要解决上述矛盾，人们就必须知道真空的物理性质是什么。可是在今天的物理研究里面，大部分人都回避这个问题。可能是因为它太复杂了，太难解决了。而且由于它是一个老题目，很难用它来申请研究经费。所以，很多理论物理学家就拿真空当成一块华丽的地毯，把他们理论里面所有不知道的东西都扫到这个地毯的下面藏起来。

今天，人们普遍认为粒子就是真空的一种激发态。然而，我们对于真空的物理性质并不十分了解，目前掌握的主要是一些计算模式。此外，当人们提到“真空”时，它的含义往往并不清楚。“真空”一词在不同的语境下可能意味着不同的东西。例如，在人们谈到一个机械系统时，“真空”通常代表着物质之间的“空无一物的空间”。然而，在量子力学中，“真空”并非空无一物，它代表着量子系统的基态，可以通过激发该基态从而产生粒子。一些宇宙学理论中，“真空”被认为是具有高度复杂性质的预先存在的实体，其中的空间和时间可能都没有明确的定义。从这种预先存在的真空的局部波动中甚至可以产生多个宇宙。因此，物理学中至少有三种不同的“真空”概念，即机械真空、量子真空和宇宙真空。

今天的量子物理理论已经非常成熟。不过，对于量子真空的物理性质却一直没有明确的解释。事实上，不少著名的科学家对真空曾有过许多不同的看法。例如，在19世纪，许多科学家认为真空充满着一种叫作以太的介质，但这个以太假说后来因为没有受到实验的支持而被放弃了。

至于爱因斯坦，虽然他对真空是很有兴趣的，但没有成功建立起一个清楚的概念。事实上，他对真空的看法前后很不一致。例如，当他在1905年写狭义相对论论文的时候，他认为以太是不存在的。可是，1920年，当他在莱顿大学发表“以太和相对论”演讲的时候，却说：“否认以太最终会令人认为空间没有任何物质。这种观点并不符合力学的基本事实……重述一下，我们可以说，根据广义相对论，空间被赋予了物质特征;因此，在这个意义上，存在一个以太。根据广义相对论，没有以太的空间是不可想象的；因为在这样的空间里，不仅没有光的传播，而且也不存在空间和时间的标准。”

目前，我们对于真空的具体物理性质的认识仍然很浅。但无论是今天的主流宇宙学理论还是量子场理论，真空都不是空的。事实上，有一些著名的实验已经清楚地显示出真空具有特殊的物理性质。这些实验包括：真空极化效应（effects of vacuum polarization）、兰姆位移（Lamb shift）和卡西米尔效应（Casimir effect）。这些实验显示真空的可极化，真空对于原子内的电子运动的影响，以及真空能量的可量度性。所以，已经有不少可靠的实验证据，显示“真空”并非一个空无一物的空间。

那么，如果真空并非空无一物，宇宙里是否应该会有一个静止的参照系统呢？

【注释】

[1]由于物体的速度与动量是成正比的，因此一个粒子的位置和速度不能被同时精确地测定。

[2]《新世纪的物理学》( Physics for a New Century,AIP Publication on History,Vol.5,1986)。(www.daowen.com)

[3]爱因斯坦的原文是：“In all coordinate systems in which the mechanical equations are valid,also the same electrodynamic and optical laws are valid...We shall raise this conjecture (whose content will be called“the principle of relativity”hereafter) to the status of a postulate...”［A.Einstein.On the electrodynamics of moving bodies (1905) in The Collected Papers of Albert Einstein,the Swiss Years: Writings,1900-1909,Vol.2,transl.Anna Beck,J.Stachel et al,Ed.(Princeton Univ.Press,Princeton,1990).］

[4]由于爱因斯坦后来成了非常著名的科学家，许多人就不知道庞加莱的贡献了。

[5]爱因斯坦信里面所指的德布罗意是物理学家路易·德布罗意的哥哥。他的名字叫作摩里斯·德布罗意，他是一位法国贵族（公爵），同时也是一位在欧洲很有地位的实验物理学家。

[6]R.Bach et.al.Controlled double-slit electron diffraction.New Journal of Physics,Vol.15.(2013).

[7]《费曼物理学讲义》第一卷，37—11页。

[8]《费曼物理学讲义》第一卷，37—1页至37—2页。

[9]详见作者的科学网博文《我的量子物理探索之路》，链接：http://blog.sciencenet.cn/blog-226454-1208105.html。

[10]“Gravity and State Vector Reduction”,in:“Quantum Concepts in Space and Time”(1986),R.Penrose and C.J.Isham,ed.