Question

什么叫真空？

什么叫真空？

Answer 1

蒸镀的物理过程包括：沉积材料蒸发或升华为气态粒子→气态粒子快速从蒸发源向基片表面输送→气态粒子附着在基片表面形核、长大成固体薄膜→薄膜原子重构或产生化学键合。将基片放入真空室内，以电阻、电子束、激光等方法加热膜料，使膜料蒸发或升华，气化为具有一定能量（0.1～0.3eV）的粒子（原子、分子或原子团）。气态粒子以基本无碰撞的直线运动飞速传送至基片，到达基片表面的粒子一部分被反射，另一部分吸附在基片上并发生表面扩散，沉积原子之间产生二维碰撞，形成簇团，有的可能在表面短时停留后又蒸发。粒子簇团不断地与扩散粒子相碰撞，或…

Answer 2

真空包装是指除去包装袋内的空气，经过密封，使包装袋内的食品与外界隔绝。在真空状态下，好气性微生物的生长减缓或受到抑制，减少了蛋白质的降解和脂肪的氧化酸败。另外，经过真空包装，使乳酸菌和厌气菌增殖，pH降低至5.6～5.8，进一步抑制了其他菌的生长，从而延长了产品的贮存期。真空包装一般需要结合其他一些常用的防腐方法才能取得良好的保藏效果，如：脱水、加入香辛料、灭菌、冷冻等。

Answer 3

在你的提问中，提到了真空的概念，但在自然界其实真正的真空是不存在的，在行星外部或恒星之间的空间，其实并不是真正无物质的，因为有物质粒子构成的光在不断穿梭往来，同时还经常有来自恒星的类太阳风的物质微粒抛射不断向外运动，所以是根本不具备真空的严格定义的。但在这样的宇宙空间，物质的密度实在是太低了，自然存在的负电荷性物质微粒的密度也就极低极低，自然光在这样空间内的运动速度也就极低极低了。

量子真空的物理渊源

我们还不能确切地知道能提供现象间普遍联系的信息场的物理渊源，但我们可以提出合理的假设进行探索。这里，我们将沿着大卫·玻姆这样的科学家的足迹前进。玻姆研究了类似于量子真空的有关内容，即规定宇宙基态的潜能场。

必须注意的第一件事是，量子真空显示了所谓的零点能枣即当其他所有的力都消失，且温度接近绝对零度时所具有的能。因此，真空并不是空的空间，而是一种充满零点能的涨落场，它是19世纪传播光的以太概念的后继者。

那时以太概念具有显著的意义：它解释了物体在不进行直接接触时是如何相互作用的。菲涅耳进行了精确的，可用实验检验的“以太曳力”计算，1881年迈克尔逊开始了一系列的实验来验证他的“曳力系数”。但是1887年莫雷作出结论，这一系列的天才实验证明，根本不存在以太曳力这种东西。

本世纪，物理学家用宇宙真空的概念代替了充满以太空间的概念。他们推测，尽管宇宙在最低能量状态中的有关粒子具有能量，但宇宙的基态仍无物质和引力：它近似真空。人们认为，令人烦恼的零点能可以通过对方程的重正化的数学方法来加以消除，这就得到了与观察值基本一致的结果。由于爱因斯坦公式也不需要类以太的(ether-like)普适静止参照系，所以无物质的空间被看作是量子真空。

然而，在计算物理效应时把零点能忽略不计的假定也是无根据的，真空零点场也许并不仅仅是一种可以轻易抛弃的自然界的可有可无的玩物，它可以传输各种物理效应。尽管在爱因斯坦的相对论中以太被相对于观察者的参照系所取代，但爱因斯坦自己仍关注着扩大了的以太概念的内在意义。1924年他说，“在次级和相干场理论中，基本粒子构成粒子态空间在这种情况下所有物体又再一次被包含在以太概念中”。大约在此前后，他还思忖着可能存在一种引导场，即在给玻尔的信中所用的一句讽刺语枣与光子运动相关的一种幽灵场(ghostfield)。

爱因斯坦的直觉被物理学共同体中的先锋派人物的新近工作所证实。一些物理学家现在把真空看作是对时空的一种物理学描述，他们认为量子力学是一种更为基本的真空层次上的“粗颗粒”理论。根据利卡塔的观点，这一层次是“网状时空”，它作为一种超参照系结构起作用，在这种结构中绝对变形由随机度规张量描述，而特殊偏差则来自于洛伦兹不变本底中各向同性和同质性。这样一来，洛伦兹变换就是由物质的时空运动所产生的实际的物理效应。①紧接着，T·比尔登(ThomasBearden)又把静电标量势看作是量子真空中的n维应力，n在这里等于或大于四。按比尔登的理论，真空就等于充满能的时空：它负载着宇宙介质。这一介质的虚态决定着所有作为具有矢量和物质形式的能而出现的物理实在。②

作为物理学前沿独立的思辨理论，宇宙学的当前工作把真空看作是一种有意义的能量场。人们认为它是宇宙中物质的最初源泉：当足够的能量注入到狄拉克方程所预言的负能态粒子中，粒子就从狄拉克海中的虚态转变为时空中的实态。人们还认为，真空是宇宙中合成的物质粒子的最终的壑。然而，量子真空并不仅仅是物质的源和壑，最近的证据显示，它也能对物质粒子的行为产生激活影响。例如，当电子从一能态向另一能态跃迁时，真空的零点能就会与绕核电子相互作用而产生可观察到的物理效应，它们发射的光子出现“兰姆移位”：频率偏离正常值的微小移动。还存在一种卡西米效应(Casimir-effect)，当真空的零点能在空间上紧靠在一起的两块金属板上产生辐射压力时就会出现。在两块金属板之间真空场的某些波长被排斥在外，因此相对于外部的场而言它的能量密度就降低了，这就产生了把金属板向内推使之靠在一起的压力。

物理学中的创造性研究工作更进一步揭示了物质和量子真空之间的相互作用。在1970年代中期，P·戴维斯(Paul·Davies)和W·恩罗(WillianUnruh)证明，穿越真空的匀速运动将显示出各向同性光谱，而加速运动则会产生破坏方向对称性的热辐射。

外力的作用下物体或者处于静止或者处于匀速运动状态的特性，它成了经典运动定律的一部分。在这种伪装下，它成了物质的一个基本的定量特性，然而它没有揭示出它是如何与物质物体相关联的。E·马赫(Ernst·mach)认为惯性应当与宇宙中的所有物质相关，爱因斯坦试图把这一原理整合到广义相对论中去，但是他们都没有能提供令人信服的证明。最近海奇(Haisch)、罗达(Rueda)和普瑟夫提出了一种数学理论，该理论把惯性描述为起源于更基本层次和反抗宏观物体加速运动的洛伦兹力。①自然物体穿越真空的加速运动产生一种磁场，按洛伦兹公式，构成该物体的粒子就被这一磁场所偏转。物体越大，包含的粒子就越多，因而偏转就越厉害，惯性也就越大。按照这一理论，惯性是真空零点场的光谱畸变在加速参照系中产生的一种电磁阻力。由此看来，如果惯性和引力质量是同一的，不可区分的（爱因斯坦的等效原理），那么质量本身就是在加速的电荷和零点电磁场相互作用的过程中产生的。这样，真空的零点场也许就是物理宇宙的真正基本要素，即它不仅是微观粒子（在狄拉克海方面）的产生源泉，而且似乎还是物质内在特性（如质量，惯性和引力）的产生源泉。

根据一项有关的但仍有争议的发现，真空也与在其中传播的光子相互作用。当迈克尔逊�1913年G·桑奈克(GeorgesSagnac)就已经作出不同的发现。他证实，在转动坐标系中光的速度并不是恒定的，而是随转动的方向而变化。他坚持认为这些结果支持了惠更斯和菲涅耳的光的经典理论，并证明了以太的存在。②桑奈克的解释后来受到了其他人的质疑，这些人中包括P·朗之万。而朗之万的解释又受到了H·伊维斯(Herbert·Ives)的质疑。伊维斯把彭加勒的相对性原理运用到迈克尔逊内精心建立洛伦兹运动方程，该理论不用相对时空的假定而解释了通常被引用来支持相对论的实验结果。①

关于光子传播的更明确的证据是由E·谢尔弗托斯(Ernest·Silvertooth)提出的。1987年，在纪念迈克尔逊。与桑奈克的实验不同，谢尔弗托斯的实验显示，光速恒定也不适用于光的直线传播。地球看上去以某一绝对速度在宇宙空间运动，谢尔弗托斯测得的这一速度的值(378±19km/s)与天文家独立测定的同宇宙背景辐射有关的地球运动的值(365±18km/s)相吻合，与蒙斯坦(Monstein)的宇宙线分布各向异性的结论也相吻合。②因此，内光向后和向前速度的平均值是常数，这正是狭义相对论所需要的。而另一方面，他们并没有证明不管观察者是否运动，光的单向速度也同样是常数。

真空中的零点能的起源是另一个没有解决的问题。这些真空能或许是在宇宙诞生时作为边界条件的一部分任意确定下来的，或许它们是由带电粒子的运动逐渐产生的，普瑟夫坚持要论证后者。普瑟夫估计了由于时空中量子涨落而导致粒子辐射的特性（根据带电粒子发射电磁辐射的理论，在空间中的辐射遵循该点到发射源距离的平方成反比的规律衰减）。由于以给定点源为中心的壳层内带电粒子的平均体积分布与壳层的面积成正比，因此来自于环绕壳层的辐射总量就会产生一种高能密度的辐射场，普瑟夫把它看作是真空零点场。他的计算表明，由零点场驱动的偶极振子的零点场辐射的吸收和再发射产生一种局部平衡过程：由零点场驱动的偶极子产生的辐射场恰好替补了来自零点场背景的被吸收了的辐射，这样，相对于频率和角分布两者而言就都有了一个具体的平衡基础。产生这种场的带电粒子的反馈环以及由该粒子产生的场的吸收是在大尺度上自我产生的。给定电荷所在的局部零点能背景来自于充满宇宙其余部分的零点场中的带电粒子的运动所产生的辐射。根据普瑟夫模型，充满宇宙的零点场的能量由量子的运动连续地产生，宇宙中所有粒子的总运动又驱动量子的运动，从而产生“自我创生的宇宙反馈循环。”①

最后我们应注意到，关于零点能的起源，光速的恒定和质量、引力、惯性的类物质特性的仍未解决的问题无论多么困难，但真空证明是描述量子场方程中的一个有意义的因子，这种量子场是在电磁学和量子理论的统一中得到的。正如自1960年开始进行的统计电动力学的研究工作所表明的，当真空中的涨落被看作是既定的已知事件时，量子行为的许多令人迷惑不解的方面都可以用经典的计算来解决。海奇等人指出，尽管宣称所有的量子现象都可以由统计电动力学来解释还为时过早，但有可能这一宣称将来会被证明是正确的。①这样，只要零点场被作为实在的一种基本要素包含在内，人们就可以把经典物理学定律当作是对物理实在的基本正确的描述。

尽管在以上的讨论中我们还不能考虑当前与真空相关的理论的所有方面和更深层次的问题，但是我们已经就真空与宇宙中可观察到的事物的相互作用是一种显著的物理现象这一结论提出证据。这样，我们就有充分的理由去探索真空是否可能成为保证宇宙相互作用的宇宙场的物理基础了，而这种宇宙场正是物理和生物协调进化过程所需要的。
http://zhjyx.hfjy.net.cn/Resource/cz/czwl/WLBL/WLS00002/5665_SR.htm

Answer 4

真空：基本粒子的奇幻世界

理应“没有任何物质”的真空中却活跃着基本粒子！

什么是真空？是虚无，是宇宙……？在许多人的心目中，真空就是没有空气的空间。环顾四周，我们可以看到真空包装袋、暖水瓶的瓶胆、电灯泡等等，它们都是利用了真空的产品。

其实，真空中隐藏着巨大的奥秘。在小到不能再小的微观世界，竟然可以从什么也没有的真空飞出许多基本粒子来。这样的基本粒子不计其数，而且它们急匆匆地一会儿生成，一会儿消失。真空，绝非我们想象中“静止”的，什么也没有的空间。相反地，真空是一种正在发生着激烈活动的场所，是不可思议的奇异环境。

要搞清楚真空是什么，就不得不涉及“物质的本质”和“宇宙如何演化”这两个难题。探索真空的本质属于现代科学的尖端课题。现在，就让我们踏上探索真空神秘本质的科学之旅吧！

真空真的是“什么都没有”吗?

到真空环境中实地检测一下……，从“低压”真空到产生基本粒子的真空

通常，我们说宇宙空间是没有空气的真空。真空一词，字面意思就是“完全空”，“空无一物”，什么都没有。但是，实地检测一下航天飞机轨道附近的空间，却发现那里仍然存在着稀薄的空气。即使是真空包装袋和暖水瓶瓶胆夹层里面，也不是什么都没有。我们无论采用什么办法，都无法使我们所说的真空真的是“没有一点空气”。我们所说的真空，不过是“空气极其稀薄的空间”罢了。

于是，我们就要懂得“空气稀薄”是什么意思。我们知道，空气主要由氧分子和氮分子组成，而且这些分子总是在不停地飞来飞去。譬如说，通常处在一个标准大气瓜碌目掌��渲忻苛⒎嚼迕装��?019个分子。也就是说，在一粒骰子大小的空间中就有1万亿的1000万倍那样多数不清的分子在其中飞来飞去。空气中分子的数量如此巨大，如果用所包含的分子数来表示空气是浓密还是稀薄，显然很不方便。通常，我们就用气压来表示空气的稀密程度。

下面，我们来看什么是一个密闭容器里的气压。容器里飞来飞去的气体分子一直在频繁地撞击容器壁，其趋势是向外推挤容器壁。单个分子碰在器壁上产生的力自然是微不足道的，然而同时碰在器壁上的分子数目非常巨大，合起来就是很大的力，这种推力就是气压。气压的性质是，当温度和体积不变时，容器中的空气越稀薄，也就是说容器中气体分子的数越少，气压越低。在自然环境中，海拔越高的地方，气压越低。也就是说，越往高空去，便越接近“完全空”的真空。

这样就产生一个问题：气压要下降到什么程度，我们才可以说那就是真空？按照工业标准的规定，真空绝不是“完全空”，而是一种“低于一个标准大气压的气体充满空间的状态”。由此可知，工业领域所说的真空，与我们平时想象中的“完全空”的真空相差十万八千里。

不仅如此，还存在着意义不同的另一种“真空”，那就是非常非常小的基本粒子世界的真空。基本粒子世界的真空，简直超出了我们的想象。对此，我们将留待本文后半部分再作详细介绍。这里，我们先回顾一下人类探索真空的历史。
参考资料：转贴的

Answer 5

真空：基本粒子的奇幻世界

理应“没有任何物质”的真空中却活跃着基本粒子！

什么是真空？是虚无，是宇宙……？在许多人的心目中，真空就是没有空气的空间。环顾四周，我们可以看到真空包装袋、暖水瓶的瓶胆、电灯泡等等，它们都是利用了真空的产品。

其实，真空中隐藏着巨大的奥秘。在小到不能再小的微观世界，竟然可以从什么也没有的真空飞出许多基本粒子来。这样的基本粒子不计其数，而且它们急匆匆地一会儿生成，一会儿消失。真空，绝非我们想象中“静止”的，什么也没有的空间。相反地，真空是一种正在发生着激烈活动的场所，是不可思议的奇异环境。

要搞清楚真空是什么，就不得不涉及“物质的本质”和“宇宙如何演化”这两个难题。探索真空的本质属于现代科学的尖端课题。现在，就让我们踏上探索真空神秘本质的科学之旅吧！

真空真的是“什么都没有”吗?

到真空环境中实地检测一下……，从“低压”真空到产生基本粒子的真空

通常，我们说宇宙空间是没有空气的真空。真空一词，字面意思就是“完全空”，“空无一物”，什么都没有。但是，实地检测一下航天飞机轨道附近的空间，却发现那里仍然存在着稀薄的空气。即使是真空包装袋和暖水瓶瓶胆夹层里面，也不是什么都没有。我们无论采用什么办法，都无法使我们所说的真空真的是 “没有一点空气”。我们所说的真空，不过是“空气极其稀薄的空间”罢了。

于是，我们就要懂得“空气稀薄”是什么意思。我们知道，空气主要由氧分子和氮分子组成，而且这些分子总是在不停地飞来飞去。譬如说，通常处在一个标准大气压下的空气，其中每立方厘米包含有1019个分子。也就是说，在一粒骰子大小的空间中就有1万亿的1000万倍那样多数不清的分子在其中飞来飞去。空气中分子的数量如此巨大，如果用所包含的分子数来表示空气是浓密还是稀薄，显然很不方便。通常，我们就用气压来表示空气的稀密程度。

下面，我们来看什么是一个密闭容器里的气压。容器里飞来飞去的气体分子一直在频繁地撞击容器壁，其趋势是向外推挤容器壁。单个分子碰在器壁上产生的力自然是微不足道的，然而同时碰在器壁上的分子数目非常巨大，合起来就是很大的力，这种推力就是气压。气压的性质是，当温度和体积不变时，容器中的空气越稀薄，也就是说容器中气体分子的数越少，气压越低。在自然环境中，海拔越高的地方，气压越低。也就是说，越往高空去，便越接近“完全空”的真空。

这样就产生一个问题：气压要下降到什么程度，我们才可以说那就是真空？按照工业标准的规定，真空绝不是“完全空”，而是一种“低于一个标准大气压的气体充满空间的状态”。由此可知，工业领域所说的真空，与我们平时想象中的“完全空”的真空相差十万八千里。

不仅如此，还存在着意义不同的另一种“真空”，那就是非常非常小的基本粒子世界的真空。基本粒子世界的真空，简直超出了我们的想象。对此，我们将留待本文后半部分再作详细介绍。这里，我们先回顾一下人类探索真空的历史。
但在自然界其实真正的真空是不存在的，在行星外部或恒星之间的空间，其实并不是真正无物质的，因为有物质粒子构成的光在不断穿梭往来，同时还经常有来自恒星的类太阳风的物质微粒抛射不断向外运动，所以是根本不具备真空的严格定义的。但在这样的宇宙空间，物质的密度实在是太低了，自然存在的负电荷性物质微粒的密度也就极低极低，自然光在这样空间内的运动速度也就极低极低了。

Answer 6

真空”是一种不存在任何物质的空间状态，是一种物理现象。在“真空”中，声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。事实上，在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部份物质被排出，使其压力小于一大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。真空常用帕斯卡（pascal）或托尔（Torr）做为压力的单位。目前在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。现代许多高精密度的产品在制造过程中的某些阶段必需使用程度不一的真空才能制造，如半导体、硬盘机、镜片。在实验室和工厂中制造真空的方法是利用泵在密闭的空间中抽出空气以达到某种程度的真空。在真空技术中按照压力的高低我们可以区分为：
粗略真空
(Rough
Vacuum)
760
~
1
Torr
中度真空
(Medium
Vacuum)
1
~
10-3
Torr
高真空
(High
Vacuum)
10-3
~
10-7
Torr
超高真空
(Ultra-High
Vacuum)
10-7
Torr以下