根据物理学,人穿墙而过的概率有多大?

穿墙的概率有多大?

观察原子的结构时,我们知道其中大约99.9999999%都是空的,即未被亚原子粒子填满。由于物质都是由原子组成的,这意味着所有物质都是空的。如果取出地球上所有原子的空荡空间,地球小到可以放在手中,但它仍然重约5.97×10^24千克。

在不考虑量子物理的情况下,有些人会假设原子中所有空的区域或许能使一个物体穿过其他物体。尽管这并没有考虑到电子,不过就算把电子与质子相比,电子也很小,但它带有很强的负电荷。此外,这些电子以亚光速绕着原子做圆周运动。所以当一个原子接触到另一个原子时,环绕原子运动的电子会相互排斥。

事实上,这种排斥的电荷足以让人接触不到任何东西。当人站起来时,鞋子里的电子会排斥地板上的电子,你就会悬浮在地板上的一百万分之一厘米处。

原子

如上所述,组成人体的原子中的电子总是会排斥墙壁中原子的电子。由于这种阻碍的存在,人就无法穿墙而过。

但我们还可以从另一个方面来看这个问题,那就是量子物理学。量子物理学中最核心的观点之一是不确定性原理。量子力学认为,任何事物的位置总是不确定的。如果你正在看书架上的一本书,你不能百分百确定这本书就在书架上。当你离开房间时,你也不能说这本书还在书架上。

一般来说,谈论原子中电子的位置时,会有更多的不确定性。电子在原子上的位置被称为轨道,但这个轨道并非是固定的,而是指电子最可能出现的位置。

量子隧穿效应

考虑到所有不确定性,量子隧穿效应开始发挥作用。量子隧穿效应是指粒子从A点跳到B点,而不经过它们之间的空间。这是实际观察到的效果,当今的一些技术中有在应用。物理学家认为,原子有时也会出现这样的情况,以结合并形成重元素。

回到问题中来。如果量子隧穿效应生效,人体内的所有原子都会从墙的一边转移到另一边,而不需要经过墙本身。单个原子可能容易发生量子隧穿效应,但人体是由5000亿亿亿个原子组成,整个人发生量子隧穿效应的概率极低,低到近乎为零。

通过计算可知,对于一堵宽1米的墙壁,体重为50千克的人发生量子隧穿效应穿墙而过的概率仅为10^-(10^35),即十的一千亿亿亿亿次方分之一。即便从宇宙诞生开始每秒试一下次,直到现在也极有可能无法穿墙而过。

event_note 10月 27, 2022

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