量子力學(xué)是一個(gè)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(méi)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(gè)特定狀態(tài)都有一定的可能性成為現(xiàn)實(shí)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，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(shí)，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(shí)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(cè)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(huì)導(dǎo)致怪異結(jié)果，這是量子理論發(fā)展的早期認(rèn)識(shí)之一。法國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家路易斯-德布羅意指出，任何實(shí)物都是一種物質(zhì)波，它能被描述為一個(gè)未知可能性的波包，并且這個(gè)波包有其波長(zhǎng)，這個(gè)德布羅意波長(zhǎng)定義的是一個(gè)物體的位置確定程度。波長(zhǎng)大則意味著位置的高度不確定，波長(zhǎng)小說(shuō)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(shí)此刻你在學(xué)校教室里，但有很小的幾率你在操場(chǎng)上，甚至有無(wú)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(zhǎng)取決于其動(dòng)量，即質(zhì)量乘以速度，動(dòng)量越高波長(zhǎng)越小。事實(shí)上，波長(zhǎng)為微小的普朗克場(chǎng)數(shù)除以動(dòng)量。

人類由幾十公斤的熱運(yùn)動(dòng)顆粒組成，我們的德布羅意波長(zhǎng)比普朗克長(zhǎng)度還小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，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(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，我們稱之為α粒子，其自身則是一個(gè)氦核，也可能是某個(gè)較重原子核的一部分，在那里，α粒子被強(qiáng)核力緊緊束縛在核中。我們可以把α粒子看成一個(gè)球困在陡峭的勢(shì)能山谷中，它能在內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，但除非有足夠的動(dòng)能，它永遠(yuǎn)不會(huì)越過(guò)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(yùn)動(dòng)粒子的可能位置范圍，但其可能位置并不會(huì)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(huì)將至0，其核外仍有很小的可能性不再受強(qiáng)核力的束縛。

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

當(dāng)一個(gè)α粒子逃逸原子核，這是放射性衰變最重要的機(jī)制之一。量子隧道效應(yīng)也會(huì)向另一個(gè)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(guò)量子隧道效應(yīng)進(jìn)入原子核。

事實(shí)上，如果沒(méi)有量子隧道效應(yīng)，恒星就無(wú)法把氫轉(zhuǎn)化成重核，也就不會(huì)有接下來(lái)的一切，當(dāng)然不會(huì)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(guò)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(lái)好像有點(diǎn)問(wèn)題，因?yàn)楣馑俨豢沙揭呀?jīng)在很多人心中根深蒂固。實(shí)際上要想驗(yàn)證它及其困難，因?yàn)槲覀儧](méi)法制造那么準(zhǔn)確的時(shí)鐘來(lái)給如此迅速的過(guò)程計(jì)時(shí)。

事實(shí)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(kuò)大到人，我們就得到了傳送器！目前看來(lái)，這種相對(duì)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(gè)明確的速度極限（起碼目前看起來(lái)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(shí)允許瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)，甚至有違背因果律的嫌疑！