邁向量子場論
真空漲落
真空漲落,是即便沒有任何粒子在場,場也具有的那種永不安寧、不可消去的量子抖動。在量子場論中,每個場都表現得像一個量子振子,而不確定性原理禁止任何振子完全靜止:若它的值被精確固定,它的變化率就會變得極度不確定,反之亦然。妥協的結果,是一種永久的、低幅度的顫抖,它從不關閉,哪怕在空間最空曠的區域也是如此。
這些漲落有時被形象地描述為「虛粒子」時隱時現、忽生忽滅。這種說法是個有用的意象,但須小心對待:虛粒子是計算中的記帳工具,而不是你能用網捕到的小物件。物理上真實的,是那個漲落著的場本身,以及它所產生的可測量後果。
而那些後果是確確實實可測量的,這正是檢驗真空漲落不只是個故事的誠實標準。它們以一個微小卻被精確預言的量移動原子的能級,驅使原子自發地發光,並在金屬板之間產生吸引性的卡西米爾力。真空的顫抖遠非理論上的怪癖,而是量子世界被驗證得最充分的特徵之一。
Δφ · Δ(∂φ/∂t) ≳ const ⇒ fields never sit perfectly still, even in vacuum
把不確定性原理用於一個場,便禁止了絕對的靜止,於是空無的空間悄然顫抖。
虛粒子是一種生動的修辭,而非真有粒子在冒出又消失。它們無法被直接探測;唯有漲落之場的真實效應——比如蘭姆移位與卡西米爾力——才能被測到。
又稱
另見