“真空”是不是就是真的絕對空了呢？

真空在普通人的認識里，大概是空無一物，什么也沒有；日常生活中跟真空有點相關(guān)的東西有：熱水瓶內(nèi)膽的雙層抽真空結(jié)構(gòu)、電燈泡等。初中物理“馬德堡半球”實驗來證實大氣壓的存在，半球內(nèi)處于真空狀態(tài)，因此大氣壓會緊緊地壓住半球。

那個時候都認為，真空內(nèi)部是不存在任何氣體分子和原子的，也就是說真空是空無一物。

宇宙中充滿了大爆炸留下的微波背景輻射，這是一種電磁輻射，可以讓電視機產(chǎn)生雪花點，70后的人當然不會遺忘；現(xiàn)代宇宙學的研究表明，宇宙中存在一種各向同性的輻射，稱之為宇宙微波背景（CMB）輻射，是宇宙大爆炸理論最有力的證據(jù)之一。

以前的老式電視機在沒有信號時，顯示像下面這個樣子，這就是CMB的模樣。

下圖是NASA的一臺叫WMAP的探測器歷時9年繪制的宇宙微波背景輻射全天圖，顯示宇宙的平均溫度非常均勻，只有局部出現(xiàn)輕微的溫度漲落，因此可以認為宇宙的平均溫度差不多也是2.725K。

聲音產(chǎn)生的本質(zhì)是振動，而聲音的傳播也就是振動的傳播，由于物體的振動會不斷地撞擊兩側(cè)氣體分子，被撞擊后的氣體又會作用于旁邊的氣體分子，于是這種振動便從物體中開始傳播開來，這種分子的不斷振動也可以稱之為機械振動，機械振動本質(zhì)上是物體的運動，由于真空中不存在任何物質(zhì)，那么真空自然無法傳播聲音。

其實很“忙碌”的真空

宇宙大爆炸同樣留下了大量的中微子背景輻射，超新星爆發(fā)和恒星熱核反應也產(chǎn)生大量中微子，彌漫在整個宇宙中，貢獻了暗物質(zhì)的一部分，被稱為熱暗物質(zhì)；這個小小空間無時無刻不被數(shù)以億萬計的中微子光顧著。

暗能量。一種觀點認為暗能量是由新宇宙常數(shù)產(chǎn)生的排斥性的萬有引力，彌漫在整個宇宙中，對宇宙的膨脹起著決定性作用。

量子漲落。在量子力學里，真空并不是“真”空，充滿著零點能，沸騰著普朗克尺度下的量子漲落，不斷產(chǎn)生虛粒子對又馬上湮滅，忙得不可開交。量子力學認為，一個物體的位置和速度不可能同時測準，也就是說物體不可能完全靜止下來（否則速度精確為零）；這也就意味著，即使處在最低能量的狀態(tài)，能量也不可能為零。量子場論指出，即使一個空間中沒有任何原子、沒有光，但其中仍然存在一些量子場的波動，也被稱為量子漲落。

由于量子漲落，卻存在著大量的“虛粒子”，這些“虛粒子”會以正反粒子的形式出現(xiàn)，一個正的虛粒子出現(xiàn)，同時會產(chǎn)生一個反的虛粒子（吸收的能量相當于從真空中借了一部分能量），但產(chǎn)生之后，它們又會以極短的時間相互湮滅（釋放出能量，與之前需要的能量守恒），實際上這些虛粒子會不斷瞬間出現(xiàn)、消失，只是在我們看來，似乎什么都沒有，真空并不是我們曾經(jīng)所理解的空無一物。

希格斯場。希格斯場像彌漫整個宇宙的海洋，各種粒子在其中裸泳，和它發(fā)生相互作用被賦予質(zhì)量，希格斯場決定著宇宙中可見物質(zhì)的生死存亡，所以希格斯粒子被稱為上帝粒子。這是一個新穎優(yōu)美的概念，想想看，我們沉浸在浩瀚的希格斯海中，本來沒有質(zhì)量，一舉手，一投足，身上的粒子在海洋中運動，便產(chǎn)生了質(zhì)量。

真正的真空還是有的——但要在普朗克尺度以內(nèi)

無論太空的哪個位置，始終有不斷路過的伽瑪射線、宇宙射線以及光、電磁輻射等等，總之宇宙中不可能存在絕對的真空，任何時候任何地方都有無數(shù)的物理現(xiàn)象發(fā)生。

要尋找絕對真空，唯一的可能只有到普朗克尺度（長度：1.62 10e-35米，時間：5.39 10e-44秒）下，只是在那樣一個尺度之下，空間和時間都已失去了意義，皮之不存，真空焉附？

宏觀的真空，不僅不空，而且還是激蕩的能量海洋

以抽出氣體的方式得到的真空稱作技術(shù)真空，而把空無一物，完全沒有任何粒子的技術(shù)真空極限稱為物理真空。

愛因斯坦是最早對物理真空的觀點提出質(zhì)疑的科學家，他用場論觀點研究引力現(xiàn)象時，就認識到空無一物的真空觀念是有問題的，他曾提出真空是引力場的某種特殊狀態(tài)的想法。

賦予真空全新物理內(nèi)容的是狄拉克。沒有任何實物粒子的空間是充滿著無數(shù)的正電子的海洋，正電子可以通過吸收足夠的能量之后轉(zhuǎn)變?yōu)樨撾娮?，爾后在正電子的海洋中留下一個空穴。狄拉克進一步認為，物理真空也可以由其它基本粒子的反粒子構(gòu)成，比如反中子或反質(zhì)子。

至此，狄拉克的理論終于被物理學家們所接受，新的物理真空概念誕生了——真空不空，在物理真空中，正、反粒子對可以不斷產(chǎn)生、消失、消失后再產(chǎn)生，這種變化過程時間極短，這些瞬息間產(chǎn)生的基本粒子被稱為虛粒子。

1948年，荷蘭物理學家亨德里克·卡西米爾根據(jù)狄拉克“真空不空”觀念提出：真空中兩片不帶電的金屬板會出現(xiàn)吸力；這在經(jīng)典理論中是不會出現(xiàn)的現(xiàn)象。這種效應只有在兩物體的距離非常之小時才可以被檢測到。

1996 年，物理學家首次對它進行了測定，實際測量結(jié)果與理論計算結(jié)果十分吻合。在亞微米尺度上，該效應導致的吸引力成為中性導體之間主要作用力，在10納米間隙上，卡西米爾效應能產(chǎn)生1個大氣壓的壓力。

卡西米爾效應實驗的成功，進一步證明了狄拉克所提出的“真空不空”的物理概念，加深了人類對于真空的理解。

真空的哲學含義和生活感受意義

“真空”如果要上升到哲學層面來討論就是“無”，而且連“無”這個概念及定義也不能出現(xiàn)在意識里，因為一旦出現(xiàn)了，作為有意識的觀察者就已經(jīng)將其作為一個“存在”的屬性，那就不成為“真空”了！

有哲學家提出，大自然極度厭惡真空，所以不讓真空出現(xiàn)，即使在瞬間產(chǎn)生，物質(zhì)就會馬上來填充這些空間，這種觀點稱之為“恐怖真空”；甚至有人提出，即使上帝愿意，他都無法創(chuàng)造真空。

人們認為凡是空洞必然導致上帝的對手——惡魔撒旦出現(xiàn)在里面，為了避免這種情況，全能的上帝會立刻將空洞填滿。所以空洞即使出現(xiàn)，也無法存在。

這其實是一種世界性的共識：真空是恐怖的，所以應該盡量避免它，老天也在幫我們，所以真空一般是短命的。例如，世界上不管哪個民族的人，都懼怕空房子，因為房子長期沒人住，鬼就會來安家，所以叫做鬼屋（Haunted house）。人們經(jīng)常說“權(quán)力的真空”，就是指某個地方缺乏管理，是非常危險的。

部分真空與完美真空

絕大多數(shù)情形下，真空是指氣壓遠遠低于標準大氣壓的空間。言下之意，只要空間僅含有極為稀薄的氣體，就可稱之為真空。當然，如果你是一個非常嚴謹?shù)娜?，你可以稱之為“部分真空”；但恐怕別人覺得這是畫蛇添足。

而你心目中的那種“徹底的空無一物”的真空被稱作“完美真空（perfect vacuum）”或叫“自由空間（free space）”。

高真空應用的一個例子。常用來測量電磁輻射通量的克魯克斯輻射計就是工作在高真空區(qū)域的，它的主體是一個被抽成高真空的玻璃泡，內(nèi)有一組可旋轉(zhuǎn)的葉片；葉片暴露在光線下時，葉片附近的氣體分子吸收光后碰撞葉片產(chǎn)生壓力，由于葉片兩側(cè)對光的吸收率不同，所導致的壓力差使葉片發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度越快，光線就越強，從而提供了電磁輻射強度的定量測量。

為什么輻射計內(nèi)部要抽成高真空？因為較高的氣壓會導致較大的空氣阻力，只有當空氣極其稀薄時，葉片兩側(cè)溫差所產(chǎn)生的壓力差才能超過空氣阻力而使葉片轉(zhuǎn)動起來；高真空的壓強范圍在0.1~0.01Pa之間，可通過不銹鋼、彈性體密封件和高真空泵實現(xiàn)。

是不是玻璃泡的真空度越高越好？非也！如果玻璃泡中的空氣過于稀薄，分子碰撞葉片產(chǎn)生的壓強太小，葉片也無法轉(zhuǎn)動，因此空氣的密度必須處在一個比較合適的范圍，也就是高真空這個區(qū)域。

真空既然什么都沒有，其溫度應該是絕對零度吧？那光照真空會不會產(chǎn)生高溫？

如果是完美真空，那什么都沒有，那何來做無規(guī)則熱運動的粒子？那自然也就無法定義溫度了，因此不是說它的溫度是絕對零度，而是溫度根本不存在！

如果是指宏觀的太空空間，每立方米只有那么寥寥無幾的粒子，那也無法達到熱力學的要求——大量做無規(guī)則熱運動的粒子構(gòu)成的系統(tǒng)，因此依然無法定義溫度？

但是，那宇宙的背景溫度為2.725K，又是怎么回事呢？

因為宇宙星際空間中有光子，還有中微子；

他們都會產(chǎn)生背景輻射，這都會導致溫度的！

絕對零度以下會產(chǎn)生暗能量，奇點來自暗能量

奇點的“神秘之處”在于，它從何而來以及如何解釋其中所包含的難以置信的力量？

數(shù)學解釋：

數(shù)學概念中的奇點是這樣的：y=1/(x*x)曲線，當x=0時，y無窮大。

##繪制“奇點曲線”，x范圍（-10,10），間隔0.01x<-seq(-10,10,0.01)y<-1/(x*x)plot(x,y,type='l',tck=0.01,ann=F,lwd=5,col='red')grid()

上圖所示的是y=1/(x*x)曲線，當x=0時，y無窮大；在該公式中，x不能等于0，且x越接近于0，y值越大（仍有歧義）。x=0時，該公式?jīng)]有意義，因為結(jié)果并非過大或是過小，亦不是無極限，而是不存在。

下圖把x的取值范圍縮小到（-1,1）之間，數(shù)據(jù)間隔縮小到0.001，可以發(fā)現(xiàn)y值會迅猛增大，y軸的值也是放大了很多倍。

#繪制“奇點曲線”，x范圍（-1,1），間隔0.001x<-seq(-1,1,0.001)y<-1/(x*x)plot(x,y,type='l',tck=0.01,ann=F,lwd=5,col='blue')grid()

萬有引力解釋：

數(shù)學上可以有所謂的奇點，但物理學中是不可能存在奇點的！

就像球體外部的萬有引力公式為與距離的平方成反比一樣，似乎可以推斷當距離 0時，萬有引力為無窮大；但在勻質(zhì)球體內(nèi)部并非如此！

萬有引力會隨距離線性增加；當距離 0時，萬有引力也 0，而非無窮大！

宇宙學解釋：

在標準宇宙學中，宇宙大爆炸的那一瞬間t（時間）等于0，但它并不是宇宙的一部分；那一瞬間，宇宙的密度不大不小，也并非無極限，而是不存在（就此而言，時間不可能小于等于0）。

t接近0時，宇宙的密度十分大，大到足以讓量子效應在引力中發(fā)揮作用；這時候，所有描繪事物的語言都會失色，因為目前尚未有一個可行的量子引力理論。

奇點之所以被稱為奇點，正是因為它是在宇宙中消失的一個點，人們無法找到它，就像找不到y(tǒng)=1/(x*x)中x=0時的答案一樣。

對“虛無”的理解

虛無（Nothingness），是一個最難理解的概念，由于幾乎對它一無所知，所以無法對其下準確的定義。虛無中沒有物質(zhì)，沒有能量，沒有希格斯場，只有無盡的空間。

在宇宙中，虛無沒有有形的物體可以與之比較，它存在于浩瀚無垠的宇宙中，亦可能存在于蟲洞中。

在數(shù)學上和邏輯上，虛無可以用三段論定義：

• 如果虛無=0，
• 0=(+1)+(-1)，
• 那么（+1）宇宙和（-1）宇宙皆來自于（0）虛無；進一步說，宇宙和反宇宙是同時誕生的。

同樣，奇點也是如此。只有擁有一個反奇點與之平衡，奇點才存在；這樣一來，當時間位于原點時，這個宇宙才平衡。

真空“借”能的應用——歸入哲學系列

有史以來，人們一直嘗試從“靜”、“虛”中獲得無限能量，下表給出若干哲學宗教體系的“借”能嘗試。

各種宗教給人們多種不同的靜修或者冥想；冥想是專注力的訓練，冥想是對呼吸的控制；冥想是內(nèi)心的訓練，冥想是自我的修行方法。

以上所有這些方法，都是形而上的努力，而且基于某個個體的訓練，是永遠無法達到“借”能的效果的；在這一點上，科學至上！科學給出的答案最清晰、最合理。

人類創(chuàng)造智能機器人，誰創(chuàng)造了人類？造物主的造物主悖論——歸入科幻系列

真空借能，是永生的最好途徑，是突破技術(shù)瓶頸的絕佳手段；但是，肯定不容易。

幾部硬科幻系列都刻畫的比較清晰。

《異形》系列非常好地闡述了人類科技發(fā)展到一定程度后，所遇到的“瓶頸”障礙問題。最后結(jié)局是智能機器人大衛(wèi)完成了對“工程師”的收割，并且創(chuàng)造了新的“異形”產(chǎn)品模式。

彼得·維蘭德的“長生不老”夢想不僅沒有實現(xiàn)，反而“滾”進了一場異常殘酷的宇宙“卷殺”之中，當老維蘭德被工程師一把推開，大衛(wèi)被工程師扭斷脖子的那一剎那，答案已經(jīng)展現(xiàn)：沒有最慘，只有更慘。人類的生理結(jié)構(gòu)、智能及感受力在宇宙層面中，簡直“弱爆了”，但是我們卻還沾沾自喜地“艷羨”著、并企圖奔赴浩瀚的星際太空。

同樣，純國產(chǎn)的創(chuàng)新大作《三體》也揭示了類似的“慘烈”現(xiàn)實，《黑暗森林》讓人不寒而栗，《死神永生》則徹底讓人放棄“夢想”，別多想了，還是做個普通螻蟻就好。

無論是“死線”，還是“小水洼”，還是“歌者”的光?；蛘叨虿^殺文明，都無一例外地強調(diào) 了人類被輕易“絞殺”的命運；當然，為了讓人類感受到自我存在感，作者都提供了“絕處逢生”的奇跡（問題是現(xiàn)實未必提供啊），比如“智子盲區(qū)”、比如“超光速飛船”、比如“云天明超超人化”。

就以“智子盲區(qū)”為例，沒有它，萬有引力號就不可能“翻轉(zhuǎn)”發(fā)出引力波，人類在三體攻擊面前只有被輕松“滅掉”或者丟到澳洲被研究的死路。

畢竟，在小小的太陽系——銀河系的某個角落，除了有自我意識的人類，其它也沒有什么值得驕傲的；當科學告訴我們，“浩瀚的太空孤獨、安靜得太離譜”了的時候，現(xiàn)實已經(jīng)準備好了另一份大餐，就是“真空‘真’不空”。

諾蘭的《星際穿越》則提供給人類唯一的“出口”——“引力異?！奔懊赓M送來的“蟲洞”。通過宇航員庫珀在高維空間的信息傳遞，讓女兒成功破解其實無解的方程，給予人類喘息而生存的可能。

片中，庫珀反復強調(diào)，不是“they”，而是“us”，在冥冥中幫助人類；嗯，hopefully…….

科技凌空三大路線圖及障礙

綜上，實現(xiàn)人類夢想，突破生存的核心瓶頸，科技是僅有的可行之境。

畢竟，無論什么宗教或輔助哲學體系，都沒有成功實現(xiàn)過汽車、高鐵、飛機、火箭、飛船等東西，雖然宗教們表現(xiàn)出的“這些不算什么”的空虛傲氣，但是，它們不僅“空”，而且“空”的離譜，“以空莫談空”，所以，不予理睬。

基于“真空借能”實現(xiàn)人類技術(shù)飛躍的技術(shù)體系，可以稱為“科技凌空”范式；該范式可以涉及三大路線，分別是：

目前的技術(shù)及科學原理，雖然很強了，但還是存在著“實證局限障礙”

現(xiàn)代科學的研究成果都是建立在“實證”基礎(chǔ)上的。而人類的感官及其通過科學儀器裝置所延伸的感知能力將永遠是有限的?？茖W實驗所涉及的空間、時間、物質(zhì)的層次、物質(zhì)運動的狀態(tài)和方式以及所用儀器的精確性、滿足實驗對環(huán)境要求的程度也是有限的。

這就決定了“實證”在認識宇宙的現(xiàn)象和本質(zhì)方面的作用和可信度都是有限的，種種有限性所決定的單一“實證”方法所得出的諸多科學結(jié)論、定理、法則也就很難解釋無限的宇宙整體范圍內(nèi)的那么多現(xiàn)象。

因此，現(xiàn)代科學因宏、微觀世界的“無限”而陷入的種種困境，正是由于依靠具有嚴重缺陷的“實證”方法所造成的。

真空屬于“無”層面，起初根本無法物質(zhì)化，原本就不歸屬于物質(zhì)范疇的；可是科學家對以“無”的方式存在的，總是看不順眼，覺得不如“有”來得合乎常理。于是，科學家們創(chuàng)造了看似合理的上述體系——希格斯、量子漲落，到目前也只能勉強“自圓其說”。

“量子化”的實質(zhì)就是物質(zhì)化，至少是某種方式的形態(tài)化或“有”化。

除了實證障礙之外，還有其它一些障礙，今天就不細究了。

障礙待破局 “凌空”早實現(xiàn)

障礙破局 “凌空”實現(xiàn)

破局 “凌空”