神秘的卡西米爾效應

神秘的卡西米爾效應
知識通訊評論第36期

許多流行的科學迷思，其實多有謬誤。

一般認為會叫船隻相吸相撞的卡西米爾效應(Casimir Effect)，又是一例。

有些理論說法，套用新聞術語，真是「好到不可能是真的」。據物理學家品托(Fabrizio Pinto)表示，物理學家一再闡釋的神秘「卡西米爾效應」，正是如此的一個可以類比的事例。

卡西米爾效應說，兩個平面，如果被一無所有的空間間隔，那麼會出現奇特的相吸力。科普文章討論到這個主題時，幾乎未能免俗地會談到，兩條船同時位處洶湧的海面，距離要是太近，那麼會出現相同的吸引效應。

這個觀念，是源自荷蘭科學家波爾斯馬(Sipko Boersma)一九九六年寫的一篇文章。他指出，法國航海作家科斯(P. C. Caussée)在一八三六年出的書《水手集》(The Album of the Mariner)寫道，兩艘船碇錨時不應靠太近，因為會出現某種吸力，讓兩船撞在一塊兒。波爾斯馬認為，古人觀察到的這種現象，可以用卡西米爾效應來作類比描述。

就是會「爆出來」

「卡西米爾力」理論說，真空狀態，空間會瀰漫「真空波動」──就是「虛擬」粒子會短暫爆現又消失，產生電磁波。無限大的空間裡，這些電磁波可以有任意的波長。但是在侷限的空間，比如夾在兩塊平行的板子之間，那麼波長不超過空間的最大寬度。這種真空波動的削減狀況，作用很像減壓，意思是板面會推靠接近。

卡西米爾(Hendrik Casimir)一九四八年提出此一效應，迄今實驗證實的確存在；雖然以日常事務來衡量，效應很小，但它的確能叫很小的物體靠貼在一起。

波爾斯馬認為，假如船隻碇泊在洶湧的海面上，波長長於兩船距離的浪，在兩船之間被會消抑，可能會把兩船拉近。

瞧出此間的不同

這種一個很好的說法，常有人複述，連《自然》雜誌上都有。只是品托向《自然》的網站表示，這種說法基本上是因為弄混了狀況。

品托表示，這種說法可疑處有兩點。他是前「美國航太總署」科學家，也是優秀的水手，兼「星際科技」(InterStellar Technologies)公司董事長；該公司從事實際運用卡西米爾力的研究。所以他找來科斯的書，想更深入了解。叫他驚訝的是，他發現科斯根本沒有說洶湧海面上，兩船會相吸拉近；他說的反倒是在完全平靜的海面，才會發生這種現象。

科斯的書裡收列兩張精美插圖。其中一張顯示兩艘船在大浪中搖蕩，指出假如兩船下錨太近，桅桿可能會有纏絞的麻煩。另一張插圖則顯示兩艘大船停在平靜海面，中間間隔一條搖槳的小船，來抵消很神秘的相吸力量。波爾斯馬在他的論文中收列洶湧大海那張插圖，然後寫道：「航海人的老故事沒錯。海中搖盪的船的確會彼此相吸。」品托說，這句話是把兩種狀況搞錯了。

品托表示，物理學家就是迷上了這種理論，而且，似乎沒有人加以檢驗。

波爾斯馬以電子郵件回答《自然》網站的詢問表示，問題點在科斯的原版書有「編輯錯誤」，但仍然為自己一九九六年論文提到的物理學辯護。

平行停放

總之，是在洶湧或平靜大海，兩船都會相吸嗎？品托表示，不論是航海或科學的文獻，他都還沒找到此一效應的實證。

南安普敦大學海船建造專家史密斯魏克(Jason Smithwick)表示，從來沒聽過這種效應。他向《自然》網站表示，可以想像這種現象怎麼會發生，但必須有一些特定的條件才會那樣；海船建造師從不擔心那種狀況。

品托認為，整起事件，是物理學家「處理自己主題之歷史」，常見的老毛病，他們喜好神化他們自己的科學；還有很多其他的故事，也都根本沒有歷史根據。

品托表示，這些迷思一旦成立，受到尊崇的程度，令任何質疑的說法，似乎都會被視為異端邪說；「唱反調者」會被敵視。所以，最好的作法，是迷思還沒生根前就除掉。他指出，在這個事例中，我們又逮著物理學家製造迷思的錯誤。