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特别策划

发布时间:2010-06-30
什么是“无”?谁都知道“无”就是“什么都没有”。既然什么都没有,还有什么需要讨论的呢? 然而对于物理学,“无”绝不是一个没有意义的概念。19世纪的英国物理学家迈克尔·法拉第有一句名言:“无,真是太奇妙了,简直无法相信是真的……” 随着物理学的发展,“无”越来越显示出它的重要性。“无”可以产生出基本粒子,“无”可以具有能量,“无”可以诞生出宇宙……这些,都是现代物理学通过认真研究得到的“正儿八经”的结论。在今天,“无”已经同物理学密不可分。本文就来介绍“无”究竟是什么,以及它的那些奇妙的性质。   看看你的周围,这里有自己的身体,有这本《科学世界》杂志,有身上穿的衣服,还有我们呼吸的空气,在室外,则有大地,有飘浮在天上的白云,有发出耀眼光芒的太阳……总之,我们这个世界到处都是这种“有”,它们如此地丰富多彩,魅力无穷。 然而“无”就不同了。什么都没有,空空如也,相对于“有”,当然是单调而乏味。 可是物理学却不这样看。物理学中的“无”是一种动态的“无”,始终处在一种激荡的状态。甚至有人认为,“知道了‘无’,就知道了一切”(美国斯坦福大学雷纳德·萨斯坎德博士语)。倘若果真如此,那么,现代物理学是怎样描绘“无”的呢? 在这篇特别策划文章中,“无”这个词用来指三层不同的意思。第一层意思,“无”代表取走了一切物质之后的一种“空的空间”,即“真空”。大多数人所说的“无”,指的就是这样一种空间。 然而,即使在这种“无的空间”里,也像沸腾的开水那样不断地有“气泡”冒出,即有各种各样的粒子不断地产生出来。这就是空间被取走了一切物质之后所处的状态。 不仅如此,在这种“无的空间”还隐藏着某种现在尚未查明究竟是什么的能量。根据近年来的观测资料推算,这种未知能量要占到宇宙全部能量和物质的总量的73%左右。换句话说,宇宙的大部分都是这种“无”所具有的能量。“无的空间”看似空无一物,其实包含有丰富的内容。 第二层意思的“无”,是指连“时空”(时间和空间)也不存在的“无”。按照美国物理学家亚历山大·维兰金提出的一种理论,我们这个宇宙就诞生自这种既没有时间也没有空间的“无”。这好似荒诞不经,然而却是物理学家正在认真讨论的话题。 第三层意思的“无”指的是“零”。现代物理学认为构成物质的最小单元是“基本粒子”,而基本粒子的大小应该为零。物理学正是在这里遇到了障碍。物理学家正在努力,希望能够创建一种新的物理学来突破这个障碍。“无”,已经是现代物理学必须要搞清楚的一个关键概念。 …… (更多精彩图片及完整内容请阅览《科学世界》2010年03月号)

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