各位科幻電影迷，有沒有發現這個標題來自哪部電影的臺詞呢？
嗯，答案是《蟻人2：黃蜂女現身》。這就是今天我們在宇宙茶餐廳開聊的第二個話題——無所不在的量子科學。對於還沒有觀影的讀者們，請繫好安全帶，因為本期微劇透。
首先，應該要指出的是，經歷過那麼陰暗致鬱的《婦聯3》之後，需要鼓起多大的勇氣才能再次走進電影院來觀看漫威的第二十部系列科幻電影呢？不過幸好這回漫威終於良心發現，影片以一個小得不能再小的格局講述了一個完美的家庭爆米花喜劇。然鵝，尿性不改的漫威，用了一個令人細思恐極的彩蛋，瞬間將好不容易從婦聯3裡的心理陰影走出來的我們又冰冷殘酷地推回到了原點。
稍等一下！為什麼我會說這是一個小得不能再小的格局呢？因為，貫穿整部電影的到處都是量子黑科技。在這裡我簡單列出一些在腦海裡還在反覆轟鳴的科學名詞吧：量子隧穿、量子科技、量子意識、量子測不準、量子區域，等等。這也就難怪劇中學識相對偏低的二代蟻人Scott會跟他人抱怨了開頭的那麼一句臺詞了。（此處是不是應該艾特一下我國的當代量子教父——中國科學技術大學的潘神呢？）
儘管作為一部科幻電影，裡面出現大量的科學名詞並不意外，而且對於這些科學名詞背後的物理意義我們也毋需細嚼，否則就會從電影中找出不少bug。當然啦，這或許這也是觀看科幻電影的樂趣之一。不過在這裡最吸引我注意的就是一個叫做“量子隧穿”的科學概念。
量子隧穿現象的發現，可以說是現代物理學中量子物理的一個重要實驗起源。它描述了在微觀世界裡，一個粒子能夠在一定概率上穿越位勢壘的量子效應，即便這個位勢壘的高度大於粒子的總能量。這在經典物理學中是難以相信的，就好像螳臂當車通常一定死相很難看，然而在量子世界裡擋車的螳螂有一定機會毫髮無損地活下來。
經典物理：翻山越嶺；量子物理：隧穿（圖源：rosaglasogon.se）
另外，量子隧穿現象還與我們人類的生與死息息相關。在這裡我說一個與我的老本行有關的，或者說細思恐極的故事吧。如果沒有量子隧穿現象，可能我們人類壓根兒來不及演化出來，地球上所有的生命就已經枯萎了。這是因為我們的太陽需要足夠長的燃燒壽命才能保證地球上能孕育出如此多姿多彩的生命圈，而太陽的燃燒是通過氫原子核之間的核聚變來實現，這需要通過量子隧穿效應讓太陽內部的原子核穿越隔離這些原子核的庫侖位勢壘從而促成核聚變。
由於太陽內部的隧穿概率大約為10-20，可以讓太陽的燃燒長達約百億年，於是為地球提供了完美的環境允許在這片藍色星球上孕生出複雜的多細胞生命，並且還有充分的時間自由自在地演化。
接下來，又到了我的問題環節。事實上，量子隧穿現象已經被廣泛應用於我們人類研發的諸多高科技產品當中。那麼，有沒有讀者就此舉一些例子呢？或者，不如我們開一開腦洞，想象一下未來的科學應用呢？
歡迎大家踴躍發言，可以通過專欄下方的留言中給我們提供一些你的好想法吧，或許你就是未來的量子科技大神呢〜
文章圖片來源：《蟻人2：黃蜂女現身》
閱讀更多 中科院物理所 的文章
