現(xiàn)象。因此我們?cè)陂喿x中國(guó)古典文學(xué)時(shí)，需要用科學(xué)方法正確理解其中的這些仙道理論，在科學(xué)學(xué)習(xí)上也要甄別一些帶有主觀意識(shí)的理論。就像先哲所說(shuō)的那樣：古為今用，洋為中用；取其精華，去其糟粕。

旅游時(shí)拍的，上海外灘夜景