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1、基础科学卡西米尔效应与提取零点能DemonstrationoftheCasimirForceandTappingtheZero2PointEnergy雷锦志江兴流(北京航空航天大学理学院北京100083)最近的实验结果证明,真空中确实存在零点(零点振动)所具有的能量就是零点能。能,问题在于人类能否用科学的方法提取零点能。真的可以从真空中提取能量吗?大自然真的如此慷零点能的效应慨还是一毛不拔呢?目前,尽管大多数物理学家认为不能从真空中提取能量,但在美国得克萨斯州奥有人认为,零点能来自所有各种类型的力场,斯汀高级研究所的成员们却坚信宇宙中有“免费的包括电磁场、
2、引力场和核力场,并通过几种方式表午餐”,他们的目标就是要向真空索取能量。奥斯汀现出来。一种方式是兰姆位移,即受激原子发出的高级研究所所长HaroldE.Puthoff甚至指出:“对于光的频率的轻微改变;另一种形式是电子和光学仪这个领域中的狂热分子(比如我们自己),我们认为器中可纪录到的一类特殊的不可避免的电平噪声。[1,2]21世纪可能是零点能的世纪。”然而,最明显的要数卡西米尔(Casimir)效应。关于零点能的设想来自量子力学的一个著名1948年,荷兰物理学家H.B.G.Casimir计算出,两概念。具体地说,零点能来自海森堡测不准原理。该块靠得足够近
3、的金属板将会非常轻微地相互吸引。原理指出:不可能同时以较高的精确度得知一个粒其理由在于,这块金属板中较小的距离只容许真空子的位置和动量。因此,当温度降到绝对零度时粒能量中较小的高频电磁成分(“模式”)存在于其间,子必定仍然在振动,否则,如果粒子完全停下来,那而其它那些较大的成分则被金属板挡在外面。作用么它的动量和位置就可以同时精确地测知,而这是在两侧的力之差使金属板互相靠拢。违反测不准原理的。这种粒子在绝对零度时的振动Lamoreaux在华盛顿大学时,在他的学生Devligence)的“雄心勃勃的广为参与的努力”。然而唯的部分。如果试图把这些也一笔勾销,那
4、么,从长程一的问题是,似乎没有一个人能说清什么叫“知识来看对数学行业的损害将大于好处。我曾与Dennis与分配智力”!依我个人的观点看来,至今还没有一Sullivan闲谈到关于在家庭时间与研究时间之间所项重大的成就是出于委员会的推荐而取得的。在美发生的矛盾。他提醒,在周末这种场合告诉你配偶国有一纸令人沮丧的立法,称作“政府行为及后果说你要去搞数学“工作”绝对不是个好主意;诚实一法案”,它促使所有的基金代理机构对每个计划与点,告诉他或她说你要去玩一玩数学。合同实行不间断的评估。对于在经过5年研究之后却没有发表过一篇文章的Wiles来说,能对他们说还有什么?些
5、什么呢?我们应该老老实实告诉这些机构,我们常常并不知道一些研究思想将会引向何处,但希望国际数学家大会的目标必定是要使所有数学它们能够澄清某个问题。当然他们对于从事一系列家之间的交流变得容易,这表明我们必须时常反复的探索给以资助是理所应当的,而要与我们订合同思考,怎样才能最好地把我们的成果向别的领域的去证明这个或那个定理,却是不恰当的,更不用说专家们作解释。每个发言者必须想一想什么是他或企望我们迈出什么有益于人类的具体步伐了。她想要分享的最有意义的新见解。我们必须愿意从我们应该老实告诉他们,确确实实,我们在别的领域中去努力寻求思想,不管是纯粹的还是应“玩”数
6、学,乐在其中,我们也真正觉得数学不但美用的,只要对我们是适合的。这些似乎是老生常谈,丽而且有用。但我相信这实际上是做起来难、忘起来容易的事。这可能与严格的道德准则不相容,但这“玩”与(胥鸣伟译李文林校责任编辑蔡德诚)这爱美之心都是我们探索更深理念的一个不可分10ScienceandTechnologyReview4ö1999Sen的协助下对卡西米尔效应进行了精确的测学中得到的关于零点能的能谱密度的表达式插入[3]量。该测量结果与卡西米尔对这一特殊的板间距到广义相对论的能量张量中,计算出了单个真空振95和几何构形所预测的理论结果相差不超过5%。动的能量密度(
7、与之等价的质量)的量级是10gö3Lamoreaux在他的实验中,采用镀金石英表面作为cm。他认为高频模态的零点能有如此高的能量密他的金属板。一块板固定在一个灵敏的扭摆的端度,以至时空扭曲成微小的称之为“虫洞”(worm部。如果该板向着另外一块板移动,则摆就会发生holes)的超空间的长丝。这个虫洞可以提供连接不扭转。一台激光器可以以0.01微米的精度测量扭同的三维空间或是不同的平行宇宙之间的通道。这-33摆的扭转。向一组压电元件施加的一股电流使一块些虫洞的洞口的量级为普朗克长度(10cm),比电卡西米尔板移动;而一个电子反馈系统则抵消这一子的直径还小20
8、个数量级。在三维空间中表现为移动,使扭摆保持静止。零点能效应就表现
