量子理論徹底推翻了牛頓用數(shù)學(xué)計(jì)算預(yù)言宇宙中所有粒子運(yùn)動(dòng)的夢想。 量子理論的瘋狂之處在于，它把一切都?xì)w結(jié)為令人迷惑的概率。雖然電子是個(gè)點(diǎn)粒子，卻伴隨著一個(gè)遵守某種具有明確意義的方程的波。這個(gè)方程就是薛定諤波動(dòng)方程。粗略地講，波越大，在那里找到電子的概率就越大。

如果量子理論違背了我們的常識，那只是因?yàn)樽匀凰坪醪惶诤跷覀兊某ＷR。這些思想雖然看來似乎極其奇特，它們卻很容易在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證。這可以用著名的雙縫實(shí)驗(yàn)來闡明。讓我們設(shè)想把一束電子射向帶有兩個(gè)小縫的一塊屏幕，在屏幕后面有一張底片。根據(jù)19世紀(jì)的經(jīng)典物理，底片上應(yīng)該有兩個(gè)由穿過小孔的電子束所曝光的小斑點(diǎn)。但是，當(dāng)我們真的在實(shí)驗(yàn)室中做這個(gè)實(shí)驗(yàn)之后，我們卻在底片上發(fā)現(xiàn)了某種干涉圖樣（一系列明暗相間的條紋），我們得出結(jié)論，電子以某種方式同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)孔。但是，一個(gè)電怎能同時(shí)處在兩個(gè)地方呢？根據(jù)量子理論，電子確實(shí)是個(gè)點(diǎn)粒。它穿過這個(gè)或那個(gè)孔,但是電子的波函數(shù)卻擴(kuò)展在整個(gè)空間，穿過兩個(gè)孔,接著又與它自身相互作用。這個(gè)思想雖然使人不安，但它也已一再被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。

粒子有可能“穿透”或作一次量子躍遷而越過不可貫穿的勢壘。這是量子理論更令人震驚的預(yù)言之一。在原子水平上，這一預(yù)言極為成功?！八泶眲輭净虼┻^勢壘的量子躍遷己經(jīng)經(jīng)受了每一種實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)。演示量子理論之正確性的一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)，是從在盒子里放一個(gè)電子開始。通常，電子沒有足夠的能量穿透盒壁。如果經(jīng)典物理學(xué)是正確的，那么電子永遠(yuǎn)不會離開盒子。然而根據(jù)量子理論，電子的概率波將擴(kuò)展到整個(gè)盒子中，并且滲往外部世界。通過壁的滲出量可以用薛定諤波動(dòng)方程精確計(jì)算出來，即該電子有一個(gè)小的概率可位下盒外某處。它的另一種說法是，電子將以一個(gè)確定的小概率穿過盒壁，出現(xiàn)于盒外。在實(shí)驗(yàn)室中，當(dāng)人們測量隧穿這些勢壘的概率時(shí)，所得之結(jié)果與量子理論完全相符。

隱藏在隧道二極管背后的秘密正是這種量子隧穿。隧道二極管是一種純量子力學(xué)器件。通常，電子不可能有足夠的能量滲透穿過隧道二極管。然而，這些電子的波函數(shù)能夠穿透該二極管中的勢壘，因此，電子隧穿勢壘出現(xiàn)在勢壘另一邊的概率是不可忽略的。當(dāng)你聽到美妙的立體聲音樂時(shí)，請記住你是在聽遵守量子力學(xué)的這條和其他古怪定律的數(shù)以萬億計(jì)的電子的節(jié)律。如果量子力學(xué)不正確，那么所有的電子儀器，包括電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、收音機(jī)、立體聲系統(tǒng)等等都將失去作用。

事實(shí)上,如果量子理論不正確，我們身體中的原子將崩潰，我們將立刻瓦解。根據(jù)麥克斯韋方程，在原子中自旋的電子將在一微秒之內(nèi)挺失它們的能量并栽人原子核內(nèi)。這種突然的坍塌被量子理論所阻止。這樣，我們存在著這一事實(shí)乃是暈子力學(xué)正確性的活生生的證明。

這也意味著存在某一確定的可計(jì)算的發(fā)生“不可能”事件的概率。例如，我能計(jì)算出我將突然消失并隧穿地球重新出現(xiàn)在夏威夷的概率。但應(yīng)該指出的是，我們等待出現(xiàn)這種事件所需的時(shí)間比宇宙的壽命還長。因此，我們不能利用量子力學(xué)隧穿地球到達(dá)世界各地的度假勝地。