国展小楷获奖作品格式:真空中正的一无所有吗？

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。

不是.空间本身就是粒子组成底.他是另一个认知范围.
就像现在炒的很火的外太空寻找反物质的道理一样啊.
都是存在物质的

以太、空间、时间……
否则你不能到那里去，因为它不存在！

呵呵 我也问了一个相同的问题 我有一个瓶子,里面装的沙,我把沙子倒出来,空了么?没有,因为里面还有空气,我把空气抽干了,抽成真空了,那这里面什么也没有了吧?但是还有个真空啊!这个真空表示什么都没有了,可是这个真空却在那里存在着,这个真空的"空"到底是个什么东西?谁能把这个"空"从瓶子里再拿出来呢?拿出来它又是个什么东西?前面有人回答说往瓶子里加水,空就出来了,但是没有那个"空"水是加不进去的,(有别的东西水也加不进去)即使加进去水了,那个"空"也没出来.实际上那个空还是在瓶子里面的.有人说真空的那个空是指没有物质存在的空间 那么加进水之后那个"空间"哪里去了呢?加进水去就湮灭了么?有人说真空不是物质俺也知道那不是物质的形态,可是它却是实实在在的存在于那里的,我们都看到了的,那到底是啥?

二十世纪初，爱因斯坦面对所有一切探测“以太风”的实验都失败的事实，认为“引入光以太”本来就是“多余的”，这样空间就又回到了一无所有的“空虚”状态。可是这样的认定在当时就不能自圆其说。面对空间能够传播电磁波的事实，爱因斯坦又认为空间“具有一种发送电磁波的性能”，是“物理空间”；在后来的广义相对论中，他认为空间的性质应由“物质的分布”来决定，实物体可以“弯曲”周围的空间。这些都显然与前面的空虚空间的定义相矛盾。空间既然一无所有，那它就不可能具有象物质一样的性质。还有，如果空间中真的一无所有，那么各实物体就成了一个个的孤立个体，彼此间互相隔绝，互不相关。因为没有中间物质相连接，所以物体间的相对位置变得没有意义且无法确定；因为没有连续的物质被跨越，所以物体间的相对运动也变得没有意义和无法确定；同时因为没有背景物质作参考，所以运动路径也就无所谓和测不出曲直多少。还有物体的惯性因为位置和运动的不确定所以也就无法再能体现。这就象人只有沿地面行走才能有经历，物体只有在空气中运动才能受阻发热、发声一样。离开了物质的空间环境，实物体就象离了水的鱼一样究竟还能有多少作为呢??
既然空间成了空虚的，那么物体在其中也就没有了绝对运动，只有物体彼此间的相对运动，且这种运动是对等的。就象月球围绕地球转，也可认为地球围绕月球转，两者效果相同，都是正确的。……如果宇宙空间中只有两个物体，上述说法还勉强有理。可惜宇宙中不止两个物体，而是更多。在其它物体上公正的看，质量不同的两个物体，大物体运动得要少一些，小物体运动得要多一些。因此物体间的相对运动绝不是对等的。在大物体上的观测者的观测结果更接近真实。所以当我们观测比我们小得多的物体的运动情况时，观测结果是比较可靠的。还有在两物体上凡与运动有关的量彼此测量的结果也不可能是相同的。这样以来，我们前面关于参照系可以任意选择的想法也是错误的。参照系是一种理想模型，任何参照系都必须建立在物质上。其中相对质量小的物体因为变速快就不适合作惯性参照系，同时因为它的运动量较大故也不适合作静参照系。只有相对质量大的物体在一定条件下才可作为惯性参照系和静参照系。同理，物体与所在物质系统（质心），物体与其它各级物质系统之间的相对运动也都不是对等的。?
空间是物质的。即现实的宇宙真空都是充满物质的。科学研究已经证明：的确不存在十九世纪所描述的那种“以太”，但是由此就断定空间中一无所有也是不能令人信服的。爱因斯坦在后来的广义相对论中又给与空间以物质的性质。与此同时，其他科学家也纷纷发表自己的看法：狭义相对论的先驱者之一——洛仑兹即对“空虚空间”持怀疑态度；狄拉克在发 展相对论量子力学的过程中引入了“新以太”的概念；李政道在研究“不寻常核态”的工作 中发现真空中存在着真空物质。总之，现代科学已经充分证明：“真空并不是一无所有的虚 空，而是指没有实物粒子(如电子、质子、中子等)的一种总能量处于最低状态的场，即基态 的量子场。真空具有真空涨落、真空极化、真空相变、真空对称自发破缺等特性。真空正是 这些性质的载体，这说明真空是物质的一种形态。”( 见《自然辩证法 概论》高等教育出版社 1991年5月修订版第23页)。在一定条件下，可以从真空中 产生基本粒子。但是现在我们还完全没有研究出真空物质的结构，也没有完全弄清它与引力场、电磁场、强力场、弱力场及实粒子的关系，对它的研究还有待于继续深入。
我们所在的空间在相当广大的范围内是连续统一的。现在借助于现代化的天文观测手段，我们已经观测到二百亿光年远的宇宙深处，但是还没有发现空间的边缘。很可能，宇宙空间在各个方向上都是无限延伸的。?
由于空间的物质性所以给实物质的运动提供了充分的条件。由于物质的间隔，使物体在空间中有了确切的位置；由于物质被物体从中穿越，使物体有了确切的运动，并可描述出它的运动轨迹和运动量的多少；在物质的环境中，还使物体的惯性得到了表现；使物体的运动产生出一定的效应，如运动物体上的时空变化。由于空间的物质性还使微小粒子在运动时产生的波动和其它运动行为得到了合理解释。也正是由于空间的物质性才使空间中有可能被激发生成引力场、电磁场等及它们的场波，并使物体通过这些场产生相互作用。离开了物质的空间，恐怕许多物质现象都将化为乌有。?
当然真空物质的密度肯定很小，如果都转变成实物质的话大约在10 ^（—26）千克/米^3 数量级， 且空间各处的真空物质未必分布均匀。但局部的“空虚空间”恐怕也很难存在，任何实物质都不能阻止真空物质的渗透、扩散。?
真空场的运动形式除内部固有的运动之外还有伴随经典场的波动和受实物质运动影响而产生的扰动。?