補充一下 文章所提到關於負能量的概念
以下轉自 http://www.phy.ncu.edu.tw/dcc/History/r2Emptyness.htm
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量子論真空
廿世紀另一個重要的物理理論是量子論。當然,少不了它也要在真空裡出些花樣。
[1.p.362]
早期的量子論,使用牛頓的時空,也獲得了很大的成功。1928年,狄拉克(Paul Adrien
Maurice Dirac, 1902-1984)把狹義相對論與量子論結合起來,創立了相對論量子力學,
成功地預言了「正子」(帶正電荷之電子。普通電子帶負電,故又稱「負子」)之存在。但
他發現,理論上「正子」之能量必是負的。這種負能量有理論上的困難。因為任一系統中
,這種粒子越多,能量越少。自然界的傾向是高能狀態會自發地「跌下」到低能狀態。故
自然中這樣的粒子應該多到爆炸。這與我們觀察到「正子」難得出現的現況不合。
狄拉克提出了一個玄妙的解釋:在我們所謂「真空」裡,所有的「負能態」都被負子佔滿
。(這理用到「不相容原理」:一個能態只能容一個負子。)形成一個觀測不到的「負子
海」。而因為相對論公式:
E^2=p^2*c^2+m^2*c^4
從負能態到正能態,至少有二個電子質量之差距<E=2 mc2。如果有大於<E之能量輸入,則
可使負子海中一個負子,「躍遷」到正能態,而在負子海中留下一個洞。我們觀察到的,
則是一個負子(正能量,負電荷)與一個正子(即負子海中留下的洞,故為負的負能量,
即正能量,又為負的負電荷, 錯誤! 連結無效。正電荷)。
這個理論雖玄,但可以輕易解釋後來被觀測到的「正負電子對」之產生(如上所描述)與
湮滅(一個負子跌入「洞」裡,放出能量)。更有甚者,由於「測不準原理」(<E<tmh),
這種電子對,在真空中可以旋起旋滅。相關的現象也被觀察到(「真空極化」現象)。
量子論的「真空」,不但不空,而且熱鬧的很!──巴門尼得斯之否認空虛,或許也不完
全
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