真空，真空極化的概念，其實非常複雜

真空極化：在量子場論里，尤其是量子電動力學，真空極化是一個在背景電磁場中產生電子-正子虛粒子對的過程。 產生的虛粒子對會改變原本電荷和電流的分布。 有時這被視作規範玻色子（光子）的自身能量（self energy）。 1997年，日本TRISTAN粒子加速器觀測到真空極化的現象。

根據量子場論，一個包含作用粒子的基態（或真空態）不單純只是個空無一物的空間， 它包含了存活時間很短虛正反粒子對，從真空中產生並彼此湮滅。

部分正反粒子對帶有電荷，例如正負電子對。 這類的粒子對會形成電偶極矩。在電磁場的作用下粒子對會產生位移，並且反過來影響電磁場。 （部分的遮蔽效應或介電質效應） 因此場的作用會比原先預期的來得小。 而這個虛粒子對轉向的過程就是真空極化。

粒子-真空相互作用的效應。按照近代物理學的觀點，真空不是虛空，而是量子場系統的基態，具有複雜的結構。處於基態的量子場在不斷地振動，具有零點振動能，且具有相互作用（包括自作用），真空中各種量子場不斷地有各種虛粒子在產生、消失和轉化。

在某種意義上真空像是介質，類似於電磁學中電場對電介質的極化，真空與外電磁場的相互作用產生真空極化。真空極化反過來會影響粒子的性質，導致可觀測的後果。

氫原子能級的蘭姆移位和電子的反常磁矩是其典型的兩個實例。實驗觀測的結果與量子電動力學考慮真空極化效應的計算結果，在非常高的精度上完全符合一致，證實了真空極化效應。

在量子力學裡，真空並不意味著沒有任何場、粒子或能量。量子真空是一種能量為最低的狀態，它只是被稱作「真空」而已，實際上能量嚴格為零的狀態是不可能存在的。

「真空」是物理學中最富有迷惑性的概念之一。當在量子水平上觀察時，真空並不是空無一物，而是充滿了接連不斷產生和消失的基本粒子對，如電子-正電子對或夸克-反夸克對。這些真空中隨機產生的粒子其實也是真實的，但是它們的壽命非常短。

在Marcel Urban及其同事的研究當中，他們第一次建立起了描述真空磁性和極化性質的量子理論，即真空的「磁導率」和「介電常數」，這兩個參數決定了光速，它們與真空中單位體積中的虛粒子數量相關。因此，從理論上來講，光速並不像傳統物理學中認為的那樣是固定的常數。

光子傳播時間的漲落估計值在每平方米5*10^-17秒，這是可以藉助於最新超快激光進行實際檢驗的。另一方面，Leuchs 和Sanchez-Soto把真空中的「帶電虛粒子」描述為由於真空極化而產生的電偶極子。

所以說，真空極化是這樣的，真空不空，真空具有能量。也可以等價的說真空具有物質屬性。

在真空狀態下，空間不是一無所有，會出現量子漲落現象。所以時空微擾是一定存在的。

結合上一章薛定諤的貓，多強調一點，任何物理系統，都無法保持完全獨立。

我看到有的人說真空極化理論挑戰相對論？ 我不理解這樣的想法，真空極化怎麼挑戰相對論？

相反，我認為真空極化，不但不會挑戰相對論，更是和相對論有一直的方向。真空極化現在多用於量子場論之中，尤其是量子電動力學。但真正極化也表面時空的物質性，真空不空，即時空能量處處可見。

而廣義相對論就是時空引力理論。我在科普書籍《變化》中也反覆強調，引力是時空的性質。愛氏的場方程是一個非線性波動方程。也就是說方程體現了它的開放性，複雜性。

在廣義相對論中，大家也都會認為時空是具有能量。這與真空極化效應並不矛盾。反而是相輔相成的。

引力是時空性質，真空極化是時空能量微擾【以產生虛粒子對等形式表現】。所以以真空極化作為跳板，連接量子力學和相對論。也就是通過這個效應，來建立包含引力理論的標準模型值得我們思考和探究。這個方向非常好。

就像我在科普書籍《變化》中所說的，引力量子化的難點是愛氏理論時空背景彎曲的問題。所以引力的起源，引力量子化的根本是時空量子化。

摘自獨立學者，科普作家靈遁者量子力學書籍《見微知著》

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