為什麼真空態可以什麼粒子都沒有，也可以什麼粒子都有？

01-25

今天上量子力學時老師這麼說，是因為粒子在不斷產生和湮滅嗎？

經追問，提問者問的是量子力學中的 vacuum state 真空態 [1]。定義為能量最低的狀態，而不是空的狀態。不過一般來說的確沒有粒子，所以叫真空態。

你的解釋基本是對的，因為真空中也有量子漲落 [2]。記 A 為湮滅算符，A" 為產生算符。計數算符為 N=A"A。&<0|N|0&>=0 沒有粒子。但是通常 [N, H] != 0，既粒子數可能變化。這算是漲落的一種表現。

所以真空態中實際存在稍縱即逝的電磁波和粒子。

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_state

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_fluctuation

[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_particles#Virtual_particles_in_vacuums

霍金在《果殼中的宇宙》一書中說：按照不確定性原理，沒有什麼東西的能量能是絕對的０（否則它的位置精確地不變，位置變化和動量變化都為０，違反不確定性原理），故此真空也是有能量起伏的。這樣的話，真空便可以看作一直有不斷產生一些「虛擬粒子」，分離，最後再湮滅，這樣的看法與實際觀測到的結果是吻合的，於是從實證主義出發，我們便可以認為真空中真的存在這些虛擬粒子。

謝邀，因為平直態在數學上可以人為變換為任意頻率的疊加

真空可以理解為除了空間以外什麼都沒有，所以不可能有什麼粒子，但，也有物理學家認為其實宇宙中的一切都只是空間扭曲的結果，不同的事物只是曲率不同而已，正如愛因斯坦就認為引力場的實質就是空間的扭曲的結果

這個問題目前好像還沒有確定的答案，但不過可以肯定的是，真空不是沒有東西，沒有任何粒子的。你可以想想，像光子，是無靜止質量，但它可以說是一種粒子。或許還有其他一些的東西存在，只是現在的我們無法探測吧。

看看這樣的啊。。。。