第四章 真 空 【30】

第四章真空

說起真空，幾乎所有的人都會告訴你，那就是什麼也不存在的空間。

不過，我們通常所講的真空：譬如暖瓶膽夾層里抽成的真空、在電燈泡製作過程裡面抽成真空等等。

誰都能舉出這樣一個實驗例子：在一個密閉的玻璃罩中放置著一個鬧鐘正在鬧響。當將玻璃罩中的空氣逐漸抽盡的過程中，發現鬧鈴聲逐漸減弱，以至於最後只能看見鬧鐘上的小錘正在不住地左右晃動敲擊小鈴鐺，但是卻一點聲音也聽不見。這便就是因為玻璃罩裡面的空氣已經被抽完，變成真空了。

但要嚴格的說來，此時玻璃罩內還不能算是真正的真空，那部分空間僅僅是將氣體抽完了沒有氣體存在的空間。而鬧鐘所發出的聲音是需要通過氣體振動來傳播出來的，一旦失去了傳播聲音的介質——空氣以後，我們就聽不見聲音了。這在經典物理階段，玻璃罩內的空間已不再有分子狀態的物質存在了，因而在當時的認識水平上，就將這樣的空間叫做真空。

其實進入量子力學時代，顧名思義真空就應該是什麼物質都不存在的空間。而上述玻璃罩內的空間就算不得真正意義上的真空了。因為裡面至少有光子存在，如果沒有光子能闖行無阻地進去出來，我們是決看不見裡面的鬧鐘的。那麼，我們乾脆用厚厚的黑漆將玻璃罩塗住，外面再用黑天鵝絨布將它包裹嚴密讓光線一點也透不過去，那裡面不就成了真正的真空了嗎？答案仍然還是否定的。不信的話我們可預先在裡面放入用黑紙包嚴的未感過光的底片，結果卻難以防止底片在外來α射線、γ射線的照射下被感光。我們還可以繼續用鉛板以及其它金屬將其屏蔽住；同時加上多層絕緣材料包裹來防止電子的闖入。這樣是否能保證裡面是處於真的真空狀況呢？答案依然是否定的。這麼做並沒法阻止γ射線及其它各種高能粒子的闖入。在研究量子力學時，往往有些物理實驗需要在千米深以下的岩石洞中去做，那就是為了盡量避免和減少外干擾。因而說真正意義上的真空目前還很難尋找到或製造出來。至多只能根據需要製造出能隔絕某部分物質的相對真空，譬如前面所提到過的抽盡空氣的玻璃罩裡面、電燈泡里、暖瓶膽夾層里、都是些沒有分子狀態物質存在的一種相對的真空。為避免混淆我們需要說明一下，在本章中所研究的是那種不存在任何物質的空間，也就是我們一再反覆提到的真的真空。

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