在我們日常生活的宏觀世界是不可能有穿牆術這種怪事的,所以在上世紀60年代以前我們一直以為粒子不可能越過,比它能量更高的勢壘,就好比我推一個石頭上山如果坡度小,我比較有勁,我的動能會大於坡度的勢能,然後我使點勁就過去了,但是如果坡度很高的話,推了半天我沒勁了,我的動能小於坡度的勢能,那我肯定就翻不過這座山了。又比如在一個封閉的屋子裡正常情況下我是出不去的,但是如果能像《蟻人》裡一樣把我連同這間房子變得越來越小越來越小...直到把我變成阿爾法粒子,房子就相當於變成了阻擋阿爾法粒子脫離的原子核的勢壘,這時候周圍的一切都不一樣了,我會看到什麼呢?我會發現屋裡到處都是我甚至屋子外面都有我,因為我變成了疊加態了,根據量子力學的微觀粒子的波動理論,波函數將瀰漫於整個空間,粒子以一定概率出現在空間中的每一個位置,包括勢壘以外的地方,也就是說即使粒子的能量小於勢壘閾值的能量一部分粒子可能會被反彈回去,但仍有一小部分粒子能夠穿過去,就好像在山的底部開了個隧道,我直接從隧道就把石頭推過去了,這就是「隧道效應」。
不過這都是量子效應,應該對我們日常生活沒什麼影響吧?不,真有影響,現在的元器件越做越精密越做越精密,那「摩爾定律」嘛,但「摩爾定律」總有到頭的時候,因為元器件如果再小的話,集成電路就漏電了,這個漏電不是說一摸打人的那種靜電,這個一但漏電很可能會造成數據混亂,所以說隧道效應給晶片製造工藝劃下了最後一道「底線」,也就是說未來的元器件,可能和現在已經完全不一樣了,必須是一種新的方式,但是量子隧道效應也有有用的一面,那就是「掃描隧道顯微鏡」,光學顯微鏡也就能看到微米級別的細菌,但是這玩意它能直接看到單個原子,這也說明了量子力學正在像相對論一樣慢慢的從純理論走向實際應用。

這期就到這裡,下期我們講一下這個量子隧道效應超光速了嗎?謝謝大家。