自發輻射

自發輻射，是處於激發態的原子自行跌落到較低能態的過程，它把能量之差以一個光子的形式釋放出來。無需外界推動，也不給任何預告；經過一段無法預測的等待之後，原子便逕自發射、跌落。這就是為什麼發光的氣體終會黯淡，以及為什麼激發的原子不會永遠保持激發。

其微妙之處，在於「自發」二字。如果你寫下一個孤立的、周圍空無一物的原子，激發態看上去似乎應當原封不動地永遠待在那裡。引發衰變的，是無處不在的量子真空：即便是空蕩蕩的空間，也充滿著電磁場的漲落，正是這些漲落誘使原子發射。在這個意義上，自發輻射其實是由真空本身所「激發」的發射。

任何單次發射的時刻都是真正隨機的——你永遠說不準某個特定原子究竟會在何時撒手——但其平均速率是精確而可計算的，受費米黃金法則與相關選擇定則的支配。愛因斯坦早在一九一七年就藉助他的 A、B 係數現象學地描述了這一過程，那時距離能解釋它何以必然發生的完整光量子理論還很遙遠。