真空：無限能量的源泉
質子大小的真空區所包的能量可能與整個宇宙中所有物質所含的能量一樣多
去年，美國芝加哥伊利諾伊大學電氣工程教授喬丹·麥克萊得到了國家航空和宇航局為他研究真空能量提供的經費。他的研究項目是位於俄亥俄州克利夫蘭的國家航空和宇航局格倫研究中心「突破性推進物理學」計劃的一部分。該計劃的目標是尋找有可能為航天器提供動力的新的推進方法。他的計劃是製造一台微型機器，對這種真空能量及其產生的動力進行測量。如果一切進展順利的話，麥克萊有可能抓到一條巨大無比的魚。他希望能找到一種利用這種動力的辦法，讓它們去完成諸如驅動微型活塞、加熱冷水乃至為航天器提供動力等。
大多數人認為，真空是空蕩蕩的。但是，根據量子電動力學（一門在非常小的規模上描述宇宙行為的理論），沒有比這種觀點更加荒謬的了。實際上，真空中到處充滿著稱作「零點能」的電磁能，這正是麥克萊希望加以利用的能量。「零點能」中的「零」指的是，如果把宇宙溫度降至絕對零度（宇宙可能的最低能態），部分能量就可能保留下來。實際上，這種能量是相當多的。物理學家對究竟有多少能量仍存在分歧，但麥克萊已經計算出，大小相當於一個質子的真空區所含的能量可能與整個宇宙中所有物質所含的能量一樣多。
1948年，荷蘭物理學家亨德裡克·卡西米爾提出了一項檢測這種能量存在的方案。從理論上看，真空能量以粒子的 形態出現，並不斷以微小的規模形成和消失。在正常情況下。真空中充滿著幾乎各種波長的粒子，但卡西米爾認為，如果使兩個不帶電的金屬薄盤緊緊靠在一起，較長的波長就會被排除出去。接著，金屬盤外的其他波就會產生一種往往使它們相互聚攏的力，金屬盤越靠近，兩者之間的吸引力就越強。1996 年，物理學家首次對這種所謂的卡西米爾效應進行了測定。
麥克萊希望再前進一步，並在威斯康星州里奇蘭成立了量子場公司，以發展自己的設想。他和另外一些科 學家對卡西米爾效應產生的排斥力和吸引力進行了計算。麥克萊分析的重點不是金屬盤，而是微型金屬盒。麥克萊稱之為「空腔」。金屬盒的每個面均不超過1微米。
實驗證明，卡西米爾力 及其方向取決於空腔的形狀。他說： 「如果一個空腔的形狀與比薩餅盒相同，那麼對金屬盒兩個寬面的壓力會 ．使它們靠攏，但對兩個窄面的壓力會使它們互相分離。麥克萊發現，這種空腔最有趣的地方是它又長又薄，大小與一個大腸桿菌不相上下。這種空腔的一個重要特點是其中一個寬面處於完全平衡的狀態：內向與外向真空壓力完全相等。不過，這是一種脆弱的平衡。這恰恰是它讓人感興趣的地方。
麥克萊打算製造一個處於平衡狀態的一面（稱為盒蓋）可以自由移動的金屬盒。倘若盒蓋從平衡點向內略微移動，空腔內的真空壓力將下沉，盒蓋將進一步向內收縮。倘若盒蓋向外移動，則結果正好相反，盒蓋向外擴張。由此產生的位移是非常小的，不到100毫微米。盒蓋將被吸附在一條微型彈簧上。因此。當盒蓋移動時，微型彈簧會被拉長或縮短，並且往往會返回原處。麥克萊希望，通過小心翼翼地使空腔的真空壓力和彈簧的彈性力保持平衡。並恰到好處地向盒蓋施放初始脈衝，他能夠製造出一個由卡西米爾力驅動的微型振蕩器。
麥克萊打算分幾個步驟攻克這一難題。卡西米爾排斥力一直未被測定，因此他的首要任務是看一看自己是否能完成此項工作。第二步是對形狀不同的空腔表面上的內向力和外向力進行測定，觀察它們是否與預測值相符。如果一切順利，他將準備製造一個共振空腔。
製造實驗性裝置的工作交給曾擔任微電子機械光學儀器公司的總裁和原子能工程師的羅德·克拉克來完成。該公司是一家制過微電子機械設備的公司。為了用硅製造出麥克萊的空腔，克拉克希望採用把傳統的平版蝕刻技術與澱積技術結合起來，這項技術過去用於製造集成電路。
麥克萊和克拉克目前的計劃是，在基片上製造一排由數百空腔組成的無蓋空腔，然後製造一個以蓋住整排空腔的蓋盒。這個蓋盒將懸掛在整排空腔上方的彈簧上，並一點點移向蓋盒。最初蓋盒應保持不動，但當空腔靠近到足夠近的位置時，真空壓力差異會引起蓋盒移動，甚至可能產生振動。透過顯微鏡仔細觀察蓋盒的表面，可以測出蓋盒的位移，而且精確度極高。
他倆希望在享受國家航空和宇航局資助的三年內能製造出三代裝置。
摘自世界科技譯報
這個小圓球提供了宇宙會一直膨脹下去的證據！ 這顆直徑稍比百分之一公分大的球，會在真空能量起伏(energy fluctuations)的推動下，移向表面平坦的平滑區域。 這種吸引力稱為卡西米爾效應 (Casimir Effect)，它的發現者在五十年前提出這種效應，目的在了解為什麼像美奶滋這種液體，流動的速度為何會如此之慢。 現在已經有相當多的證據顯示，宇宙中大部份能量密度的形態仍然未知，目前暫時被稱為是暗能量。 雖然目前對暗能量的形態和起源幾乎完全未知，不過科學家認為它可能和空間本身所產生的真空起伏有關，或者說是和卡西米爾效應可能有關聯。 這種巨大但神祕的暗能量，在重力上會排斥所有的物質，因此可能會造成宇宙不停地膨脹。 了解真空起伏，是現在科學研究的最前緣題材，它不但有助於我們了解宇宙，也可以幫助我們找出防止微機械零件粘著在一起的方法。
真空零點能（Zero point energy）
量子理論預示，真空中蘊藏著巨大的本底能量， 它在
絕對零度條件下仍然存在， 稱為
真空零點能。對
卡西米爾（Casimir）力（一種由於真空零點電磁漲落產生的作用力）的精確測量，證實了這一物理現象。
現代科學認為真空並不意味著一無所有，真空是由
正電子和負電子旋轉波包組成的系統，
這種過程的動態能量可以作為工業能源、未來星際航行能源以及家庭生活等諸多領域的能源。量子真空是一個非常活躍的空間，它充滿時隱時現的粒子和在零點線值上漲落的能量場。而與這種現象伴生的能量，被稱為零點能，也就是說，即使在絕對零度，這種真空活性仍然保持著。早在1891年，
科學家忒斯拉（Nikola Tesla）在一次演講中就提到：
幾個世紀之後，也許我們可以從宇宙中的任意一點提取能量來驅動我們的機械。用今天的科學語言解釋，這種能源就是真空零點能，或稱空間能、自由能等。
關於零點能的設想來自量子力學的一個著名概念:海森堡測不准原理。該原理指出：
不可能同時以較高的精確度得知一個粒子的位置和動量。因此，當溫度降到絕對零度時粒子必定仍然在振動；否則，如果粒子完全停下來，那它的動量和位置就可以同時精確的測知，而這是違反測不准原理的。這種粒子在絕對零度時的振動（零點振動）所具有的能量就是零點能。狄拉克從量子場論對真空態進行了生動的描述，把真空比喻為
起伏不定的能量之海。J. Wheeler估算出真空的能量密度可高達1095 g/cm^3。
1948年，
荷蘭物理學家亨德裡克·
卡西米爾提出了一項檢測這種能量存在的方案。從理論上看，真空能量以粒子的形態出現，並不斷以微小的規模形成和消失。在正常情況下。真空中充滿著幾乎各種波長的粒子，但
卡西米爾認為，如果使兩個不帶電的金屬薄盤緊緊靠在一起，較長的波長就會被排除出去。接著，金屬盤外的其他波就會產生一種往往使它們相互聚攏的力，金屬盤越靠近，兩者之間的吸引力就越強。1996 年，物理學家首次對這種所謂的
卡西米爾效應進行了測定。
華盛頓大學Lamoreaux在他的學生Dev Sen協助下，對
卡西米爾效應進行了精確的測量，該測量結果與
卡西米爾對這一特殊板間距及幾何構形所預測的力相差不超過5%。Lamoreaux在他的實驗中，採用鍍金石英表面作為他的金屬板。另外一塊板固定在一個靈敏扭擺的端部。如果該板向著另外一塊板移動，則擺就會發生扭轉。一台激光器可以以0.01微米的精度測量扭擺的扭轉。向一組壓電組件施加的一股電流使
卡西米爾板移動；而另一電子反饋系統則抵消這一移動，使扭擺保持靜止。零點能效應就表現為保持擺的位置所需的電流量的變化。
Mohideen等人在
加州理工學院作的實驗中，在0.1到0.9μm的範圍內，用原子力顯微鏡對
卡西米爾力進行的測量結果，與理論值相差不到1%。
如果零點能可以提取，無疑將是人類所能夠利用的最佳能源了。它是潔淨，廉價的能源，是大自然給予人類的「免費的午餐」。宇宙中所有的物質都來源於零點電磁漲落能，我們身上的每一個物質粒子不停地與真空零點能發生能量交換，也就是，沒有任何一個物理體系稱得上是孤立體系的。根據物理真空的性質，我們可以從空間任何一點提取零點能，並轉換成我們所需要的能量形式。原子中電子繞核轉；太陽系中，行星繞太陽轉，幾十億年永不停息；超導和超流現象，這些都是大自然給我們的關於能源的啟示。