深度长文：按照量子力学，一个人穿墙而过的概率有多大？

在现实生活中，有一个常识无需多言：一个人无论如何努力，都不可能穿墙而过。

我们或许会在电脑游戏、科幻电影中看到“瞬移法术”“穿墙技能”，那些主角只需轻轻一跃，就能穿透坚硬的墙壁，瞬间出现在另一边，但这终究只是人类的想象，是艺术创作的夸张手法，万万不能当真。

可当我们把目光从熟悉的宏观世界，投向神秘莫测的量子世界，一切固有的常识和认知，都会被彻底颠覆——量子世界里，时刻上演着各种颠覆三观的诡异事件，而“穿墙而过”这件看似不可能的事，在量子力学的框架下，似乎有了一丝理论上的可能。

要弄明白“人能否靠量子隧穿穿墙”，我们首先要打破一个核心认知：量子世界与宏观世界，是两个完全不同的“规则体系”。

我们日常所处的宏观世界，遵循着经典力学的规律——万物有固定的形态、确定的位置和运动轨迹，比如苹果熟了一定会掉到地上，子弹射出后会沿着固定的抛物线飞行，我们推一堵墙，墙会给我们一个反作用力，我们无法穿透它，这些都是经典力学赋予宏观世界的“秩序”。

但量子世界的规则，却截然相反，它的核心关键词是“不确定性”，这种不确定性，让微观粒子的行为变得诡异莫测，完全超出了我们的日常想象。

量子世界最大的特点，就是微观粒子的状态是“不确定的”。

在宏观世界里，我们可以精准描述一个物体的状态——比如一辆汽车，我们能知道它的位置、速度、方向，甚至能精准预测它接下来的运动轨迹；但在量子世界里，对于微观粒子（比如电子、质子、中子），我们无法同时精准确定它的位置和速度，这就是量子力学中的“不确定性原理”（也叫海森堡不确定性原理）。

这种不确定性，并不是因为我们的测量仪器不够精密，也不是因为我们的测量方法不够科学，而是微观粒子本身的固有属性——它不像宏观物体那样，有一个固定的状态，而是同时处于多种可能的状态之中，这种状态，我们称之为“叠加态”。我们无法用具体的数值来描述微观粒子的状态，只能用“概率波”来描述它在不同位置、不同状态下出现的概率，而这种概率波，就是量子力学中核心的“波函数”。

更不可思议的是，量子世界还有一个诡异的规律：任何形式的观测，都会导致微观粒子的波函数坍缩。

也就是说，在我们没有观测微观粒子的时候，它处于多种状态的叠加态，波函数是“展开”的，代表着所有可能的概率；但一旦我们对它进行观测（比如用仪器测量它的位置、速度），它的波函数就会瞬间“坍缩”，从不确定的叠加态，瞬间转变为一个确定的状态，原本的概率波，就变成了一个确定的观测结果。

至于为什么观测会导致波函数坍缩，目前科学界还没有一个明确的答案——我们不知道背后的深层机制是什么，也无法解释这种“瞬间坍缩”的原理，我们只是在无数次的量子实验中，反复验证了这种现象的存在。

从这个层面上来讲，波函数坍缩更像是量子力学中的一个“假设”或者“公理”——我们不需要证明它为什么存在，只需要承认它的存在，并用它来解释量子世界的各种现象。

在量子世界的诸多诡异现象中，最具代表性的就是量子纠缠、量子隧穿和波粒二象性。这三种现象，看似毫无关联，实则本质都是源于微观粒子的“不确定性”——正是因为微观粒子的状态不确定、行为无规律，才造就了这些颠覆我们宏观认知的诡异现象。而我们今天要讨论的“穿墙而过”，就与其中的“量子隧穿效应”密切相关。

那么，什么是量子隧穿效应呢？简单来说，量子隧穿效应表明：微观粒子可以突破“能量势垒”的束缚，有一定几率直接跨越能量势垒，出现在势垒的另一边。这个概念听起来很抽象，我们用宏观世界的例子来打个比方，就能轻松理解了。

在宏观世界里，能量是守恒的，一个物体要突破某个障碍，必须具备足够的能量——比如，你用尽全力，最多只能越过一堵2米高的墙，那么这“2米高的墙”，就相当于你的“能量势垒”。

也就是说，你的能量上限，只能支撑你越过2米高的障碍，超过2米高的墙，无论你如何努力、如何发力，都不可能跳过去——因为你的能量不足以突破这个更高的能量势垒，这就是宏观世界的规律，能量不够，就无法突破障碍。

但在量子世界里，规则就完全不同了。

按照量子隧穿效应的诠释，微观粒子不需要具备足够的能量，也能突破能量势垒——它可以通过“赊借”能量的方式，瞬间穿过能量势垒，然后在极短的时间内，将赊借的能量归还，只要整个过程的时间足够短，这种现象就有一定的几率发生。这就好比，你原本跳不过2米高的墙，但在量子世界里，你可以暂时“借”一点能量，跳过高墙，然后立刻把能量还回去，整个过程快到无法察觉，这样一来，你就实现了“穿墙而过”。

这里需要特别强调一点：量子隧穿效应，只适用于微观世界，完全不适用于我们所处的宏观世界。微观粒子（比如电子）的质量极小、能量极低，它们的行为遵循量子力学的规律，因此可以发生量子隧穿；但宏观物体（比如人、汽车、桌子），质量极大、结构复杂，它们的行为遵循经典力学的规律，无法发生量子隧穿。因此，在现实生活中，你想直接穿过一堵墙，是完全不现实的，这也是为什么我们从来没有见过有人能够真正穿墙而过的原因。

说到这里，很多人可能会产生一个大胆的疑问：我们的身体，本身就是由无数的微观粒子（电子、质子、中子）组成的，既然每个微观粒子都有可能发生量子隧穿效应，那么从理论上分析，有没有那么一个时刻，组成我们身体的所有微观粒子，会同时发生量子隧穿效应，然后我们整个人，就会直接穿墙而过呢？

这个问题，看似天马行空，实则可以从量子力学的角度，进行严谨的分析。

纯理论上讲，这件事确实有一定的几率发生，但这个几率，低到我们完全无法想象——低到从现实层面来讲，发生的几率几乎为零，甚至可以直接认为是零！下面，我们就从理论和现实两个层面，详细分析这件事。

首先，我们从理论层面来分析。

理论上讲，你甚至不需要做任何事情，不需要处心积虑地考虑如何穿过那堵墙，不需要刻意站在墙的旁边，也不需要发力、不需要准备——你可以像平常一样，该吃饭吃饭、该工作工作、该休息休息，过着正常的生活，在某个毫无征兆的时刻，你就会突然发现，自己已经站在了墙的另一边，实现了“穿墙而过”。

但发生这种事情，有一个至关重要的前提：时间必须足够长。

到底需要多长时间呢？

没有人知道，也没有任何一位科学家能够给出一个准确的数值——它需要的时间，比你能想象出的任何时间都要长，比宇宙的年龄还要长，比你能想到的“永久”还要长。我们可以通俗地理解为：这个时间，“只比永久少那么一点点”，长到足以让一切可能发生的事情，都发生无数次，唯独“人穿墙而过”这件事，几乎不可能发生。

当然，量子力学中，确实有相关的公式，可以计算出“人穿墙而过”的大致概率。

有科学家曾经做过这样的计算，计算过程极其复杂——需要考虑组成人体的所有微观粒子的数量、每个粒子发生量子隧穿的概率、粒子之间的相互作用、墙的材质和厚度、周围环境的影响等等，涉及到量子力学、统计力学、经典力学等多个学科的知识。

至于这些计算是否真的严谨、是否真的能准确反映实际情况，我们不敢妄下定论，但所有的计算结果，都指向了同一个结论：发生这种事情的时间，无比漫长。

这种漫长，已经超出了我们人类的认知范围，也超出了宇宙的演化范围。我们可以举一个直观的例子，来感受这种“漫长”：假设从宇宙大爆炸开始（也就是138亿年前），我们就开始等待“人穿墙而过”这件事发生，一直等到现在，这件事都不可能发生；哪怕我们继续等待，等到宇宙毁灭、所有天体都消失，这件事也不会发生哪怕一次。

我们人类的寿命，区区不到百年，最多也就一百多年，相比于这种“比宇宙年龄还要漫长无数倍”的时间，简直就是一瞬间、一眨眼的功夫。我们连宇宙的万分之一、亿分之一的时间都无法经历，又怎么可能等到“穿墙而过”这件事发生呢？

或许有人会假设：如果我能永生，同时宇宙也能永生，不会毁灭，那么我是不是就有一定的几率，等到自己穿墙而过的那一天？

答案依然是否定的——即便你能永生，即便宇宙能永生，你也几乎不可能等到那一天，因为在漫长的时间里，会有太多的事情，比“穿墙而过”更先发生，太多的意外，会打断你的“等待”。

我们可以仔细想一想：在你永生的漫长岁月里，世界上会有太多的事情在上演，有太多的事情，会发生在你和你想要穿过的那堵墙之间，而且所有这些事情发生的概率，都要比你穿墙而过的概率高得多。

比如，那堵墙，最多只能存在几千年——无论是土墙、砖墙，还是混凝土墙，都会在风雨侵蚀、岁月流逝中，逐渐老化、损坏，最终轰然倒塌；而你，即便能永生，也需要面对地球的变化、太阳系的变化、银河系的变化。

地球会在几十亿年后，被膨胀的太阳吞噬；太阳系会在几百亿年后，彻底消散；银河系会在几千亿年后，与其他星系碰撞、融合，演化成一个全新的星系；即便宇宙不会走向死亡，也一定会演化成一个全新的模样——可能会变得一片黑暗，可能会充满黑洞，可能会没有任何天体，只剩下冰冷的粒子。

到最后，宇宙中恐怕也只剩下黑洞了——黑洞会吞噬宇宙中的所有物质，包括组成你身体的微观粒子。甚至可以这么说，组成你身体的微观粒子，有可能会因为量子隧穿效应，直接变成一个微小的黑洞，这种可能性，实际上比你穿墙而过的几率，要大得多得多。

即便你能够顶住黑洞强大的引力，不被黑洞吞噬，不发生坍缩，也意味着你的等待，才刚刚开始——你之前等待的几千万年、几亿年、几百亿年，都只是万里长征第一步，后面还有更漫长、更无尽的等待在等着你，而你，永远也等不到那一天。

看到这里，或许还有人不死心，依然不愿意相信“人穿墙而过”是不可能发生的事情。那么，我们换一个角度，从量子力学的“退相干”现象，来继续分析这件事——其实，严格来讲，我们之前所说的“从量子力学角度讲，穿墙而过的概率非常小”这种观点，本身就是不严谨的。

因为即便是从量子力学来讲，你穿墙而过的几率，与经典力学下的几率，并没有什么不同，本质上，几率都应该是零。

为什么会这么说呢？我们需要先理解一个关键概念：量子退相干。

简单来讲，量子力学中的叠加态、纠缠态、不确定性，其实都是非常“脆弱”的，它们很容易受到周围环境的影响，无法孤立存在。我们之前讨论的量子隧穿效应，都是在“理想状态下”的假设——假设微观粒子处于孤立的环境中，没有任何外界干扰，没有与其他粒子发生相互作用，在这种情况下，微观粒子才有可能发生量子隧穿。

但现实世界中，根本不存在“孤立的量子系统”——量子世界不可能孤立存在，任何量子系统，都会随着时间的流逝，与周围的环境发生相互作用，与周围的粒子发生纠缠，而且这种纠缠会越来越深，最终完全陷入无休止的纠缠之中。

这个过程，就是“量子退相干”——量子系统与环境相互作用后，原本的量子效应（叠加态、不确定性、量子隧穿）会逐渐消失，最终过渡、坍缩为经典力学效应，表现出宏观物体的规律。

对于我们人类来说，情况更是如此。我们的身体，不是一个孤立的量子系统，而是一个由近乎无数微观粒子组成的、极其复杂的宏观系统。组成我们身体的微观粒子，数量多达10的28次方以上（1后面跟着28个0），这些粒子之间，会不断发生相互作用、相互纠缠；同时，我们的身体，还会与周围的环境发生相互作用——比如，我们呼吸的空气、触摸的物体、感受到的温度和光线，甚至是周围的磁场、引力，都会与我们身体的微观粒子发生相互作用。

在这种情况下，组成我们身体的所有微观粒子，都会快速发生量子退相干——原本的量子效应会瞬间消失，所有粒子都会表现出宏观粒子的规律，不再具备“不确定性”，也不再可能发生量子隧穿效应。这就意味着，对于我们这样一个复杂的宏观系统，根本不能用简单的量子概率来计算“穿墙而过”的可能性——因为量子效应已经消失，我们只能用宏观经典力学的规律，来诠释我们的行为。

很多人可能会觉得：我们可以通过数学计算，先算出单个微观粒子穿墙而过的概率，然后再把所有粒子的概率相乘，就能得出整个人穿墙而过的概率。

但这种计算方法，本身就是错误的、不可靠的。

因为组成人体的微观粒子，并不是孤立存在的，它们之间有着复杂的相互作用，而且会与周围环境发生纠缠，发生量子退相干，因此，单个粒子的量子隧穿概率，根本不能简单地相乘——这种计算，忽略了粒子之间的相互作用，忽略了量子退相干的影响，得出的结果，也只是一个毫无意义的理论数值，完全不符合现实情况。

我们可以再举一个简单的例子，来理解这一点：假设单个电子穿墙而过的概率，是一个非常小的数值（比如10的-30次方），那么组成人体的10的28次方个电子，同时发生量子隧穿的概率，就是（10的-30次方）的（10的28次方）次方——这个数值，小到无法用语言来形容，小到比“宇宙中所有粒子的数量”还要小无数倍，小到从现实层面来讲，就是零。

更重要的是，即便我们不考虑量子退相干，不考虑粒子之间的相互作用，这种计算也依然不成立。因为组成人体的微观粒子，不仅仅是电子，还有质子、中子、原子、分子，这些粒子的质量、能量、相互作用都不同，它们发生量子隧穿的概率也完全不同，而且它们之间的相互制约、相互影响，会让“所有粒子同时发生量子隧穿”这件事，变得更加不可能。

实际上，在现实生活中，你每次尝试“穿墙而过”，都会得到一个非常现实的结果——你会狠狠地撞在那堵墙上，轻则头晕目眩、身体疼痛，重则受伤流血，甚至会造成更严重的伤害。这就是宏观经典力学的规律，也是量子退相干后的必然结果——你的身体，作为一个宏观物体，无法突破墙的阻碍，无法发生量子隧穿，只能遵循宏观世界的规则。

说到这里，或许有人会觉得很失望——原来，量子隧穿效应，并没有办法让我们实现“穿墙而过”的梦想。但其实，我们完全不需要失望，因为量子隧穿效应，虽然不能让我们穿墙而过，但它在现实生活中，有着非常广泛的应用，已经深刻地改变了我们的生活。

比如，我们日常使用的半导体芯片、手机、电脑，其核心的晶体管，就是利用量子隧穿效应工作的——正是因为电子能够发生量子隧穿，突破能量势垒，才能实现晶体管的开关功能，才能让芯片正常工作；再比如，量子隧穿显微镜，能够利用量子隧穿效应，观察到微观粒子的结构，为科学家研究量子世界、探索微观奥秘，提供了强大的工具；此外，在核能、材料科学、医学等领域，量子隧穿效应也有着重要的应用，推动着科技的不断发展。