主题：【原创】关于粒子性和波动性 -- witten1

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这里不一一列出前几篇链接了，只是诚挚建议想看本篇的河友们把前几篇复习一下，不然光看个结论没有什么意思。

问题在于，真空激发出来的虚粒子是带质量的，这样的质量等效于引力，最终等效于时空弯曲，这样其实我们知道真空贡献了一个非常大的本底，我们前面说的【原创】Casimir效应(2)：本质及经典类比那个“无穷大”可以重新定义一下没问题那是因为量子场论+平坦时空的描述下是适用的。这时，如果这两个平板很大（在实验室里通常都很小，可以认为是足够好的局域化或者平坦化了），那意味着我们不能再作这样的要求，我们只能在有限点处让参考点移到零，这样在广义相对论框架下，Casimir效应的问题就突显出来，这是问题的一方面；而另一方面我们知道其实我们以前的计算只包含了对零静止质量的光子的统计，没有计算别的Boson或甚至Fermion的计算！我们已经知道Boson的真空涨落将贡献吸引力，这前几年有了严格计算的文章了，我们也知道Fermion的涨落贡献的将是斥力！这也有了严格计算的，那么为什么最终还是正的吸引力且用电磁场的涨落就够了呢？一个可能的解释是其它的带质量的虚粒子的产生过程的概率没那么高，它们中被激发向高能的粒子的概率更低了，所以这样的结果使得最终有了正的效果。还有些超对称的解释，是说在足够高的能标下会出现Fermion partner之类的东西来抵消斥力等。

好的，现在我们知道我们无法全局的规定那个非常大的能量处处为零，这本来是令人难堪的，可我们还算有些高兴的是，我们知道必需有一个截断在Planck尺度，这样我们没有了弯曲时空中无处不在的无穷大，可是我们还是得小心，我们得要进行恰当的计算来看看这里到底有多少的能量。从这篇【原创】外二篇：Planck尺度与Planck能标我们得到了Planck尺度及能量，这样们可以得到真空的能量密度约为：10^(121)GeV/m^3，即大概在每一立方的空间里压入了相当于10^104吨的TNT的能量！那我们如何来对实际的真空能量密度进行估算呢？我们知道在空的且足够平坦的空间里，电磁场的零点真空能可以看作是均匀的。这样的结论同样适用于自然界其它场的零真空能。那么问题就是这样能量分布将怎样的可观测的引力效应呢？考虑一个简单例子：

我们可以来考察在我们太阳系之外所有的这类涨落的贡献总和所产生引力对太阳系最外围的行星的运动的影响，比如冥王星（三年前已被开除了太阳系行星籍，可怜的冥王星）的异常轨道运动。注意，目前观测的结果是，宇宙在大尺度上似乎是足够的平坦，所有这样的估计还是有价值的，最后综合的数据的结果是，真空的能量密度小于10^(14)GeV/m^3!实验观察到的和理论预言的达到了107个数量级上的差别，这是物理学历史上最大的实验与理论不相符的数据！如果我们把这个类比于是100多年前的黑体的紫外辐射灾难，那么我们现在的这个结果可以称作为“真空灾难”。100多年前黑体的紫外辐射灾难导致了Planck在物理学里引进了最终以他名字命名的常数——Planck constant.那这个“真空灾难”又会最终把我们引向何方呢？二十世纪末期及二十一世纪初期的几个实验表明了真空零点能和宇宙常数是联系起来的并最终和“暗能量”联系起来，这样就有了更好的对我们宇宙真空零点能的估算，而观测的结果表明了，真空零点能（假设全为“暗能量”）占了“可知”的能量密度的70%，然而，这仍然相对于基于现有的理论所作的估算仍然是过于小的一个数值。

PS：从Casirmir效应一直到近代物理学的边界，等于是把以前自己学到的部分的知识稍稍疏理了遍。我们现有地面或者太空中正要建的实验室不能达到那个超高的Planck能标，所以其实现有的所有估算及理论都是有些虚幻的。宇宙学中种种的观测证据其实也是得加以实际区分的，比如05年观测到的“加速膨胀”，现在又有了别的说法，今年，现在在加州就有一个华裔理论物理学提出了一个不同的看法，认为那其实只是错觉，基于的理由是最近一两年来的隐身衣技术的突破！（注意，这是真正的隐身衣，不是科幻，也不是飞机什么用于躲开雷达的隐身涂料）光线既然在一些特殊的metamaterial里面会弯曲前进，那我们在05年所看到的过量的红移会不会本身就是一种错觉，只是因为光弯弯曲曲的走过了某一段路径（比如特殊的结构）让我们错认为宇宙在加速膨胀呢。所以，很多对宇宙的超远时代(或超远距离)的观测都不能作为直接证据的，我们需要的是在我们实验室里真正达到或者接近Planck能标，那才有简单直接的意义。当然这一切并不妨碍我们做物理的人展开想象力，纵横驰骋的猜测可能的新的自然规律。

Casimir效应篇完。过几个月看有没有空写写多体里面正在发生的有趣的事。

• 【原创】外三篇：等效原理及其结果