簡單講,并不是什么都沒有,甚至恰恰相反,那里的東西甚至比我們的現實世界更熱鬧!在我們的世界里,根本就不存在絕對的真空,“什么都沒有”是不可能存在的。
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真空,從名字上來看,好像是“什么都沒有”,比如說早在17世紀,托里拆利就做了一個實驗,被稱為“托里拆利實驗”。實驗很簡單,一根1米長的玻璃管裝滿水銀,然后把水銀管倒插在水銀槽里。
一段時間之后,水銀柱的高度會下降到76厘米,上方是24厘米的真空環境,這樣的真空環境一度被認為就是“什么都沒有”。
但如今我們知道,并不是那樣的。雖然水銀柱上方的真空環境看起來什么都沒有,連空氣都沒有,但仍會殘留少量的大氣分子。即便空氣全部被抽干了,里面還會有各種宇宙輻射,中微子等。中微子無處不在,每秒鐘就是上億個中微子穿過我們的身體,但我們毫無知覺。
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理想狀態下,如果我們把所有的宇宙輻射,中微子等全部去除掉,就是絕對的真空了嗎?
仍然不是。因為那里還會有時間和空間,也就是時空結構。本質上來講,時空也是一種物質,廣義上的物質。無論如何我們不可能把空間去除掉,因為萬物存在的基礎就是空間,就是四維時空。
退一步來講,即便是一無所有的空間被認定是絕對的真空,也就是只有四維時空的環境,這樣的真空也是不存在的。
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因為時空并不能單獨存在,必須與物質同時存在。通俗來講,一無所有的真空是不存在的,必須有最基本的場,場就是物質,時空必須作為場的結構性質而存在。
而現代科學早就證明了這點,所謂的“真空不空”,不但不空,還非常活躍,里面充滿了各種虛粒子,也就是能量。
假如我們把空間里的所有物質都趕走了,無論如何我們不可能把場趕走,可以說場是宇宙存在的基礎,這里的場包括很多種,比如說電子場,中子場,希格斯場,中微子場。不少科學家甚至認為,我們的宇宙一開始就是充滿各種場的狀態,看起來就像是某種“混沌”狀態,所有的場都處于基態,也就是最穩定的狀態,就像風平浪靜的大海一樣。
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按照量子力學的不確定性詮釋,處于基態的場總是會受到擾動,然后變為激發態,出現波動,具體體現出來就是我們經常所說的“量子起伏”,或者“量子漲落”。
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量子漲落,就是真空中衍生出來的正反虛粒子對,隨機衍生出來然后瞬間湮滅。不斷衍生湮滅的虛粒子對,讓一開始處于基態的場變得活躍起來,轉為激發態,之后又會退回基態,因為基態是最穩定的狀態,萬物總是傾向于回到基態。
量子漲落的過程,就好像風平浪靜的大海突然變得波濤洶涌,非常熱鬧。
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所以,量子力學認為,所謂的真空不過是處于基態的量子場系統,這些基態的量子場擁有最低的能量,一旦基態的場受到擾動成為激發態,就會產生波動,波動的過程中就會誕生各種基本粒子,比如說電子,中子等。電子場的激發會形成電子,而中子場的激發會形成中子。
原子的內部空間就是這樣的真空,也就是量子場的基態,并不是一無所有。
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原子非常小,不過原子核尤其是電子就更小了。打個比方,如果原子有體育場那么大,那么原子核只相當于一個綠豆的大小,而電子就更小了,它比原子核還要小很多。
但是,電子與原子核的關系并不像地球與太陽的關系那樣,電子并不是圍繞原子核旋轉的,而是隨機地出現在原子核周圍,可以同時出現不同的地方,這就是量子世界的奇妙性,看起來就好像電子無處不在一樣,也因此被稱為“電子云”。
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電子云的存在,也是原子為何如此“結實”的主要原因,讓原子表現得就像一個實體玻璃球一樣。
總之,所謂的“絕對真空”是不存在的,任何真空都是相對的,大自然好像非常厭惡真空的存在,總是想辦法阻止真空的出現,這或許也是為什么人們很難制造出真空環境的主要原因。
即便是理想情況下,人們也能制造出只有空間存在的“真空”,這時候大自然就會像“變魔術”一樣,在真空中隨機“變出來”正反虛粒子對,以阻止絕對真空的出現。
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其實,從哲學邏輯上來講或許能更好理解絕對的真空為什么不能存在,因為萬物都是相對的,真空與不空必須同時存在,說白了,真空必須通過不空的存在才能“襯托”出來,就好比好與壞必須同時存在,如果沒有了“壞”,“好”也就沒有了任何意義,自然也就不存在了。
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