真空衰變的意思是說(shuō),我們現(xiàn)在所處的真空不是能量最低的,也就是說(shuō)不是真正的真空,它會(huì)慢慢衰變到真正的真空去。
那么首先就有一個(gè)問(wèn)題:什么是真空?按照通俗的說(shuō)法,真空就是什么都沒(méi)有:沒(méi)有分子、原子、質(zhì)子、電子,沒(méi)有一切基本粒子。而組成物質(zhì)的基本粒子,按照?qǐng)稣摰睦斫猓且恍┘ぐl(fā);而真空就是沒(méi)有這些激發(fā),處在能量最低態(tài)。所謂激發(fā),是指輸入了一些能量之后,多出來(lái)的那些態(tài)。比如,一個(gè)湖面,它的能量最低態(tài)是水面很平、沒(méi)有波瀾的狀態(tài);而給它輸入一些能量,比如投一塊石頭,它就會(huì)多一些漣漪。如果把真空比作平靜的湖面,那么各種基本粒子就是它上面的漣漪。
(或許也可以用凝聚態(tài)來(lái)類(lèi)比:真空就好比固體的基態(tài),而像電子、空穴這些激發(fā),就是在這種“真空”中的“基本粒子”。)
總之,真空的定義是能量最低的狀態(tài)。那么這樣一來(lái),就產(chǎn)生了一個(gè)很自然的問(wèn)題:這套理論是符合現(xiàn)實(shí)世界的嗎?比如說(shuō),在實(shí)驗(yàn)中,如果我們把所有粒子都去掉,留下來(lái)的那個(gè)狀態(tài),真的是能量最低態(tài)嗎?其實(shí)不一定。還是用剛才那個(gè)湖的例子?,F(xiàn)在我們假設(shè),那不是別的湖,正是長(zhǎng)白山天池。如果我們是很小的浮游生物,這片湖就是我們已知的所有世界;那么對(duì)我們來(lái)說(shuō),把湖面看作真空,是足夠描述我們所有已知的事實(shí)的。但是可惜的是我們比浮游生物大得多,我們明明知道天池海拔兩千多,而大海才是能量更低的狀態(tài)。如果世界上的運(yùn)動(dòng)都趨向于讓能量更低,那么天池里的水遲早應(yīng)該全流到海里???,對(duì)應(yīng)著從一個(gè)“偽真空”衰變到真正的真空。
但是我們知道天池不會(huì)流進(jìn)大海,因?yàn)樗車(chē)h(huán)山,而水是不會(huì)自動(dòng)翻過(guò)山的。真空衰變也是這樣:從“偽真空”到真的真空,要翻過(guò)一個(gè)能量的勢(shì)壘。
總之么,真空衰變就是指:從一個(gè)能量比較高的“偽真空”慢慢變成一個(gè)能量更低的真·真空的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程會(huì)很長(zhǎng),在整個(gè)人類(lèi)的有生之年基本是不會(huì)有什么影響的;而就算變過(guò)去了,也不意味著物理定律一定會(huì)變得面目全非——比如說(shuō),長(zhǎng)白山天池的小漣漪和太平洋里的海嘯的區(qū)別其實(shí)也沒(méi)那么大。