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真的可以实现穿墙术吗?一算吓晕了
2016-11-05 00:14:50  出处:蝌蚪五线谱  作者:幽默丁格 编辑:上方文Q   点击可以复制本篇文章的标题和链接

就目前而言,在人类所认知的范围内,还未能找到其他星球存在所谓的“外星人”。外星人不仅是科幻小说的不二素材,也是备受观众欢迎的科幻电影题材。不管是科幻小说还是科幻电影,外星人所呈现的是拥有很高的文明程度,掌握极为先进的科技,上天下地,无所不能。

外星人不仅可以下地,穿墙术也是一流,那么,作为只拥有血肉之躯的人类,可以实现所谓的穿墙术吗?

乍一看,人类想实现穿墙无疑是天方夜谭,而且已有的现实也表明似乎穿墙不能办到。难道人类就真的不能实现穿墙术了吗?即便不是人类穿墙,微小的粒子穿墙也不能实现吗?

真的可以实现穿墙术吗?一算吓晕了

在物理学中,我们常常把牛顿力学也称为经典力学,把相对论和量子力学称为近代物理学。牛顿力学所适用的范围为宏观和低速世界,而相对论和量子力学分别适用于高速和微观世界。

由于我们现在所在一个宏观的低速的环境里,因此我们不能够实现穿墙术就是很正常了,而想实现穿墙术就必须用到量子力学来解释。

在量子力学中,由于微观粒子存在波粒二象性,就存在一种所谓的“隧道效应”的物理效应:一个能量为E的粒子,向前方一个具有能量大于E的势垒射去,这个粒子存在从势垒穿过去的几率。这个势垒有点类似于宏观世界的墙,所以微观粒子不费吹灰之力就可以轻松实现“穿墙”。

真的可以实现穿墙术吗?一算吓晕了

在经典力学中,老虎或石头无法毫发无损穿透墙,而量子力学则提供了可能。

那么,为什么在宏观世界观察不到这种神奇的“穿墙术”现象呢?因为任何势垒都存在着一定的透射系数,透射系数对势垒的宽度、物体的质量以及势垒与物体的能量差相当敏感。

简单来说,随着物体的质量和势垒宽度的增加,透射系数将按照指数衰减,所以宏观物体(比如人)想穿过墙,几率趋于无限渺茫。

作为一个微观粒子穿墙术的体现,如果我们就质量为1.67×10-27的质子来说,假设质子的能量比势垒低1eV,势垒的宽度为2埃,D为透射系数,D0为常数,U(X)为势垒能量,E为粒子的能量,a、b分别为积分区间的下限和上限,则b-a就是积分区间的宽度,h为普朗克常数,根据势垒贯穿公式

真的可以实现穿墙术吗?一算吓晕了

计算得出,质子穿过能量比自身多1eV的势垒的概率约为2.6×10-38,可见实现穿墙术的困难所在了。

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