量子世界最詭異的超光速現象，某種意義上沒有它就沒有今天的一切

量子力學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，而只能被描述爲存在的可能狀態的分佈，在觀察物體後，每個特定狀態都有一定的可能性成爲現實。更準確地說，是在量子物質與某種物質相互作用之後，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佈，這種分佈及其隨時間的變化都存在於物體的波函數中。一片模糊的可能性空間到特定的可測量屬性的轉變，通常稱爲波函數的坍縮。

這種量子不確定性作用於物體位置會導致怪異結果，這是量子理論發展的早期認識之一。法國數學家和物理學家路易斯-德布羅意指出，任何實物都是一種物質波，它能被描述爲一個未知可能性的波包，並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。波長大則意味着位置的高度不確定，波長小說明位置較爲確定。這適用於亞原子粒子，也近乎適用於所有物質。

比如此時此刻你在學校教室裡，但有很小的機率你在操場上，甚至有無限小的機率在月球上。如果我選擇觀察你到底在哪裡，我就坍縮了你的波函數，然後就可能發現你正處在你所認爲的位置。

物體的德布羅意波長取決於其動量，即質量乘以速度，動量越高波長越小。事實上，波長爲微小的普朗克場數除以動量。

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几個數量級，所以理論上你可能在宇宙各處，只是機率很小而已，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子和兩個中子，我們稱之爲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，在那裡，α粒子被強核力緊緊束縛在覈中。我們可以把α粒子看成一個球困在陡峭的勢能山谷中，它能在內部運動，但除非有足夠的動能，它永遠不會越過邊界。

但是量子物質跟球不同，它們的位置不是確定的。當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範圍，但其可能位置並不會在力界外突然消失，而是以指數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。

這說明有很小的機率粒子不會被反彈，而是在最後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。

當一個α粒子逃逸原子核，這是放射性衰變最重要的機制之一。量子隧道效應也會向另一個方向發生，光子，中子，電子和α粒子也能在各種聚變和粒子捕獲現象中通過量子隧道效應進入原子核。

事實上，如果沒有量子隧道效應，恆星就無法把氫轉化成重核，也就不會有接下來的一切，當然不會有生命誕生。各種現代電子產品也要依賴量子隧道現象，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，也就意味着超光速。這聽起來好像有點問題，因爲光速不可超越已經在很多人心中根深蒂固。實際上要想驗證它及其困難，因爲我們沒法制造那麼準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，量子糾纏也被認爲是超光速的。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域發生，任何宏觀物體都要受制於一個明確的速度極限（起碼目前看起來是這樣），但在量子領域，量子隧道效應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！