摘要：“真空”究竟是什么？它是空无一物的虚无空间，还是蕴含能量和神秘现象的场所？从古代哲思到现代科学，人类对“空”的理解经历了深刻演进。如今，没有真空就没有太空探索，也没有现代科技的飞跃，而关于对“空”的终极追问，仍是物理学持续探索的前沿。

“真空”究竟是什么？它是空无一物的虚无空间，还是蕴含能量和神秘现象的场所？从古代哲思到现代科学，人类对“空”的理解经历了深刻演进。如今，没有真空就没有太空探索，也没有现代科技的飞跃，而关于对“空”的终极追问，仍是物理学持续探索的前沿。

5月17日，首都科学讲堂举办了一场别开生面的科普讲座，特邀中国科学院大学物理科学学院教授、中国真空学会副秘书长、《真空科学与技术学报》副主编张余洋开讲《真空真的是空的吗？》，讲座带领公众“穿越”古今，深入探索了“真空”背后的科学世界。

讲座伊始，张余洋教授以诙谐生动的方式回顾了人类对于“空”的认识演进。在古希腊，自然哲学家德谟克利特提出了“原子论”，认为世界由原子和虚空组成，首次将“真空”作为自然存在纳入思考。而另一位哲学家亚里士多德则对“真空”持否定态度，提出“大自然讨厌真空”的思考。

直到17世纪，意大利科学家托里拆利通过著名的水银气压计实验，首次在实验上成功制造出并识别了‘人工真空’，从而奠定了现代真空科学的基础。他将一根密闭的水银管倒插入水银池中，发现水银柱无法完全填满管子的上部空间，留下的空隙被定义为“托里拆利真空”。接下来，德国科学家格里克的“马德堡半球实验”紧随其后，更用直观形象的方式证明了大气压力的强大力量，并在当时的公众中引起广泛关注。

张教授介绍，这些历史实验不仅改变了人类对“空”的认识，也奠定了现代真空科学发展的基础。“到底什么是真空？在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态或稀薄的气体状态就可以称为真空，而我们现在生活的每一天，都已经完全离不开真空。”接下来，他也向观众展示了真空在现代科技中的核心地位。

在半导体制造领域，真空环境被用于芯片光刻、薄膜沉积、离子注入等关键工艺，是保障纳米级精度和清洁度的“隐形工人”。在航天科技中，真空不仅是卫星和航天器运行的自然环境，更是地面模拟空间环境、测试材料和设备性能的基础条件。此外，高能粒子加速器、量子通信实验、材料表面分析等前沿研究中，也都依赖于高度可控的真空环境。

在张教授的娓娓道来中，公众了解到从机械泵、分子泵到离子泵，人类已经可以制造出10-12帕的极高真空，这比典型星际空间还低几个数量级。而在测量技术方面，现代真空计已经能够精确捕捉到极其微弱的气体分子变化，使得真空状态的获取和监测更加可靠与高效。

“当我们把视角从宏观拉向微观，真空又展现出另一幅崭新图景。在量子物理的视野中，真空更远非‘空无一物’”。以“量子真空”为关键词，张余洋教授又为公众打开了一扇新的理解现代物理的重要窗口。他表示，即便在看似完全空无的空间中，量子场仍处于不断涨落的基态，即‘量子真空态’。这一状态虽然不包含真实粒子，却具有非零的零点能量，这些能量可以引发诸如“卡西米尔效应”（两块平行金属板之间因真空涨落而产生微小吸引力）等不可见但可测的神奇现象。

“所以我们说，真空不但不空，而且是一个看不见的、总在沸腾的舞台！”讲座尾声，张教授精妙的总结引起了在场观众经久不息的掌声和随后互动环节踊跃的提问，张余洋也一一悉心回复了青少年观众关于“‘托里拆利真空’实验和‘离子泵真空’哪种真空度更高”等有趣的问题。

在讲座最后，张余洋教授也鼓励广大青少年和公众更多地关注基础科学，尤其是像真空这样“看不见”“摸不到”的领域。他表示，目前我国在真空领域已无“卡脖子”问题，但仍有许多待探索的科学问题，在不断激发着人类文明持续向未知拓展的勇气与能力。

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来源：光明网一点号