第556章 宇宙大爆炸之謎！假真空！真真空！

  第556章 宇宙大爆炸之謎！假真空！真真空！真空相變！永恆寂滅！

  李奇維提出真空零點能的概念後，整個會場震撼不已。

  它打破了所有人對真空的認知！

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  真空不僅不是空無一物，反而是充滿了能量，遍布整個宇宙。

  這些能量因為不確定性原理，會發生量子真空漲落現象，從而隨機誕生虛粒子對。

  但是正常情況下，這些虛粒子對又會相互湮滅，把能量還給真空。

  這個理論聽起來是如此的不可思議。

  眾人有著太多太多的疑問。

  物理學家們在思考這個理論的正確性到底有多大。

  在布魯斯教授的分析下，不少人已經開始意識到現有的真空觀念是有問題的。

  但這不能說明，對方的理論就一定是對的。

  一切都需要實驗的驗證！

  普朗克神色震撼，他沒想到自己的論文竟然會引出真空零點能這樣匪夷所思的概念。

  如果它真的存在，那就是一場物理學領域的革命！

  真空遠遠比人類想像的更神秘！

  普朗克感慨道：

  「布魯斯啊，你真是了不起！」

  「你又開闢了一個全新的領域！」

  然而，對於那些非物理學專業的人而言。

  他們開始暢想真空零點能的應用了。

  一時間，眾人議論紛紛。

  有人問道：

  「布魯斯教授，如果我們能掌握和利用真空零點能，那豈不是相當於擁有無盡的能源了？」

  李奇維笑道：

  「想法很好，但不可以。」

  「如果我們能提取真空零點能，就違背了熱力學第二定律和熵增定律。」

  「因為現在的真空已經處在了基態，也就是能量最小的狀態。」

  「我們不能再從真空中移除和獲取任何能量。」

  「如果你非要獲取，那麼必然要使用更多的能量來實現【獲取】這個行為。」

  「這是毫無意義的。」

  嘩！

  眾人聞言，皆是滿臉可惜。

  很顯然，如果真空零點能可以隨意使用，那就是最清潔最好用的能源了。

  在後世，很多科幻小說喜歡使用真空零點能這個科學元素。

  外星人的高級飛船可以直接抽取真空零點能，從而實現跨星際飛行。

  甚至還有利用真空零點能製造出永動機的。

  但很可惜，這些都是對真空零點能的錯誤理解，不可能實現。

  這時，又有人問道：

  「布魯斯教授，那真空零點能到底有多大呢？」

  「比如說一立方米大小的真空內，它所蘊含的零點能具有有多少？」

  李奇維回道：

  「我也不知道。」

  「我提出的量子真空漲落和真空零點能概念，目前還只是我的猜想。」

  「它們的正確性需要得到實驗的驗證。」

  真實歷史上，量子真空漲落以及真空零點能確實被實驗證明了。

  那就是大名鼎鼎的【卡西米爾效應】。

  1948年，荷蘭物理學家卡西米爾提出了一個思想實驗。

  把兩片非常薄的電中性金屬板相互靠近，當距離足夠近的時候，兩片金屬板之間就會表現出吸引力。

  由於實驗要求精度極高，直到1996年，卡西米爾效應才得到驗證。

  研究者使用的金屬板，其厚度只有05微米左右。

  當兩片金屬板之間的間隙只有10納米（100個原子的直徑）時，在金屬板上產生了大約相當於一個標準大氣壓的壓力。

  這是為什麼呢？

  假設量子真空漲落現象存在，那麼在金屬板的內側和外側會同時產生虛光子。

  這些虛光子的波長是很大的一個範圍，各種波長的虛光子都存在。

  但是由於金屬板間隙的限制，在金屬板的內部，較長波長的虛光子會被排擠出去。

  因此，金屬板內部的能量密度就會小於外部的能量密度。

  這就產生了一種使得金屬板相互靠近的力，表現出相互吸引。

  這就是著名的卡西米爾效應，這個力也叫卡西米爾力。

  中間產生力的過程非常複雜，需要用到量子場論、真空極化等知識。

  根據計算，實驗測量到的力與理論預測值相差只有1%。

  卡西米爾效應有力地證明了量子真空漲落現象的存在，同時也證明了真空零點能的存在。

  後來，物理學家通過量子場論，從理論上計算出真空零點能的密度高達2×10^103焦耳/每立方厘米。

  這是一個極其恐怖的天文數字！

  什麼概念呢？

  你伸出五指，然後握拳，你拳頭所在的空間範圍內，其蘊含的真空零點能比整個宇宙所有物質的能量都要高。

  這簡直和天方夜譚一般！

  但是，天文學家通過對宇宙的觀測和計算發現，真空零點能的能量密度僅有2×10^-17焦耳/每立方厘米。

  物理學家的理論預測和天文學家的實驗測量，結果竟然相差了整整120個數量級。

  很明顯，兩者必然有一個是錯誤的。

  總之，後世物理學界對於真空零點能的存在已經達成共識，沒有疑問。

  但是關於它的各種性質，還在繼續深入研究當中，屬於天空中的烏雲。

  所以，此刻李奇維無法準確回答對方的問題。

  他接著說道：

  「現有的量子力學還不足以描述量子真空漲落行為。」

  「所以我認為，量子力學還遠遠沒有發展到盡頭！」

  轟！

  這一下，會場內徹底轟動。

  薛丁格、海森堡等人皆是震撼不已。

  他們倆都以為自己的理論就是量子力學的最終版本了。

  然而在布魯斯教授眼裡，這還不是終結？

  量子力學的神奇，超越了他們的想像。

  不過，他們很認可布魯斯教授的判斷。

  真實歷史上，量子力學之所以會進化到量子場論，就是因為對真空的研究。

  所謂的量子場論，顧名思義，就是把量子概念和經典場論在一起（還加上狹義相對論）。

  傳統的量子力學中，只有能量、粒子等是量子化的。

  但是物理學家發現了一些不能解釋的現象。

  比如光子在電磁場中的運動和相互作用。

  按照經典場論的觀點，電磁場是連續地、均勻地分布在宇宙真空中。

  但是這種連續的場和量子化的光子之間就產生了矛盾。

  畢竟一個是連續的，一個是間斷的，哪怕數學計算上，就會出現問題。

  於是，以狄拉克為首的一批物理學家突然奇想：

  乾脆把場也給量子化了！

  他們首先瞄準的就是電磁場，因為物理學家對於電磁場最熟悉。

  狄拉克通過數學證明了，可以將電磁場作為一個具有無窮維自由度的系統進行量子化。

  量子化後的電磁場不是連續的，而是離散的。

  這樣一來，離散後的電磁場和光子的行為就能很好地統一了。

  量子場論就此誕生。

  它可以說是後世最重要的一個物理理論框架。

  一切量子現象都可以被量子場論解釋。

  在其基礎之上，發展出了量子電動力學、量子色動力學、電弱統一、標準模型等等新的理論。

  楊振寧、李政道、費曼、施溫格等等一大批天才脫穎而出，星光熠熠！

  此刻，李奇維想到這些，就覺得熱血沸騰！

  以他現在的年齡，這些未來的天才大佬們都只能算他的孫輩。

  這一世，他們還會創造出同樣的傳奇嗎？

  亦或者是：「我能取得今天的成就，都要感謝布魯斯教授的栽培。」

  忽然，眾人覺察到布魯斯教授的異常。

  他的臉上竟然帶著痴痴的笑容。

  有人打趣道：

  「布魯斯教授被自己的理論驚艷到了！」

  「他老人家肯定覺得自己太牛逼了，怎麼會想到這種理論。」

  接著，眾人又看到布魯斯教授的氣勢陡然一變。

  他好像進入了一種極其興奮的狀態。

  很快，在眾人的好奇下，李奇維回過神來，語出驚人。

  「各位，我剛剛忽有所感，想到一個和真空零點能有緊密聯繫的理論。」

  「在第二屆布魯斯會議上，我曾經提出過宇宙大爆炸猜想。」

  「當時的我認為，宇宙是誕生於一場大爆炸，我們的宇宙在不斷膨脹。」

  「如今，宇宙膨脹已經被哈勃所驗證，但是大爆炸理論僅僅是個猜想。」

  「爆炸前的奇點是什麼？」

  「爆炸的過程是什麼樣的？」

  「宇宙萬物又是如何形成的？」

  「我們宇宙的解決又會如何？」

  「等等！」

  「這些問題我們一無所知。」

  「但是今天，真空零點能概念，給了我新的啟發。」

  「或許，我可以稍微粗糙地解釋宇宙大爆炸的過程了。」

  嘩！

  剛剛還算平靜的會場，再次爆發出一陣驚呼！

  所有人都不可思議地瞪大了雙眼。

  「布魯斯教授今天是嗑藥了嗎，怎麼那麼猛！」

  「他的靈感簡直無窮無盡！」

  「為什麼每次頭腦風暴，我只有頭腦，沒有風暴，而布魯斯教授卻能颳起宇宙級風暴。」

  「太強了！」

  「真空零點能和宇宙大爆炸能有什麼關係？」

  所有人議論紛紛。

  他們的好奇心濃郁到極點。

  大家都看出來了，布魯斯教授這是徹底放飛想像力的翅膀了。

  從不確定性原理推導而出的量子真空漲落，引出了各種匪夷所思的猜想。

  甚至現在竟然聯繫上了宇宙大爆炸理論。

  這簡直就是一場最好的發散思維教學課。

  薛丁格聞言，震撼不已。

  他本以為開場快結束了，布魯斯教授馬上就要講解不確定性原理了。

  但是沒想到居然要討論宇宙大爆炸了。

  這畫風變得也太快了吧！

  讓人猝不及防。

  不過，他的臉上卻非常興奮。

  「這場演講太成功了！」

  「布魯斯教授把枯燥深奧的量子力學，講的讓普通人都欲罷不能，浮想聯翩，產生了濃厚的興趣。」

  「他沒有深入講解那些繁雜的數學公式，而是通過邏輯推導，讓眾人理解那些天馬行空、違背常識的概念。」

  「這種演講方式，需要演講者的水平和知識儲備都到達一個極高的程度。」

  薛丁格內心感慨：

  「整個科學界，恐怕也只有布魯斯教授才能做到了！」

  此刻，普朗克、愛因斯坦等人也來了興趣。

  宇宙大爆炸理論自提出之後，研究的人不是很多。

  不是大家不想，而是根本沒有頭緒，不知道從哪開始。

  現有的理論根本無法描述這種空間的幾何爆炸過程。

  至於物質是如何誕生的，那就更無從下手了。

  所以，宇宙大爆炸僅僅作為猜想，是物理學的未解之謎。

  但是現在，布魯斯教授竟然從真空零點能上找到了靈感。

  物理學大佬都很好奇。

  李承道再次看向李承德。

  「二弟？」

  「哥，別看了，這次我真不會了。父親的想像力已經超出了我的直覺範圍。」

  道不語，竊喜，心稍慰。

  在眾人的注視下，李奇維繼續說道：

  「按照我的宇宙大爆炸理論，宇宙從無限小的奇點膨脹到如今的範圍，其實就是空間的膨脹。」

  「那麼，宇宙中的物質是如何無中生有的呢？」

  「可能已經有人猜出來了。」

  「沒錯，就是來自真空零點能！」

  「真空本身就蘊含無窮的能量。」

  「而宇宙中的物質就來自於劇烈的量子真空漲落。」

  「我們不妨大膽設想。」

  「在大爆炸開始的那一瞬間，空間就好像被煮沸的開水，到處沸騰。」

  「此時的真空並不是在基態，而是處於極度活躍的狀態，可以稱其為【假真空】。」

  「假真空的能量密度極高，因為某些特殊的機制，量子漲落產生的虛粒子，很容易就變成實粒子，組成實物質。」

  「隨著越來越多的真空能量轉變為物質，假真空越來越向著基態靠近。」

  「直到某一刻，真空中的能量再也不能變成物質了，此時爆炸結束。」

  「接下來就是宇宙的自行演化，各種微觀粒子互相組合，形成了今天的宇宙格局。」

  「這時的真空才是真正的【真真空】。」

  「從假真空到真真空的這種轉變，有點類似物理學上的相變過程。」

  「所以，我把它稱為【真空相變】。」

  靜！

  整個會場內鴉雀無聲。

  所有人都被真空相變理論震撼的無以復加！

  這時，李奇維接著道：

  「不少人可能有點疑惑，我再舉個形象的例子。」

  「假設現在桌子上立著一支筆，筆尖朝下。」

  「此時的筆雖然是對稱的，但是它並不【穩定】。」

  「筆會隨機朝著一個方向倒下去。」

  「在這個過程中，它釋放了自己的勢能。」

  「真空相變就是類似的過程。」

  「早期的假真空就相當於立著的筆。」

  「雖然它看起來是真空，但是卻處於不穩定的激發態。」

  「而筆倒下的過程，就是假真空相變的過程。」

  「在這個過程中，假真空的能量釋放，一直到變成真真空的基態，也就是筆橫著躺在桌子上。」

  「此時的筆可以永遠保持原樣，不再運動，同時它也無法再釋放能量。」

  「我們目前的真空就是如此。」

  轟！

  會場內頓時爆發出倒吸冷氣的聲音。

  哪怕是不懂物理學的人也聽懂了。

  這個理論實在太驚世駭俗了！

  「上帝啊！」

  「我怎麼感覺布魯斯教授是在創世！」

  「宇宙從虛無中誕生，一切的一切都來自虛空。」

  「布魯斯教授洞悉了上帝之手段！」

  「恐怖如斯！」

  眾人簡直駭然！

  宇宙大爆炸理論加上真空相變理論，竟然邏輯自恰地解釋了宇宙和物質的形成。

  這太不可思議了！

  普朗克、愛因斯坦等大佬們徹底失神。

  哪怕是他們也為之震驚！

  「布魯斯竟然把量子力學應用到了宇宙起源。」

  「真是天馬行空的想像力啊！」

  「他的腦子到底是怎麼長的？」

  海森堡呼吸急促，神色興奮。

  他覺得自己在布魯斯教授面前，就好像一個耄耋老人，思想腐朽不堪。

  「這才是真正的物理直覺啊！」

  「矩陣力學雖然是我發明的，但是關於它的應用，我比布魯斯教授差了十萬八千里。」

  海森堡很清楚，不管是真空零點能，還是真空相變，這些理論目前都只是猜想。

  但猜想和猜想也是不同的。

  有些人的猜想是純粹瞎想，而布魯斯教授的猜想則是基於現有理論，為物理學描繪的宏偉藍圖。

  薛丁格內心感嘆。

  為什麼這些猜想不是基於他的波動力學啊。

  今天的演講過後，或許會掀起一場研究矩陣力學的熱潮。

  既然布魯斯教授能從矩陣力學中推導出不確定性原理，繼而提出量子真空漲落。

  那麼他們是不是也有可能發現新的理論呢？

  李承道震撼地看著台上。

  他此刻對父親的崇拜達到了最巔峰。

  「這就是父親的實力嗎？」

  「真是令人只能仰望啊！」

  「同樣的理論，在別人手裡只是冰冷枯燥的數學，但是在父親手裡，就變成了足以撼動乾坤的利器。」

  「飛花摘葉皆可傷人！」

  李承德慵懶的雙眼中，有璀璨精芒一閃而逝。

  他低聲喃喃道：

  「原來如此。」

  隨即，他又恢復了那副吊兒郎當的神態。

  這時，愛因斯坦忽然問道：

  「布魯斯，你之前預言了宇宙會有三種結局：繼續膨脹、收縮、維持平衡。」

  「那麼現在，有了真空零點能的出現，你認為宇宙的結局會有變化嗎？」

  眾人聞言皆是一驚。

  這可是一個好問題啊！

  布魯斯教授當初提出宇宙大爆炸猜想時，量子力學都還沒有創建呢。

  那時的他只能基於爆炸膨脹的過程給出宇宙結局的猜想。

  但是現在，有了真空零點能，宇宙的結局是否會改變呢？

  李奇維聞言，先是一愣，然後微微一笑，說道：

  「其實大家都可以沿著我的理論一直想下去。」

  「我們不妨再做一個大膽的假設。」

  「如果現在的真空並不是基態怎麼辦？」

  「就好比那隻倒下的筆，我們拿放大鏡一看，發現它跟桌子之間竟然還有一個很小很小的角度。」

  「筆還沒有完全倒下！」

  「如果真空也是如此，那就說明相變還沒有結束！」

  「現在的真空零點能，雖然我們不知道它的具體數值，但它肯定是一個正數。」

  「而如果真空繼續相變下去，有沒有可能它的零點能會變成真正的零呢？」

  「當然，從真空零點能的定義來看，它是量子系統所固有的能量，不可能為零，否則就不符合不確定性原理。」

  「但是我們可以大膽想像，若真空中的能量真的沒了，那麼它會變成什麼？」

  不知是誰突然冒出一句：

  「是虛無。」

  李奇維說道：

  「沒錯，就是真正的虛無！」

  「連真空本身都不存在了。」

  「我們無法想像沒有能量的真空是什麼樣的存在形式。」

  「但是那將是真正的【無】。」

  「連存在的概念都沒有了。」

  嘶！

  眾人只感覺頭皮發麻，駭人聽聞。

  之前宇宙的三種結局，不管哪一種，至少還有存在。

  比如一直膨脹下去，物質越來越多。

  維持平衡，物質不變。

  宇宙收縮，最後又變成奇點，然後重新爆炸，形成循環。

  哪怕是無限小的奇點，它也是一種存在。

  但是真空相變到零點能為零就不同了。

  什麼都沒有了。

  【存在】都不存在了。

  是真正的永恆寂滅！

  光想想就不寒而慄！

  在場有幾個哲學家，神色興奮，他們覺得物理學的盡頭就是哲學。

  存在與虛無，這可是哲學家最終極的命題。

  這時，李奇維笑著補充道：

  「大家不要太過害怕。」

  「且不談我的猜想對不對。」

  「就算是對的，真空相變這種宇宙尺度的運動，也不是人力所能抗衡的。」

  「所以，想也沒用。」

  「還不如想想要怎麼證明量子真空漲落現象。」

  「如果證明那是錯的，太好了，大家不用難過了。」

  「難過的只有我一個。」

  眾人皆是會心一笑。

  在後世，宇宙起源也是物理學的終極問題之一。

  雖然有著各種各樣的理論，但哪一個理論都沒有得到驗證。

  李奇維提到的真空相變，也只是其中的一種猜想而已。

  或許，只有四大基本力被統一的那一刻，人類才能真正揭開宇宙誕生之謎。

  李奇維突然變得豪情萬丈。

  這個世界上，只有他有著唯一的一絲機會。

  「就讓我親手終結宇宙的一切吧！」

  （還有更新耶）