1、爱丽丝漫游真空 爱丽丝来到真空王国 爱丽丝是英国童话小说中的一位小姑娘,她曾经漫游了奇幻仙境和镜中世界,现在她又去了一个谁也想不到的地方真空王国。那里发生的事情太惊心动魄了,下面就是她的经历。 爱丽丝喝了一种神奇的药水之后,变成了一个小不点,她推开了真空王国的门。“哎呀,这是什么地方?难道是我走错地方了吗?”好奇心强的爱丽丝惊叫起来。展现在她眼前的是一个火树银花般的世界:在漆黑的夜空中不断地产生一个个耀眼的光球,它们在空中快速地飞行着;有时眼看就要滚到爱丽丝脚下了,爱丽丝几乎要大叫起来,可是令人莫名其妙的是,它们又突然消失在黑暗中了;有时,看着一个光球在空中飞行,光焰突然熄灭,化为两个黑乎乎的
2、圆球,这两个球在空中飞了一阵,最后撞着了从别处飞来的圆球,“嘭”的一声,它们又化作了一个光球 “这怎么叫真空?”爱丽丝自言自语地说,“还不如叫它做一缸沸水呢。”“不,爱丽丝,这就是真空!”忽然,从空中一个光球里伸出一条火舌,左右摇摆着对目瞪口呆的爱丽丝说起话来。“咦,这个光球还会说话,真新鲜!”爱丽丝高兴地叫起来。至于为什么这个光球还知道她的名字,爱丽丝可没多想,因为这一路走来,随口能叫出她的名字而她又从来都不认识的东西实在太多了。“你叫什么名字?”爱丽丝对着空中的光球问。“我叫光子,就是构成光线的那种粒子。”“那么,那两个黑乎乎的圆球呢?”“它们一个叫电子,带负电,一个叫正电子,带正电;它们
3、是一对双生子,同时又是一对老冤家,只要碰到一块就会同归于尽。”“可是,真空里不是应该什么也没有么?怎么会有这么多东西?”“是啊,爱丽丝,你的想法已经落伍了。过去人们认为真空里什么也没有。可事实上,真空远比人们想像的复杂。在这儿,光子、正负粒子不断地产生又不断地消失,简直像一个沸腾的大海。”“是呀,这一切我都看到了,可要是我回去对人说,准是谁也不会信的!”爱丽丝带着哭腔说道。“你别急,我先表演个节目你看看,你回去也照着做一番,这样谁都不会不相信你了。” 真空中的吸引力 说话间,两堵非常光滑的巨墙移到了爱丽丝面前。这两堵墙面对面平行立着,表面镀了一层金属膜,闪闪发着光。“这是什么?”爱丽丝问。“哈
4、哈!怎么?这东西都不认得啦?这就是你每天早上起来对着它发呆的镜子呀!不过也难怪,你现在已经变成了一个小不点,当然就不认得了。让我们还是开始表演吧。”光子吐着火舌说。 他们的表演其实很简单,无非是把这两面称作“镜子”的墙不断移近,同时要保持绝对的平行。当两面镜子相距几厘米时,什么也没有发生。当相距几个微米时,也还是看不出镜子有什么动静,爱丽丝只是觉得夹在镜子当中的那部分真空里,光子似乎变得稀疏了。再推进到相距10纳米(相当于一个原子尺寸的100倍)时,两面镜子之间的光子越发少见了。这时突然发生了一个奇迹:谁也没有推它们,这两面镜子竟像着魔似的紧紧吸在了一起!幸好爱丽丝没站在镜子当中,否则一定会被夹扁的。 “这种在真空中当两块金属板(表面镀了膜的镜子也起到了金属板的作用)距离足够近时,彼此相互吸引的现象,叫卡西米尔效应,这种力叫卡西米尔力,因为是由丹麦物理学家亨利克卡西米尔首先预言的。”光子告诉爱丽丝。 “这种力的大小与两块板的面积成正比,与两板之间距离的四次方成反比。虽然对于两面间隔几厘米的镜子,卡西米尔力是太微弱了以至于无法测量,但当它们相距只有几个微米时,它还是可以测的。比如说,两面1平方厘米,相距1微米的镜子,它们间的卡西米尔力大约是10-7牛顿,差不多是直径为半毫米的水珠的重量。而当间隔为10纳米时,卡西米尔力陡然上升到了1牛顿。