量子力学，这个令人捉摸不定的科学领域，其核心理念之一便是物质某些特性的彻底不确定。这些特性并未有固定数值，只能通过其可能状态的概率分布来描述。换言之，在我们尚未观测时，某一特定状态的实现仅是一种概率，不是百分百确定。除非发生量子物质与某些物质的互动，否则所有可能状态具有同等的现实性，尽管它们并不完全相同。
每一项量子物质的性质都伴随着一套概率分布，这分布及其随时间的演变，被编码于物体的波函数中。从一片朦胧的可能空间转变为可具体测量的性质，这一过程便是所谓的波函数坍缩。
物质位置的量子不确定性能够带来奇异的结果，这一点早在量子力学的早期就已为人所知。法国的数学家与物理学家路易斯-德布罗意提出，所有物体皆为物质波的体现，这些波以一组不确定的可能性波包形式存在，而波包的波长与物体位置的确定性有关。长波意味着位置不确定性较高，短波则意味着位置相对确定。这一原理不光适用于亚原子粒子，几乎所有物质亦是如此。
举例来说，你或许此刻正坐在教室内，但根据量子力学，你也有极小的可能性出现在操场，甚至月球。如果你的位置成为观察的焦点，那么波函数的坍缩就会发生，你出现在某一位置的可能性便成了现实。
物体的德布罗意波长与其动量——即质量与速度的乘积——息息相关。动量越大，波长越短。实际上，波长可以用普朗克常数除以动量来表示。
人类由数公斤重的活跃粒子组成，德布罗意波长小到难以置信，比最微小的普朗克长度还要小很多数量级。因此，从理论上讲，你有可能存在于宇宙的任何角落，尽管这样的概率微乎其微，你依然出现在最有可能的位置。
但对于微观世界的理解又如何呢？例如，当两个质子与两个中子紧密结合形成所谓的α粒子，或者成为某重原子核的组成部分时，它们被强大的核力紧紧束缚。我们可以将α粒子想象成一个被困在陡峭的势能谷底的小球，它可以在内部自由移动，但除非获得足够的动能，否则无法越过边界。
然而，作为量子物质，α粒子的位置并非固定不变。当α粒子接近原子核的边界时，它的波包在反射回来时会显示出一种量子物质特有的特性。尽管在力场外粒子的可能性并不突然消失，而是沿着陡峭的壁面迅速衰减，但并不意味着它一定不出现在核力之外。
这意味着，尽管概率极小，但α粒子有可能不被反弹，而是在最后一刻出现在不太可能的外界空间，好似粒子瞬间从原子核中消失并出现在别处！这一过程正是量子力学中的隧道效应。
量子隧道效应不仅是放射性衰变的核心机制之一，它还可能反向发生，使得光子、中子、电子和α粒子在聚变和粒子捕获过程中进入原子核。
如果没了量子隧道效应，恒星将无法将氢转化成更重的核素，随之而来的是生命无法诞生。现代电子产品，如晶体管，也依赖于量子隧道现象。
那么，α粒子穿越屏障的速度究竟有多快呢？理论上，这一过程是瞬时的，似乎违背了超光速的常理。通常我们认为光速不可被超越，而验证超光速极为困难，因为我们缺乏足够精确的计时工具来测量这一迅速过程。
事实上，除了量子隧道效应，量子纠缠也被认为具有超光速的特性。如果真是这样，将这一尺度从微观领域扩展到宏观领域，似乎就能实现瞬时传输！目前看来，这种明显违背相对论的现象仅在深邃的量子世界中发生。任何宏观物体似乎都受制于一个确定的速度上限（至少目前是如此）。但在量子世界中，量子隧道效应和海森堡不确定性原理似乎允许了瞬时运动，甚至可能违背了我们所知的因果关系！
