按量子力学来说，一个人撞墙，是否有概率能穿过去？

1. 按量子力学来说，一个人撞墙，是否有概率能穿过去？

人真能穿墙而过？科学解释：量子力学中穿墙之术存在可行性

2. 按量子力学来说，一个人撞墙，是否有概率能穿过去

穿墙的概念，放在现实的生活当中真是匪夷所思，根本就不可能的嘛。
那在量子力学中，就真的可以么？
这个穿墙的效果在量子力学中有一个专业的说法，就是隧穿效应。什么是隧穿效应呢？
简单地说，量子隧穿效应是指微观粒子可以穿过一堵比自己还高的墙。这是一种量子效应，用经典的观点可能很难理解。但结合量子力学中波动性的观点，用薛定谔方程可以很容易地解出来。
为了方便了解，我们可以先做一种假设，如果面前有一堵墙，我们想翻墙而过，必须具有足够的能量跳过去。如果能量不够，我们是绝不可能出现在墙的另一面的。但在量子世界中，即使能量不够，我们也可以穿墙而过（而不是跃墙而过），这就是量子隧穿现象。当然这里的'我们'不能是宏观的物体，而是微观粒子。因为宏观物体隧穿的概率实在太小了，以致于根本不可能观察到。


量子隧穿的发现
量子隧穿其实是从研究放射性的过程中提出来的。
1896年，法国物理学家贝克勒尔从铀的研究中发现了铀的放射性，接着居里夫妇也参与了这项研究，后来三人还因此一块获得了1903年的诺贝尔物理学奖。
关于放射性当时一直有一个疑问。以最常见的α衰变来看，是从重原子核中放射出α粒子，即氦原子核。我们知道，原子核的核子（质子或中子）之间是通过强相互作用联系在一起的，核子怎么会挣脱强大的强相互作用逃逸出来呢？


到了20世纪，量子力学发展之后，物理学家逐渐认识到了微观粒子存在的不确定性和波粒二象性，为放射性的解释奠定了基础。1927年，洪特在计算双势阱的基态问题时首先注意到了隧穿现象。1928年，美国物理学家伽莫夫和另外两个科学家分别独立地发展了阿尔法衰变的理论解释。他们通过解方势垒的薛定谔方程，得出了粒子的隧穿概率，并进一步建立了衰变过程中发射出来的粒子能量和半衰期之间的关系。


后来在一次伽莫夫的报告上，玻恩意识到了隧穿现象的普遍性。他认为这种现象可能并不局限于核物理学，而是量子力学中一种比较普遍的现象。逐渐地，人们发现了各种各样的量子隧穿现象。著名的约瑟夫森结就是利用超导电子的隧穿过程制作而成的。


撞墙与量子隧穿现象
虽说量子隧穿具有普遍性，但这只是相对于微观世界来说的。而对于宏观世界的撞墙，量子隧穿就不适用了。因为宏观世界上就没有产生量子隧穿现象所需要的条件，就是一个高低势垒的产生、海森堡不确定性等等。
简单说，量子隧穿并不适用于穿墙这件事上。

3. 一个人撞墙的时候按量子力学来说有多大概率能穿过去？

微观粒子有一种特殊的穿墙术，叫做隧道效应。太阳内部的核反应，就要依赖于隧道效应。

我们知道原子核都是带正电的，核聚变需要两个原子核相接近。它们距离靠得越近，相互的斥力就越大。这种斥力造成的障碍，是一种势能屏障，又叫做“势垒”。如果要翻越这个势垒，粒子必须具有很大的动能。在正常的温度下，基本粒子热运动，根本就无法克服这个势能障碍。

否则海洋水中的氢原子核就会自动产生聚变。根据量子力学，微观粒子的能量会有一个波动、起伏，当然这个能量起伏可以是正的，也可以是负的。如果这个随机产生的能量起伏，加上粒子的动能恰好能够克服这个势垒，粒子就会穿越这个障碍碰在一起，就会产生核聚变反应。这取决于两个条件，一个就是这个随机波动的能量的大小，还有一个就是粒子本身具有的动能。

太阳内部的氢合成氦，要几百万年才能完成一次反应。要知道太阳内部有1500多万度的高温，3000亿个大气压。正是因为这个反应速度非常的慢，所以太阳才能够燃烧几十亿年。当然，如果太阳内部的温度升高，这个反应速度就会大大的加快，因为粒子具有的基础动能更高，所需要的额外能量越小。

如果我们把势能障碍看成一堵墙，把基本粒子看成人的话，那么粒子穿越室内和人穿墙的物理性质是完全一样的。一个人撞墙，有多大概率能穿过去，取决于人的能量以及墙阻止人的能量，换句话说就是墙的坚硬程度。如果如果让绿巨人浩克来穿墙，普通钢筋混凝土墙和砖墙肯定都是挡不住的，一下就打出来了。

但是这并不是真正意义上的穿墙术。量子穿越势能障碍的时候是超光速的。这也是物理世界中唯一一种违反相对论的物理现象。如果墙非常坚硬，人的能量不够，那么就需要借助额外的能量，来完成这个量子穿墙术。

我们知道根据德布罗意物质波，万物都在波动，质量越大波动性越差。所以小孩撞墙，翻越概率比大人的概率要大。但是即便如此，穿墙的概率也是0。因为人的基础动能实在是太低了。

要提高这个基础动能，就只能提高温度。而且一般的提高还不行，必须加热到几千万度才可以。但这个时候人已经不是人了，变成了一团等离子气体。

4. 根据量子力学效应，多少人同时撞墙才能穿过去一个？

传说茅山术可以穿墙而过，当然大家肯定会一笑置之，毕竟现实中没有一位茅山道士可以做现场演示一番！但作为最严谨科学的量子论，却是支持这种观点的，量子论认为：当我们不去观察时，组成物体的一大堆粒子就会按照波函数的模式弥散开去，它会变成概率波扩散到周围的空间里，所以从理论上来看，一个物体它是有可能穿墙壁的，不过一个人却不行！

关于量子论和波函数坍缩
关于量子论的发展，简直可以写一本精彩的小说，但下文仍然得简单叙述一下量子论的发展过程，要说量子力学的创始者，不得不说两个人！
爱因斯坦和普朗克是量子论的创始者，但也是最大的绊脚石
当然要说他们是绊脚石其实是有点过分，其实两位大佬对量子力学的贡献同样是常人难以企及的！普朗克在解决黑体辐射的过程中无意中以辐射最小的单位量子的的不连续性解决了全波段辐射的计算问题，和实际观测非常贴合，因此量子的概念开始逐渐深入人心，但比较滑稽的是，作为“始作俑者”的普朗克，连自己的量子概念也仅仅用在黑体辐射计算上，其它地方能不用就不用。

赫兹在电磁波实验中发现了光电效应却没有引起重视，但这个问题在爱因斯坦的光电论文中才得到了解决，一定能量的光子才能打出电子，这和连续的概念完全不一样，而普朗克的E=HV的公式揭示了其中的秘密，爱因斯坦虽然因此获得了诺贝尔奖，但除了光电这个量子效应以外，似乎爱因斯坦对于连续性是着了魔一般的追求，而且为之奋斗了一生。

玻尔的原子模型和量子世界的随机性
玻尔是卢瑟福的学生，卢瑟福以α粒子散射发现了原子核后提出了原子的行星模型，但根据经典电磁理论，卢瑟福的原子模型不会存在超过半秒钟，但玻尔认为卢瑟福的原子模型有可取之处，所以将量子化的电子带入了原子世界，提出了玻尔自己的半量子化原子模型。

玻尔无法解释为什么各个电子都有自己的轨道，但泡利提出的不相容原理为玻尔解决了一个大难题，不过玻尔认为卢瑟福的有轨电子中电子的跃迁是随机的，在理论上没法计算出电子的跃迁条件，但爱因斯坦认为连续性是物理世界的基本，不认可这个观点！

玻色子同一基态，费米子不相容
海森堡的矩阵力学和薛定谔波动方程、波恩的概率论解释
为了解决电子的位置和动量中的问题，海森堡引入了复杂的矩阵来解决这个看起来似乎很简单的问题，取得了去巨大的成功，但比较可惜的是矩阵对于任何一位科学家来说，都是一种晦涩难懂的数学，不过薛定谔波动方程的出现，为大家解决了这个大难题，两个都是从经典的哈密顿函数发展而来，两者数学意义上完全是等价的。

但薛定谔的波动方程中有一个无法解释的波函数Ψ无法解释，薛定谔认为是电子的电荷在空间中的实际分布，但波恩不怎么认为，它认为是一种随机的概率，Ψ的平方，代表了电子在某个地方出现的概率！
海森堡的不确定性解释，以及玻尔的补充
当然电子的概率论已经让大家崩溃了，而海森堡随后提出的不确定性原理更是让大家彻底目瞪口呆，不确定性原理认为电子动量和位置是不可能同时确定的！而玻尔则以互补原理即：及将光的粒子性和波动性总结性结尾

至此量子力学的基石，哥本诠释的三大基石都已经交代完毕，当然是不是毁三观就不知道了，但至少接下来的推论肯定会让大家昏倒！
为什么一个物体有可能穿过墙壁，但一个人却不行呢？
物体能穿过墙壁吗？当然不是用茅山技啦，而是正统的量子力学，根据正统的量子力学解释，理论上是存在的！
物体就是一堆不确定叠加态概率云的粒子，理论上它是可能穿过墙壁的
其实这里涉及到了一个观测问题，量子论认为电子的双缝实验中电子同时穿过了两条狭缝，但当我们一开始观测，这个处在概率云模式的本来会同时通过两条狭缝的电子就会坍缩，而至穿过一条狭缝。那么是谁观测呢？是机器还是人？当然必须是人，因为是机器的话会有一个冯·诺伊曼指出的无限复归的问题！而这个问题中也引申出了的一个经典的薛定谔的猫问题：

将一个杀死猫的装置和一个原子的衰变结合放到一个封闭的箱子里，不观测时，有一半的概率原子会衰变，一半的概率不衰变，所以猫可能死，也可能活，但不观测就不知道结果。
本来只是一个量子世界的观测和坍缩问题，结果薛定谔的猫这个假设将其和宏观世界联系了起来，我们不观测时猫可能又死又活，但我们也知道这不可能，所以哥本哈根诠释无法解释这个问题，尽管后来有比如多世界或者退相干等多种解释，但哥本哈根诠释宁愿认可那种又死又活的叠加态解释。

所以从正统的哥本哈根诠释个物体、当我们不观测时，它的就是一堆不确定叠加态概率云的粒子，而这些不确定的、叠加态概率云的粒子会可能因为波恩的概率云模式随机出现在另一个位置，所以当你不观测时、那个物体在撞到墙时，确实有可能化为一缕概率云的模式穿过墙壁，出现在另一端！
为什么物体能穿过墙壁，一个人却不行？
其实这仍然是一个与观测相关的有趣结果，因为关于薛定谔的猫这个实验还有一个加强版，被称之为“维格纳的朋友”，当薛定谔的猫在箱子里瑟瑟发抖时，尤金·维格纳的朋友则做好了防护措施同样呆在箱子里观测这只猫，理论上这个朋友将会观测到一只处在生死叠加态的猫，也就是又死又活的猫，但事实上这个结果不会发生！

因为猫无法观测自己的，所以我们会认为猫可能处在生死叠加态，但人则完全不一样，他是一个能观测自身以及猫生死、有意识的活生生的人，所以在他的不断观测中，猫的波函数不断坍缩，所以他要没看到活的猫，要么看到死的猫，绝对不可能看到叠加态的猫！

同样道理，当这个人跑过去打算穿过墙壁时的同时，他也在不断的观测自己，因此他在跑动到撞到墙上的过程中，一直都在不断观察，最终直到他撞在墙上，这个人的全身粒子也没法变成叠加态的概率云，因为他一直在坍缩中！

那么把他的眼睛蒙起来呢？对不起，他仍然有手脚可以触碰！那么把他的手脚捆起来丢过去呢，抱歉他仍然有知觉！将麻醉了失去一切知觉丢过去呢？SORRY，请问他此时和一个物体有什么区别？当然我们说的是当前的状态，而不是他的公民性质！
所以无论多少人撞墙，都不可能有人穿过墙去！

5. 从量子力学的角度来看，一个人朝着墙壁奔跑，穿过去的几率有多大？

我们每个人是原子构成的，中间大部分全是空的。墙壁也是原子构成的，中间大部分也是空的。所以，人是有一定的几率穿墙而过的，虽然这个概率很小。量子力学中有一个隧道效应，说的就是一个看起来不能穿越的势垒，可以用低于势垒的能量突然穿越。这个穿越的能量是哪里来的？答案是从真空中借来的。为什么真空肯出借能量而且不收利息？答案就是因为真空里有太多的能量，只要你肯还，它就肯借。隧道效应的穿越概率计算，大部分量子力学的书上都写了。我们可以用薛定谔方程把穿透概率计算出来，这个概率是一个e的负指数函数。其中指数上是正比于势垒的宽度，也正比于一个开根号，根号里面是穿越粒子的质量与能量差距的乘积。量子力学的东西都是发生在微观世界里面，现实中的基本上不可能出现，几率小到已经超出人类想象极限。

不是几十亿分之一，也不是几百亿分之一，还不是亿亿分之一，起码是亿亿亿亿分之一，用科学计数法表示指数也大到需要再用指数来表示，说人话就是整个宇宙的原子数目做分母还是不够小，或者说连续几百次中彩票头奖的几率也比它高得多得多。可以这么想，量子也是受一种能量驱使的。所以，穿墙的过程是，人开始发力奔跑，能量预测到可能会撞墙，迅速改变墙和人体的最小组成单位，叫它基子好了。基子和能量是一体的，不可测。在人已经撞到墙的时候，基子互换，人的基子和墙的基子互换，直到人完全的出现在墙的另一端，严格来说，是重组了另一人和墙，只不过，因为能量的意志，并未改变墙和人的一切特征而已。

6. 按量子力学来说，一个人撞墙，有多大概率能穿过去？

问题很有趣，是初步学习量子力学里薛定谔方程的时候，书上最常见的例题和习题之一。对于微观粒子具有量子隧穿效应，但对于宏观物体按物质波理论也有这样的概率，但是微乎其微。学习大学物理会出现这样的习题，比如计算汽车闯入客厅的概率，人穿墙的概率。

这是薛定谔方程应用最简单的粒子，方势垒的穿透问题，如果考虑方势垒的隧道效应，可以简单模型为如下图。

1.经典情况
当入射粒子能量E低于V0时，按照经典力学观点，粒子不能进入势垒，将全部被弹回。
2.量子情况
但是，量子力学将给出全然不同的结论。我们从一维定态薛定谔方程出发：
然后分三个区域求解。
在方势垒的区域内（ x1E，
由此可见，在区域Ⅲ的波函数并不为零；原在区域Ⅰ的粒子有通过区域Ⅱ进入Ⅲ的可能，见图

从上图势垒贯穿过程的波函数，可以计算出穿透几率为：

由此可见，势垒厚度（D=x2-x1）越大，粒子通过的几率越小；粒子的能量E越大，则穿透几率也越大。两者都呈指数关系，因此，D和E的变化对穿透因子P十分灵敏。你可以取各种穿越粒子的数据代入，比如人穿墙，取各种参数，如取人的质量 m=100kg，墙厚0.2m等参数代入以后，穿透几率计算后远远小于

可见宏观物体穿越的几率极其微小，近似不可能。所以宏观物体谈量子效应是无意义的。如果换成一个电子和一个高于它具有能量的势垒，那么电子就有很大几率可以贯穿这个势垒，这就是扫描隧道显微镜的物理原理。
这个习题主要是供物理专业学生计算和熟悉量子隧道效应计算用的。所以从以上计算看出，量子力学主要对微观粒子其作用，对于宏观物体，量子力学几乎毫无影响。讨论宏观物体的量子力学效应，也是意义不大的。

7. 按量子力学来说，一个人撞墙有多大概率穿过去？

近些年来量子力学出现的频率越来越高，甚至很多的家长将自己的孩子送去专门教量子力学的地方学习，我们可以看到孩子们都是以几秒的速度看完一本书，实在让我们感到不可思议，甚至学者说到量子力学可以快到穿越，那么按量子力学来说，一个人撞墙有多大概率穿过去？只要100公里就可以穿过墙壁。

我们都知道达到光速不是简单的事情，那是几乎不可能实现的，因为我们已知宇宙的最快的速度就是光速，在爱因斯坦相对论里面提到，只要我们能过达到或者超越光速就可以实现穿越，但是想要实现这个速度并不是朝夕就可以，量子力学就不同在不同的公式堆积下我们可以知道只要我们有100公里的速度就可以，但是一个正常人就不会相信这个理论，我们以100公里过去，没有任何的防护措施不死也会残废。

实现穿越如果按照量子力学来的话，现在我们可以随意的时光穿梭，没有任何的东西能阻止，但是现实就是最快的火箭几千公里每小时都不行，但是对于量子力学来说还是火过一段时间，因为那时候好多的家长带着孩子在老师的带领下现场表演几秒一本历史书，然后说太简单，但是真实的情况就是啥也没有看到，像一个白痴一样在哪翻过去翻过来。

近几十年很少有那种有时代意义的结论，多半就是这种环境造成的，好大喜功，贸然突进最后啥也没有，在过去的年代邓稼先，袁隆平，等等伟人哪一个不是千锤百炼出来的，量子力学就是抓住了家长的拔苗助长的心态才会受到追捧，所以我们该反思一下，不要觉得最好一件事情很简单。

8. 一个人撞墙的时候按量子力学来说有多大概率能穿过去

穿墙的概念，放在现实的生活当中真是匪夷所思，根本就不可能的嘛。
那在量子力学中，就真的可以么？
这个穿墙的效果在量子力学中有一个专业的说法，就是隧穿效应。什么是隧穿效应呢？
简单地说，量子隧穿效应是指微观粒子可以穿过一堵比自己还高的墙。这是一种量子效应，用经典的观点可能很难理解。但结合量子力学中波动性的观点，用薛定谔方程可以很容易地解出来。
为了方便了解，我们可以先做一种假设，如果面前有一堵墙，我们想翻墙而过，必须具有足够的能量跳过去。如果能量不够，我们是绝不可能出现在墙的另一面的。但在量子世界中，即使能量不够，我们也可以穿墙而过（而不是跃墙而过），这就是量子隧穿现象。当然这里的'我们'不能是宏观的物体，而是微观粒子。因为宏观物体隧穿的概率实在太小了，以致于根本不可能观察到。


量子隧穿的发现
量子隧穿其实是从研究放射性的过程中提出来的。
1896年，法国物理学家贝克勒尔从铀的研究中发现了铀的放射性，接着居里夫妇也参与了这项研究，后来三人还因此一块获得了1903年的诺贝尔物理学奖。
关于放射性当时一直有一个疑问。以最常见的α衰变来看，是从重原子核中放射出α粒子，即氦原子核。我们知道，原子核的核子（质子或中子）之间是通过强相互作用联系在一起的，核子怎么会挣脱强大的强相互作用逃逸出来呢？


到了20世纪，量子力学发展之后，物理学家逐渐认识到了微观粒子存在的不确定性和波粒二象性，为放射性的解释奠定了基础。1927年，洪特在计算双势阱的基态问题时首先注意到了隧穿现象。1928年，美国物理学家伽莫夫和另外两个科学家分别独立地发展了阿尔法衰变的理论解释。他们通过解方势垒的薛定谔方程，得出了粒子的隧穿概率，并进一步建立了衰变过程中发射出来的粒子能量和半衰期之间的关系。


后来在一次伽莫夫的报告上，玻恩意识到了隧穿现象的普遍性。他认为这种现象可能并不局限于核物理学，而是量子力学中一种比较普遍的现象。逐渐地，人们发现了各种各样的量子隧穿现象。著名的约瑟夫森结就是利用超导电子的隧穿过程制作而成的。


撞墙与量子隧穿现象
虽说量子隧穿具有普遍性，但这只是相对于微观世界来说的。而对于宏观世界的撞墙，量子隧穿就不适用了。因为宏观世界上就没有产生量子隧穿现象所需要的条件，就是一个高低势垒的产生、海森堡不确定性等等。
简单说，量子隧穿并不适用于穿墙这件事上。