真空問題既是一個老問題，又是一個新問題。說它是一個老問題，因為從古代起它就是一個重要問題，說它是一個新問題，因為在當代物理前沿它仍然是一個大問題。
古代對「真空」的認識
01
在古代，關於真空的看法基本上有兩種：一種承認有真空，有虛無一物的空間，有作為獨立存在的空間，如德莫克利特哲學，就以原子與虛空為基本觀念，原子在虛空中運動，它們聚合成萬物；另一種否認有真空，沒有虛無一物的空間，如亞里斯多德哲學，就排斥虛空觀念，認為以太充滿整個宇宙空間。這裡涉及到空間與物質的關係，空間或者作為獨立實在而存在，或者僅僅能夠作為物質的屬性（廣延性）存在。在這兩種情況下，能否出現沒有任何物質的空間呢？在古代，憑藉人類很低的實踐水平與認識能力，當然不能解決這個問題。
近代對「真空」的認識
02
到了近代，關於真空的基本觀念仍然有兩種，但因為有了科學實驗基礎上的自然科學研究，問題大大深化了。
一種意見承認有真空，即承認有「空虛」空間存在。其中既有古代原子論的繼承者，又有以太與場論的支持者。實際上，不僅牛頓力學，而且麥克斯韋電磁場理論，以致愛因斯坦狹義相對論，均承認「空虛」空間。從牛頓的慣性定律到愛因斯坦的光速不變原理，均以「空虛」空間作背景，慣性定律肯定物體在「空虛」空間中能夠保持靜止或勻速直線運動，光速不變原理肯定光在「空虛」空間中能夠保持以不變速度直線傳播。以太與場論的支持者基本上是在肯定「空虛」空間基礎上，認為以太或場充滿整個「空虛」空間。
當然還有另一種意見，否認有真空，不承認有「空虛」空間，笛卡爾就持這種意見，他認為空間是廣延性，沒有離開物質的廣延性，他也是以太論者。
在近代，猶如古代一樣，仍然是承認「空虛」空間的意見佔優勢，否認「空虛」空間的意見沒有取得支配地位。當時出現這種情況也較自然，因為這在宏觀物理的實踐與認識水平條件下，人們對時空與物質關係的認識，主要看到兩者相對獨立性的一面，對於兩者之間的深刻聯繫，還認識不深，因而承認「空虛」空間的觀念能夠取得支配性地位。但即使在宏觀物理的發展階段上，人們也已經發現空間與物質運動相互關係中的一些重要疑點，如空間對物質運動有深刻影響，但物質運動對它卻毫無影響，依據相互作用原則，這是很難理解的。
現代對「真空」的認識
03
到了現代，情況大不一樣了，對於空間與物質的深刻聯繫的認識越來越清楚了，這時出現了幾種新的理論認識。
第一個是廣義相對論。廣義相對論把空間看作為場的結構性質，從而否定了「空虛」空間，揭示了空間與物質的深刻聯繫。廣義相對論既沒有把物質幾何化，也沒有把空間物質化，因為空間仍然是物質的一種屬性，彎曲空間是引力場的結構特徵。真空並不是虛無一物，而是引力場的一種特殊形態，是物質的一種特殊形態。
第二個是量子力學，狄拉克在創立相對論性量子力學中，考慮了運動方程中出現的負能解，他並沒有加以簡單拋棄，而是提出了一種新的物理真空觀念。根據量子力學原理，他設想負能級已由電子佔滿了，物理真空就是電子充滿了負能級的電子海，這個觀念從另一個角度顯示了真空與物質之間的深刻聯繫，肯定了真空的物質性。由於自然界的一切物理現象與物理測量均相對於真空背景進行，因而通常儀器不能測得真空的表觀現象。但在一些特殊情況下，仍然有可能發現真空中的一些物理現象，如真空極化現象（當真空中放入帶電粒子會產生類似於電場極化現象）與真空漲落現象（由於真空中電磁場的零點振動，附加在電子上發生隨機布朗運動效應）。
第三個是量子場論，它在微觀粒子具有波粒二象性的觀念基礎上，把粒子與場統一起來，提出了量子場概念，每一種基本粒子均對應一種量子場。量子場是物質的基本存在形態。在量子場論中，量子場的激發態代表粒子的產生，量子場的退激代表粒子的消失，真空則是處於基態能量的量子場，其中仍然存在量子場的複雜運動。在這裡，真空的物質性，真空是物質的特殊形態就更加明確了。真空觀念從狄拉克的電子海發展到量子場的基態，其普遍性大大提高了，從僅僅包括電子到包括各種基本粒子，相應的真空也是多種多樣的。不僅如此，同一種量子場真空，在不同條件下，還存在不同的真空相。
可見，真空不僅不是虛無一物。而且是非常複雜的。無怪乎量子場真空在粒子物理研究中處在相當重要的地位。許多基本問題與真空的結構、性質有關，如弱電統一模型就以真空自發破缺觀念作為基礎，又如夸克禁閉也與真空的性質有關。
在古代與近代，人們主要看到空間與物質的相對獨立性的一面，存在「空虛」空間的觀念佔優勢，真空通常被看成是空無一物的空間。在現代，人們越來越認清了空間與物質之間的深刻關係，「空虛」空間觀念被否定，對真空的物質性的認識越來越清楚，真空不是別的，它是物質的一種特殊形態。在廣義相對論中，它表現為引力場的特殊形態。在量子場論中，它表現為各種量子場的基態。
應該指出，我們講空間是物質的存在形式或空間是物質的結構形式，這裡已經強調了空間與物質的緊密關係，強調了空間是物質存在的形式方面，因而空間形式一定與物質形式密切相關，空間是離不開物質的。現在我們講真空是物質的一種特殊形態，認識就大大前進了。空間不僅僅是物質的存在形式，而且真空本身就是物質的一種特殊形態。這大大豐富了物質概念與空間概念以及物質與空間關係的概念，因而也大大豐富了世界的物質統一性觀念。沒有一無所有的空間，真空就是各種物質的一種特殊形態，真空也是複雜的並且有各種轉化能力，因而真空與其他種種物質形態普遍聯繫著，真空並不「空」。
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