什么是零点能量？(the zero-point energy?)

零点能是存在于所有空间的少量能量。它也被称为真空能。换句话说，零点能是量子力学物理系统可能具有的最低能量，也被称为基态能量。近几十年来，这个术语和概念被自由能的伪科学倡导者所利用，但它最初是由爱因斯坦和奥托-斯特恩在1913年提出的。与零点能对应的量子力学系统被称为零点场。...

The concept of zero point energy states was first proposed by Albert Einstein and Otto Stern in 1913.

零点能是存在于所有空间的少量能量。它也被称为真空能。换句话说，零点能是量子力学物理系统可能具有的最低能量，也被称为基态能量。近几十年来，这个术语和概念被自由能的伪科学倡导者所利用，但它最初是由爱因斯坦和奥托-斯特恩在1913年提出的。与零点能对应的量子力学系统被称为零点场。

零点能量的存在已经在所谓的卡西米尔实验中得到了证实。卡西米尔实验包括将两块不带电的金属板在真空中非常紧密地放在一起。敏感的设备显示，即使在完全没有任何其他力量的情况下，两者之间也存在轻微的吸引力--或者有时是排斥力，这取决于安排。

这可以用虚拟粒子每秒在板块周围连续闪烁几十亿次来解释。板块之间的分离程度限制了可以闪烁存在的粒子类型，如果板块非常接近，这就产生了一个向内的净压力。当板块彼此相隔10纳米（约为原子直径的100倍）时，压力相当于约1个大气压。

卡西米尔效应所表现出来的零点能量非常小，所以它能否被利用来创造 "自由能源 "设备是非常值得怀疑的，就像人们几十年来一直声称的那样。然而，卡西米尔效应是一个非常有趣的物理现象，也是一个正在研究的领域。由于卡西米尔效应在没有电磁电荷的情况下成为在非常短的长度尺度上运行的主导力量，了解它对于设计小型机器，包括微型机器和纳米机器非常重要。

早期对零点能量大小的计算是，一立方米真空中的总能量足以煮沸世界上所有的海洋。这个数字可能激发了非物理学家的幻想，认为可以很容易地利用它来产生自由能源。然而，很明显，这种计算似乎与热力学第一定律和我们对宇宙学的理解相矛盾。它没有考虑到大爆炸时能量的初始值会随着宇宙的膨胀而逐渐减少。这种混乱导致物理学家们大力推动建立一个与观察结果一致的零点能量密度模型。

发表于 2022-02-09 10:56
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分类：科学

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