物理学并没有被智子锁死，声音真的可以在真空里传播，什么原理？

物理学并没有被智子锁死，原来声音真的可以在真空里传播，在特殊条件下就行，只不过不是太远。但是绝不是颠覆了物理学对于声音传播的定义，而是在量子力学中，没有什么是理所当然。

▲声波穿过真空间隙（艺术图）

我们知道，声音传播传递需要介质，因此真空中声音自然无法传递。但是，这里的前提的是“真空为空”，如果“真空不空”，那么声音就可以传递了。或许，真空中的宇宙，比我们听到的要丰富的多，只不过我们现在还没有能力听到。

▲2019年中科院物理研究所刊文报道：声音可以在真空中传播

俗话说“遇事不决，量子力学”。在量子力学角度，真空并不是空无一物，而是有量子场在其中波动，就如同无数个小球在其中跳动。

它的理论依据是：一个物体的位置和速度不可能同时测准，也就是说物体不可能完全静止下来（否则速度精确为零）。这也就意味着，即使处在最低能量的状态，能量也不可能为零。

量子涨落示意图

所以，在量子场理论中，真空中有存活时间很短虚正反粒子对，并且一直在真空中生成和湮灭，形成“量子真空涨落”，又称“量子涨落”或“真空涨落”。

▲卡西米尔效应示意图

1948年，荷兰的一位名叫德里克·卡西米尔基于量子场论的真空量子涨落观念提出：真空中两片中性不带电的金属板会出现吸引。

相当于告诉大家，在真空中，即便没有强力、弱力、电磁力和引力这宇宙四大力影响，还有一种潜在的能量会存在。

卡西米尔也不是胡乱说的，他做了一个实验，发现了真空中两片中性（不带电）的金属板会出现吸力。并且，卡西米尔还检测到在10纳米（大概是一个原子尺度的100倍）间隙上，卡西米尔效应能产生1个大气压的挤压吸引力。为了纪念这个发现，人们称这种现象为“卡西米尔效应”。

▲卡西米尔效应

2011年6月9日，据英国《每日邮报》报道，瑞典的一个物理学家小组实现了真正意义上的无中生有——从真空中创造出一束粒子流（闪光），并且还成功捕捉到实粒子。

当然，任何学术或者理论的发展都充满了辩证，随着时间的推移，科学家们已经将卡西米尔效应所说的“真空中两块平行金属的压力”拓展到了“任意键介质系统的自由能及分子力”，也就是“范德华力”。实际上，物理学家们发现卡西米尔力与范德华力都是分子间作用力，其本质都是量子涨落。

▲真空环境下的热传递

后续，物理学家观测到了“真空热传导”，加州大学伯克利分校的张翔团队也用了四年时间完成了真空环境下热传导的测量任务。

他们研究了得出结论：高温物体的能量向低温物体传播的过程，物体中间隔着350-800 nm厚的真空。他们发现当距离小于500 nm时，热量能通过声波的形式进行传播。同样，张翔团队也发现了声音可以在上述环境下传递。

▲张翔团队2019年论文截图

2023年7月14日，芬兰物理学家首次实现了让声波在两个氧化锌晶体之间极小的真空传输。原理则是利用氧化锌晶体这种压电材料，产生电荷，在纳米尺度下，可以通过“将声音的振动波转化为物体之间电场内的涟漪”实现传递。但是他们也发现有耗损，或者不能完全传播，但是有时又能100%“跃过”真空。

这其中的原理还有待于进一步揭示，但是对于证明“真空不空”这个理论，无疑又是一个次有效的尝试。

那么，根据美国国家工程院院士、中国科学院外籍院士张翔教授，关于真空状态下能量和声音的传递的实验，加上此次芬兰物理学家的实验，也许我们的物理教科书就会出现“第四种热量传递方式”和“真空条件下声音如何传递”的新知识。

最为重要的是，在量子力学领域，将会开启量子热力学和声学的新大门。一些基于这些理论的散热、传声方式将会彻底改变，比如纳米级别的芯片散热问题，微型电机研制等都会受益。