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什麼是科學家所說的物質與零點能量

何為零點能量?

假如沒有量子物理學,就根本談不上零點能量的問題。根據古典物 理學,事物具有能量,且能以電磁輻射的形式吸收和放出這一能量。於 是,一旦輻射源被關閉,那麼,無處不充滿的輻射場也將消失。當然,如果 空間中有鏡子這樣的反射設備,則反射會被存留於鏡子之間;假如鏡子很 光亮,又足夠冷的話,則反射將在很長一段時間裡不消退。但是,最終所 有古典意義上的射線都會被吸收掉。

量子物理學的放射場則與此不同,在這裡海森堡(Werner Heisen- berg)提出的測不準原理才是指揮一切的法則。因此,即使你把真空中 的所有能量都抽出去,也析出了每一粒物質,甚至把真空冷卻到絕對零度,真空中仍留有大量被稱為零點能量的能量。它們之所以被稱為零 點能量,是指溫度降到絕對零度時的能量。

請看零點能量的另一個例子。假如你有一個鐘擺,並讓它開始搖擺, 它便會在好長一段時間裡不停地擺動。但是,它最終會漸漸失去所有可 見能量的形式,擺動的振幅會變小,直到擺錘歸於靜止。至少這就是古典物理學上所講的鐘擺原理。但在量子物理學中,解釋就大不相同了。當 鐘擺達到最靜止不動的一刻時,它仍然是在圍繞著靜止點做隨意的晃動,

即使我們無法看到這一運動。例如,當我們看著一座古董鍾時,即使鐘擺及其周圍都被冷卻到絕對零度,這種晃動也依然是進行著的。量子晃動 永遠都在進行。

量子物理學認為,所有物質和能量都有一種基本的模糊現象,它表現 為能量或是所有原子和亞原子物質中的微小動蕩。因此,永遠都存在一 種微小的可能性,即,任何一個原子都有可能出乎意料地改變能量。當一 個原子體系降至最低能量時,人們會以為它靜止了,但事實並非如此。恰 恰相反,原子或原子體系仍在繼續跳動,原因在於它與虛無的零點能量之 間永不停歇的相互作用。

儘管這種零點能量有可能無法直接測量,但是它也遵循著量子物理 學的原理,也是由隨意的動蕩組成的。包含在這些動蕩中的能量是驚人 的,一個略小於拉斯維加斯雙骰賭場上的骰子的立方體空間(1立方厘 米)里,就包含了相當於1094克物質的能量。這可是不少的物質/能量 呢!為了讓你我感受到光和熱,太陽每秒要散發出相當於5X1012克的能 量,大約500萬噸物質。這不是個小數目,可是和1094克比起來,仍未免 是小巫見大巫了。

何為物質?

假如有如此多的質量,那麼為什麼我們什麼也看不到呢?既然這種 質量/能量如此劇烈地動蕩著,那我們至少應該有其存在的證據。其實我 們是有證據的!包括零點能量/質量轉換的真空浮動是隱藏在背後的靜 電干擾。儘管 如此,它也並不重要,更沒有太陽內部核聚變反應那般強烈。

物理學家在給存在的問題下定義時,並不定義某物是什麼,而是定義 它由觀察得來的表現是什麼。一般來說,當我們觀察物質時,指的是觀察 某物的能量是否在改變,並把改變能量的東西稱為物質。然而,很多年以

前愛因斯坦根據一些有關空間和時間的不同尋常的理論,提出能量和物 質其實是同一種東西,在這之後,物質和能量之間的分界線就被打破了。

過去人們認為物質是「材料」,是由某種東西組成的,科學不斷地進 步,也是為發現物質的終極材料。隨著實驗方法的改造,人們開始探測空 間最小的角落,以及時間裡最小的組織,結果,物理學家發現,雖然物質用 寸和秒測量起來是固體,但是實際上大部分是空曠的空間,中間只有些稱 作或然雲(probability clouds)的細小顆粒而已。這些雲是基本粒子「存 在的趨向」,使其從虛無中產生出來,成為緊湊的(coherent)物質。物質 的緊湊性提供了形成原子和分子所需的穩定性。

人們繼續尋找著終極物質,現在眾所周知的是,假如有足夠的外加 能量,空無一物的空間本身就能同時產生物質和反物質的粒子,且持續相 當長一段時間。但是,即使沒有外在能量,真空也會同時創造電子一陽電 子(電子的反物質形式)對,然後再很快使它們複合並消失。於是,我們 認為真空能從零點放射場中製造物質,換句話說,物質只是被稱為零點能 量的浮動場的一個臨時狀態產

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