量子隧穿效应是学习量子物理时碰到的第一种量子效应（不讨论测不准原理和量子化假设），经典条件下不会发生，但是在量子条件下可以发生。量子隧穿效应是指，量子可以越过比自己能量更高的势垒，出现在势垒的另一边，简单的比喻有崂山道士的穿墙术。道士可以不玻坏墙壁，毫发无损地穿墙而过。

量子隧穿效应广泛存在，并且对世界的运行起着极端重要的作用，比如原子核的衰变，太阳中发生的核聚变，都需要量子隧穿效应。电子技术中的二极管，约瑟夫逊结，等，也离不开量子隧穿效应。可以说，量子隧穿效应无处不在。

量子力学对隧穿效应的理解是，波函数在势垒中并不会消失，而是衰减。只要势垒不是无穷高，波函数就不会衰减到零，因此有一定的几率出现在势垒外面。

还有一种理解方式是能量与时间的测不准关系，时间越短，能量不确定性越大，就有一定的几率越过势垒。

量子隧穿的处理方法是WKB近似，即用波动和衰减模式拟合势垒中和势垒外的波函数，让波函数在界面处连续，这样会得到势垒内外两个不等的波幅，从而得到量子可以穿过势垒的结论。

这种处理方法有个小问题：首先必须假定量子在势垒里面，但这种解法却解出了势垒中和势垒外面都有量子。而且，如果外面的空间足够大，比如自由空间，那么量子实际上只可能出现在势垒的外面。或者说，发现量子处在势垒里面和内部的几率接近于零。如果外部空间有限，比如把无限深势阱分成两截，中间放一个势垒，最后的结果应该是两边的波函数振幅相同，因为隧穿是双向发生的，最后必然两边平衡。所以WKB方法并不自洽。这里的原因是，薛定谔方程解的是定态问题，平衡问题，给出的波函数是稳定后定态的波函数，而隧穿是一个动态过程，属于初值演化问题。

当然，隧穿效应仍然能很好描述原子核衰变这样的问题，并给出定量分析。

WKB方法全名叫WKB准经典近似，三个字母来自提出该方法的三位科学家名字（Wenzel, Kramers, Brillouin），是一种准经典方法，所以量子性的纯洁程度有一点瑕疵。

全局近似诠释怎么理解这一“纯粹”的量子现象呢？

我们先看一个近乎量子与经典之间的例子：液体的蒸发。假定一个密封的容器里有一些液体，比如一瓶水。水会蒸发到液体以外的空间中，水气也会凝结到水面上，或者其它表面，形成气液平衡，此时气体分子构成的压强叫饱和蒸汽压，一般只与系统温度有关。温度越高，饱和蒸汽压越大。

水分子之间存在分子间作用力，可以是范德华力，或者氢键（这里不争论范德华力或者氢键是否来自量子效应），所以水分子要脱离液面其他水分子，蒸发到空中，需要一个能量，即越过一个势垒。由于系统总有一个温度，气体分子速度或能量满足该温度下的玻尔兹曼分布，因而液体表面一定有一定量的水分子，其能量超过分子间吸引力的约束，从而跨过分子间吸引的势垒而逃逸到空中。当然，空中的水分子也会再次被水面其他水分子俘获，从而达到平衡，空中水分子密度也就是压强，由系统温度决定。温度越高，高能量的分子越多，气体状态的分子也就越多，气态的压强也越大。

液体蒸发完全可以理解成一个纯粹的动力学或者热力学过程，并不需要量子理论如能量时间测不准原理。但是它也完全可以用量子隧穿解释，并定量计算。实际上，气液平衡完全可以用经典的分子动力学方法模拟，其中每个分子都有确定的未知和速度。

上世纪初，刚发现核裂变的时候，为了描述原子核的裂变，计算原子核结合能，最早的模型就是液滴模型。原子核的衰变，比如阿尔法衰变，当然也可以比照液气转换理解。大原子序数的原子核，可以看成一些阿尔法粒子（氦4原子核）构成的液滴（比如相互作用玻色子模型，IBM），至少表面有大量阿尔法粒子，在核力的约束和库仑力的排斥下，阿尔法粒子主要是被核力约束住了，但是，如果原子核内同样有复杂的动力学过程，阿尔法粒子能量的也会在一定程度上满足玻尔兹曼分布，那么总有某个时刻，某一个阿尔法粒子得到足够的能量，正好克服核力的约束，被库仑力推离原子核。这一过程和水分子蒸发一样，是确定的，不是概率的，但是在大量的情况下，用概率描述也没有问题。核衰变也一样，如果能看到内部动力学过程，衰变的发生上确定的。对于大量相同的原子核，如果不知道内部动力学过程，无法确定哪一个原子核会衰变，但可以用概率描述。衰变概率大小体现为辐射的强度，或者半衰期的长短。

所以在全局诠释看来，所有量子隧穿效应其实都有真实的动力学过程，过程本身是确定的，只是这一过程无法测量，或者没有必要测量（因为我们总是用到大量原子核），我们可以用概率描述。

在说到动力学的时候，我们用到了经典质点运动的概念，但是如果粒子不是经典质点，原则是一样的，就是可以计算下一时刻的状态，虽然可能复杂到难以计算。

热力学原理告诉我们，只要存在温度，或者自由能，包括粒子内部自由度的自由能，自由能就会就会在不同自由度上动态变化，如果某一变化可以导致其宏观状态变化，变化就会发生。在一个多自由度体系中，比如液体，原子核，甚至任何一个单一的粒子（考虑标准模型中无限阶的费曼图），动力学过程本来就很复杂，各态历经将得到各种特殊状态，如蒸发，凝结，衰变，聚变，等等，它们就会自然发生。概率描述唯象上可以与实验校正，所以无法证明它错误，但是却不一定是真实的实际过程。

由此可以得出，所谓的量子随机事件完全可以来自真实的动力学（热力学）过程，而不是不需要来源的随机量子涨落，或者能量寿命不确定性。