古語有云，萬物生于有，而有生于無。那么物質(zhì)真的能夠憑空產(chǎn)生嗎？

在大多數(shù)人的認(rèn)知中，真空中空無一物，空間中沒有任何粒子，完全是虛空。實(shí)際上，真空并不空，并不存在絕對真空。

量子場論認(rèn)為，真空中其實(shí)蘊(yùn)含著巨大的本底能量。根據(jù)美國物理學(xué)家惠勒的估計(jì)，真空的本底能量密度可能高達(dá)10∧13 J/cm3。這股能量也被稱作真空零點(diǎn)能，即使在絕對零度條件下也存在。

真空中的這股能量會(huì)以粒子的形態(tài)表現(xiàn)出來。科學(xué)家認(rèn)為，真空中會(huì)憑空出現(xiàn)大量的虛粒子對，它們一正一反，然后又在極短的時(shí)間內(nèi)湮滅消失，。它們時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，幾乎在任何時(shí)空角落都存在這種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被稱為真空量子漲落。

真空中存在量子漲落，這一結(jié)論可以從德國物理學(xué)家海森堡于1927年提出的不確定性原理推導(dǎo)出來。而不確定性原理是量子力學(xué)中的核心觀點(diǎn)之一，即我們不可能同時(shí)知道一個(gè)粒子的位置和速度。

1948年，荷蘭理論物理學(xué)家卡西米爾就對此作出了預(yù)言，認(rèn)為如果真空中確實(shí)存在能量漲落，那么就必然存在一種現(xiàn)在被叫作卡西米爾效應(yīng)的現(xiàn)象。只是當(dāng)時(shí)還沒有條件完成這樣高精度的實(shí)驗(yàn)。

時(shí)間到了1996年，美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家首次利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一想法。

科學(xué)家在真空中平行放置了兩塊電中性金屬板，并讓這兩塊板子靠得非常近。由于金屬板的存在，量子漲落受到干擾，那么在這兩塊平行金屬板之間的虛粒子對的數(shù)目就要比板子外面少，此時(shí)兩塊金屬板的內(nèi)外就形成了能量差，這兩塊板子就會(huì)在真空中受到一種使它們彼此相互靠近的力——卡西米爾力。

1996年的那次實(shí)驗(yàn)成功測得了這種力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在10納米間隙上（大概是一個(gè)氫原子尺度的100倍），卡西米爾效應(yīng)大約能產(chǎn)生1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力。

由此可見，真空中無處不在的量子漲落是真實(shí)存在的。

量子漲落過程中存在虛粒子對，在某些條件下，虛粒子可以轉(zhuǎn)化為實(shí)粒子。

例如，對于發(fā)生在黑洞事件視界邊界處的量子漲落，若一對虛粒子中的其中一個(gè)粒子掉進(jìn)了黑洞，另一個(gè)粒子由于失去了與之發(fā)生湮滅的對象，那么此時(shí)它就會(huì)轉(zhuǎn)化為實(shí)粒子。在我們看來，黑洞似乎向外輻射出了粒子，這就是霍金輻射。

真空中能夠此起彼伏的生成虛粒子，并且在一定條件下還能夠?qū)嵨锘?，這樣看起來確實(shí)是無中生有，宇宙中的物質(zhì)確實(shí)能夠憑空產(chǎn)生。

只是，在我們看來空無一物的真空并不空，充滿了能量漲落，就是一片能量海。也就是說，看似物質(zhì)憑空產(chǎn)生，實(shí)際上是因?yàn)檎婵罩斜緛砭痛嬖谝还杀镜啄芰俊?/p>

對于這無處不在的真空能量，未來如果能夠加以利用，它將是星際航行過程中真正取之不盡、用之不竭的能源，比核能、反物質(zhì)能還好。

宇宙中的物質(zhì)不管是以粒子形態(tài)存在，還是以場態(tài)存在，總是存在質(zhì)量或者能量，且質(zhì)量和能量守恒，既不可能憑空消失，也不可能憑空產(chǎn)生。而愛因斯坦用簡潔的質(zhì)能方程告訴我們，質(zhì)量和能量其實(shí)是一回事，并不是很多人理解的質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化。物體的質(zhì)量就是它所含能量的量度；物體蘊(yùn)含的能量增加了，它的質(zhì)量也會(huì)增加。

很多人認(rèn)為，在正反物質(zhì)湮滅過程中，物體的質(zhì)量百分百轉(zhuǎn)化成了能量。這里所謂的質(zhì)量化能量，實(shí)際上是實(shí)物粒子轉(zhuǎn)化成了光輻射，物質(zhì)換了一種存在形式。而且，現(xiàn)在科學(xué)家也已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了光到實(shí)物粒子的形式轉(zhuǎn)變，只需將兩束高能激光相互作用后就能生成正反電子對，

光本質(zhì)上是電磁波，由于波粒二象性的存在，既可以將它看作粒子，也可以看作光波。光子由于沒有靜質(zhì)量，因此可以認(rèn)為它是一種純能量形態(tài)的物質(zhì)。

總之，物質(zhì)不滅，根本不可能無中生有，有能量存在就意味著有物質(zhì)存在，不是什么能量變物質(zhì)，只是存在的形式不同罷了。真空不空意味著，看似空空蕩蕩的宇宙，實(shí)際上充滿了各種形態(tài)的物質(zhì)，比如，暗物質(zhì)和暗能量。雖然我們看不見、摸不著，但那也只是有別于普通物質(zhì)形態(tài)的其它存在形式。