量子涨落（quantum fluctuations）

我们通常把完全空旷的空间想象成绝对静止——什么都不发生，什么都没有。量子物理却说这份平静是错觉。即便在尽可能空旷的真空里，充满空间的场也绝无法精确地静止在零；它们永远在以微小的随机幅度抖动。量子场这种不安分、不可消除的颤动，正是物理学家所说的量子涨落。

原因可追溯到不确定性原理。正如粒子不能同时拥有精确的位置和精确的动量，场也不能同时拥有精确的取值和精确的变化率。强迫一个场处处恰好为零，就会把这两者同时钉死，而这是自然所禁止的。于是场的取值会摆动，即便在最低能量下也有一个最小的活动水平（称为零点能）。描述这些摆动的一种生动方式，是把它们看作成对的虚粒子短暂冒出又再消失，向不确定性原理借来能量，几乎即刻又还回去。你看的时间尺度越短，这些涨落显得越剧烈。

量子涨落不只是哲学；它们有可测量的后果。它们微妙地移动了氢原子的能级（兰姆移位），以惊人的精度对电子的磁矩做出贡献，还在两块靠得很近的不带电金属板之间产生一个微小的吸引力（卡西米尔效应）。在宇宙学中，早期宇宙被拉伸开来的涨落，据信播下了星系的种子。一个值得记住的提醒：涨落使真空变得活跃而动态，但它们并不能让你从虚无中提取免费能量，它们所涉及的虚粒子对是计算性的，从不在探测器中被直接捕获。