卡西米爾效應 (Casimir Effect) 與真空妙有、剎那生滅

一、前言
近兩天,信堅專心研討 “大爆炸前的世界 (What happened before Big Bang)”,當讀到 “Before the big bang, there was no substance, no time, no space, only a “boiling” vacuum filled with quantum fluctuations. This vacuum contains enormous energy.”
大爆炸之前,没有物質,没有時間,也没有空間,只有充滿了量子漲落的“沸腾”的真空。這片真空中蕴含着巨大的能量。

這段話令我想起,當年來美留學的陳年往事。其中,與 “真空妙有 (vacuum fluctuation)”及 “卡西米爾效應 (Casimir effect) ” 有相當因緣。信堅在此,重溫舊夢,草寫此文。歡迎批評指教。

今年二月,是信堅論文指導教授, J. Schwinger,的一百冥壽。回憶一生,能有今日,皆因他的照顧與教導所賜。近日常想起求學與剛就業往事,剛出道所寫論文,大都與量子電磁場論 (Quantum Electrodynamics, QED) 有關。其中兩篇,關於卡西米爾效應 (Casimir Effect) 的計算。當時也不知其重要性,至今才知,它與宇宙大爆炸的關連,以及它是解說一真法界,諸法實相中 的 “剎那生滅、真空妙有” 的最好例證。[信堅註: 朱利安.施溫格 (Julian S. Schwinger, 1918 – 1994),是獲得諾貝爾獎的美國理論物理學家。 他最出名的是他在量子電動力學(QED) 理論方面的工作。施溫格被公認為二十世紀最偉大的物理學家之一。]
Ca1 ca4 ca6
二、量子漲落 Quantum Fluctuation : 真空不空、真空妙有。
量子力學的兩大特性是”海森堡的測不準原理” (Heisenberg’s Uncertainty Principle) 及波粒二元性 (wave-particle duality).

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Casimir Effect

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About wtsai

台南一中、台大物理、 哈佛博士。曾任教授、科學家、工程師。專長: 吹牛、高能物理、量子物理、太空物理,天文物理、地球物理,人造衛星設計、測試、發射、資料回收及科學應用。略涉: 武俠、太極、瑜珈、導引、氣功、經脈、論語、易經、老莊、一乘佛經、禪經、靈界實相、Hawkins、Seth。

24 thoughts on “卡西米爾效應 (Casimir Effect) 與真空妙有、剎那生滅

  1. 信堅師兄好:

    顏一直認為,您的一生是佛菩薩的安排,至少我還不知目前還有誰同時精通量子力學和一乘佛法,顏真是生對時代了!……只可惜公式看不懂。◕‿◕ 不懂科學,只好自己努力實證囉,說不定哪天莫名其妙與真相感應了。 ◕‿◕

    上星期,顏清洗浴室時,突然摔滑,痛到忘記「還有個不痛的」!還好自小操勞鄙事,至今雖仍有點筋肉疼痛,所幸骨骼沒事。但這幾天,我不免想著:迷時,離體的是「靈魂」,悟時,則「靈魂」是本自的「靈性」……。不知時,靈魂會離體,知道了以後呢,昨天我還想著,知道了以後,就成為或隱或顯的「量子」?可是量子還是「相、用」,對吧?靈性「不去不來」,那麼要回去哪裡?想著想著,這幾天有時有所悟,有時也有點茫然,莫名地,夜深人靜中聞到一陣陣味道,有時檀香,有時玫瑰香水,有時認不出什麼味道。白天在人潮鑽動的捷運,有時,聞到淡淡的檀香味,夾雜在混濁的人類氣味中。宇宙真是怪,看不到,並不表示不存在。

    顏顏敬上

    • 顏顏師姐:

      浴室地滑,走路要當心,盡量扶著固定物體,最怕的是摔斷骨頭或扭傷筋骨。雖然還有那個不痛的,但只要有肉體,那個會痛的還是老闆。如果能因此, “一痛忘所知” ,忽然悟道了,也是因禍得福。希望師姐,好好復健,早日康復。

      修行至某一段落,有時嗅覺、聽覺會比較靈敏。這是因為定力增深,注意力開始可以不經意的專注在身體六根的感覺上,這應該是好現象。繼續努力,有一天會忽然覺得智慧開了,到時進境,就可一日千里。

      關於此文,信堅已盡力減少量子力學的公式、術語及符號。其主旨是說明,根據量子場論,真空不空,時時有各種粒子與反粒子,剎那生滅 (約10**-21秒)。這現象所產生的效應,如卡西米爾效應、施溫格效應,都已是經過科學的實驗証明。這現象,是解說一真法界的 “真空妙有、剎那生滅” 的最好例證。

      量子場論 (微觀世界) 裡的許多原理原則,如波粒二元性及量子糾纏,跟一真法界的諸法實相相當接近。其現象,言語道斷,心行處滅,不可思議。信堅如果早修行、早生智慧、了解諸法實相,也許早拿諾貝爾獎了(這是 “馬後炮”、 “後見之明”)。不過能在此生,結合量子理論與諸法實相,也是命中註定,大器晚成,不枉此生。

      信堅

  2. 感謝前輩解說。

    對其中「剎那生滅」一段,有些想法。
    我的解讀是,現象的顯現,乃緣分所致。(不可見的前世今生、業力果報…)當體悟到這點,我僅能活在當下的時空,在日常生活可以認知的線性時間、三維空間內,實踐可禁得起「永恆」考驗的想法與作為。

    如果一個人的生命,是一部電影,每個片段都值得細細品嘗。

    • 嘉穎師兄:

      剎那,梵語 kṣaṇa,指一念之間的極短時間。佛教經典中提到:「一念中有九十剎那,一剎那經九百生滅。」「拍手彈指之頃。三十二億百千念。念念成形。」普通人每秒可以彈指四次。因此在 0.25 秒內有: 有320兆念頭,28800兆剎那,依此換算,一剎那約等於一千萬兆分之一秒 [8.68×10**(-18)秒]。

      根據量子力學,即使在真空中,虛粒子(virtual particle)和反虛粒子(anti-virtual-particle) 會成對地產生,然後在很短的時間內成對地消滅。這叫 “真空漲落 (vacuum fluctuation)”。這就是一乘佛經所說的 “真空妙有、剎那生滅”。當外加夠強的靜電場時,”真實存在的 “粒子/反例子對” (real particle/anti-particle pairs)” 就會產生。這叫 “真空極化 (vacuum polarization)” , 或叫 “施溫格效應 (Schwinger Effect)”. 類似佛經所說,”萬法從心想生 (Mind creates matter).”

      剎那生滅是一乘佛經,講解 “諸法實相” 的用語。”一念起,法界森羅萬象,海印頓現。念念成形,剎那生滅”。 有如放映電影,每一秒中放映,二十四張影片,每一影片,在24分之一秒內生滅。

      正如師兄所說,”一個人的生命,是一部電影”,每個片段,都在 “剎那生滅”,只要我們 “活在當下”,都值得細細品嘗。

      信堅

  3. 信堅師兄
    當然我對量子力學,有看沒有懂,但擷取師兄心得相信較快,牛頓說踩在巨人肩膀上。也是不錯的方法,但也怕不小心,像顏師姐可能是撞見愛因斯坦,突然摔滑,反被大巨人踩在腳底下,但依師姐能耐,很快會站在更高位置。師兄說早點接觸佛學,可能早就獲諾貝爾獎。

    也的確如師兄所說均勻宇宙下的微小不均勻美,若具天時地利人和,不成功也難,傳奇的1978年諾貝爾物理獎就是很好例子,師兄加油囉!師兄形容科學研究為慘澹經營的一門生意。一將成名萬骨枯,心事誰人知!但願意園地分享成果。增加了古人對佛法無法比喻方式,感謝了!

    師兄說大爆炸前的世界,沒時間空間物質,連結到一真法界諸法實相,自性本不增減,生滅,能生萬法,那大爆炸是有還是無,亦或事有體無。那李博士會不會拿刀追著您!

    粒子對,念頭起相似相續剎那生滅,因迷而顛倒,產生物質時空錯覺,難以想像在平靜真空的粒子海上空,我們參加了,全體大用歷史大戲而不自知,用科學可測數據,至少演了一百三十幾億年了,人身的戲演完後,下一齣戲不知道要演什麼!

    但還是先感謝各位精進勤奮的師兄姐,此時能體會相逢竟然是如此殊勝的因緣,若是您們先回到家,千萬別忘記拉愚痴小弟一把喔呵~,雜七雜八寫了一堆,真對不起。

    錦地

    • 錦地師兄好:

      相識自是有緣。師兄聰明、才情兼備且深入佛法,人中精英,顏除了欣賞之外,亦自歎望塵莫及。

      顏一直將此園地視為靈修之道場,雖然顏所學所知不敢侈言「共修」,但一直正心誠意地問道,並分享學習的法喜,希望每一個到此園地的人都能在今生結下法緣,甚至善根成熟、修道成功,讓我們增加信心、替我們加油打氣!

      若問顏學到了什麼?我直覺想說一句:「狂心頓歇,歇即菩提!」真心雖然不生不滅,但此報身仍如「少水魚」,「斯日已過,命亦隨減」,哪敢虛度生命?互勉之。

      顏顏敬上

      • 顏師姐好

        慚愧慚愧!深感業障纏身,惶惶終日。顏師姐勇猛精進,菩薩心腸,夙夜匪懈,悟性甚高,非我能及,愚弟讚嘆不已。
        然佔用園地,容弟愚癡請益幾句不解處,以解其惑。若不當之處,如有冒犯,還請原諒,感激不盡!

        顏師姐云心淨土淨,淨土不在深山不在西方,試問:心外無法,法外無心,何以心獨缺西方與深山?心何時缺了二角?散念若無相應,這念成什麼物?自性於聖不增,處凡不減,然要找得什麼物?

        錦地

        • 錦地師兄:

          心包太虛,量周沙界,無所不包,無所不在,圓滿無缺。

          師兄依文解義,明知故問。以師兄的聰慧,應當瞭知,顏顏師姐所說的真義 (言外之意): 淨土不在深山,也不在西方。淨土在吾人心中,心淨則國土淨。「唯心淨土、自性彌陀。」

          信堅

        • 錦地師兄:
          這幾天在來米的斟酌,有如冷氣的離心壓縮機,說是離心,實際還是往復的繞著圓心(真心)。
          在來米差一點點就被 錦地師兄 故意的障眼法,迷惑了。◕‿◕
          以下試著拆解炸彈;呵呵
          (深山)(西方)就寬廣度而言,都是有限性的比喻。

          (心外無法)(法外無心)就寬廣度而言,是無限無盡。

          (獨缺)的用語,則是 錦地師兄故意設的陷阱;讓思考者掉入(有限)(無限)的困惑中。萬法是一體。

          心何時缺了二角(西方與深山)?這是另外一個新的考題,(心外無法)(法外無心),又是另一個申論題。萬法唯心所現,不缺西方、深山。

          (心外無法)(法外無心),心能現、法所現,(心)(法)二角缺一不可。心法是一,能現所現是一。

          (散念若無相應,這念成什麼物?)這也自成一個議題;散念若無相應就成無住啊;

          (自性於聖不增,處凡不減,然要找得什麼物?)不是要找得什麼物,想(找)之念一出,就掉入意識心了。
          自性發明;自性是自己本具的智慧德能,修習到性相雙泯,就就路歸家了,回歸自性,聖凡同等。
          在來米敬上
          註:突然想到,我好像被人(錦)挖礦了、設計了◕‿◕。

  4. 錦地師兄好:

    謝謝錦地師兄!感恩在此園地不僅有信堅師兄的指導,還有師兄姐們的互相提點。累刧無量的時空,茫茫的人海,能在此相識、共結法緣,相信都有相當深的因緣。

    之前,信堅師兄也曾告訴顏說,「要把境界忘掉,繼續努力。革命尚未成功,同志仍須努力!」是的。

    感謝錦地師兄真心提醒,也請您放心,顏自小就見證過我們這個維度以外的境遇,早已打了預防針,怎可能把後來修行所見的過程當聖境呢?近一年來,我把每天都當作生命最後的第三天在過,只管解行並進,一步步提升靈性。以前未學佛前,我知道宇宙人外有人,天外有天;現在我知道,「自性無所不在」,同時「無所有,畢竟空,不可得」。未明心見性前,該怎麼生死,就會怎麼生死,繼續努力才是要務!

    關於佛法修行的法門,顏沒有偏見。實相一法不立,法法皆是佛菩薩接引眾生的方便法。法法平等、圓融,法法皆可入門,法法相通。而且萬事萬物也都在說法,只不過,我們要有智慧看得懂,要瞭解自己,才能找到適合自己的方法。

    修行法門離不開戒定慧,都是藉由止觀(禪定)開智慧,念佛法門也是。
    二三十年前,顏未讀過佛經,因為想恢復記憶,意外看到《地藏菩薩本願經》記載誠心依佛經所言…….去做,四十天會得地藏菩薩授記,我什麼也不懂,只管誠心讀經、老實念名號,二十天就見到了金色雷射光(那之前我從沒見過雷射光)透明的比丘像,我還問他話,他還變紫色,變到我認識他是地藏為止,但見到了又如何?
    我也曾因救人而遇到黑氣群聚的魔,攻擊我,要我的命,被嚇到停了十多年不敢再接觸佛法。為什麼?當時沒有智慧,沒有明師指導。我不是故意要講怪力亂神,我只是要講,我早習慣奇怪的事了。

    輕鬆一下,說件趣事:自從那次,我停了接觸佛法十多年,二十年前我又開始持名默念阿彌陀佛,念不到幾天,念到滿腦子全是聲音,頭脹到無法睡覺。後來依網站找到法爾禪修中心,張玄祥居士出來見我,告訴我:「你要像開收音機一樣,有能力把佛號打開,也要有能力把它關掉。」他笑笑問我:「你知道佛是什麼嗎?」我什麼也不知道,他說:「如來,不來不去!」這句話我記了二十幾年。

    我脊椎曾受傷,記得,生女兒時,難產六十多個小時,開刀前,臨時胎兒要自己生出來,我調呼吸、全心默念「南無地藏王菩薩」……。生死關頭,念到腦中只剩能持一個「地」,堅持到只能想著「畫像」,最後地藏就是我「心」,天地合一,然後嬰兒就哭著出來了。後來,我才知道,那是「實相念佛」,念而無念,無念而念,念到一心不亂,念到一體。

    不好意思,講太多了。總之,我不排斥「持名念佛」,但從「實相念佛」較相應。但是因為工作是花腦力的,所以只能走路時一步一字「阿 彌 陀 佛」,心心與阿彌陀佛相繫。雖然,我因個性喜歡清淨,也因工作不能分心,所以目前改以「清淨心」修定,並且,教與禪雙修,但在此,願真心與大家分享我實相念佛的經驗。法門無量,適性最重要!

    顏顏敬上

  5. 個人生死,個人了。
    為什麼要學佛?怎樣才是佛弟子?
    修行,在修什麼?
    「信解行證」四個字不是大家朗朗上口的嗎?
    連學佛都不能慈心相待、都要拐彎抹角、語中帶刺,真的令人心寒。
    心不淨,何處祈求得淨土?

  6. 信堅兄,
    今天偶然看到貴網站,敬重。

    近來想用科學方法證明物質 (“境界相” – 大至宇宙,小至量子) 皆是高速的生滅現像, (如同你在2018 July 24 給嘉穎兄回覆中所說)。

    佛性雖不能為意識所緣 (即科學),但所謂物質(相)既然已由如來藏種子衍生而成,我想其衍生的後階段 (境界為緣長六粗)或者可用科學方法 (包括理論及實驗) 證明。世界或會回頭一步。

    對量子力學,相對論只有大一程度,我是個退休电子人。望賜教
    阿彌陀佛
    Billy

    • Billy (比利師兄):

      歡迎有緣參觀信堅園地。卡西米爾效應 (Casimir Effect) 是應用量子力學來解說真空妙有、剎那生滅的最好科學例證。師兄找對了文章,恭喜! 此文及 首頁的 “趣味科學” 與 “諸法實相” 欄裡有很多文章有更詳細的解說。

      此園地亦對 “量子力學及相對論” 有簡單的介紹。請參看”
      不可思議的量子力學 (How much do we know about Quantum Field Theory?) 及 愛因斯坦的相對論簡介

      兩天前 (4/12/2019)的21世紀最熱門新聞是 “首次拍到的黑洞相片” (the first photograph of a black hole). 信堅本想對此寫一篇科普的文章,但覺得要寫得精彩,需花費一點時間。因此一直沒有張貼簡介文章。不過,師兄可到下面兩個you tube 網站觀看。如有疑難,再寫信來討論。(信堅對這論題,亦可稱為 “科普專家”)
      What the first photograph of a black hole can reveal about space https://www.youtube.com/watch?v=dueX8aVzS6w

      Monster BLACK HOLE | Full Documentary https://www.youtube.com/watch?v=VzWTyufdkug

      信堅

  7. 信堅師兄

    多謝回覆。

    如中的一念(一念中有九十剎那,一剎那經九百生滅)相等於中的一念(拍手彈指之頃。三十二億百千念。念念成形。形形皆有識。),生滅頻率是=1.0368**(20) [9.645**(-21) 秒]位於gamma rays band。這個生滅估計非正弦,其harmonics更高。

    無明展轉成粗相共業器世界(:一念不覺而有無明,無明生三細,境界為緣長六粗),能為五色根(眼耳鼻舌身)所取的”外相份”,用儀器/實驗應可觀察捕捉其生滅現像。

    記憶中現時最高速攝影機只能拍一千兆分一秒 [1.0**(-15) 秒]。

    測量時如何照顧Heisenberg’s uncertainty principle,quantum entanglement等細節我就不知道。似乎也有提到有關現像:拍手彈指之頃….此微塵識亦受四氣亦有四生。何以故。眾生無邊。邊亦無邊。如來亦無邊。道亦無邊。

    Casimir Effect中的”虛擬粒子對” (virtual particle pair)是不可見、不可得的,這可能屬於三細相生起階段,八地或以上菩薩才能見[Ref YouTube 淨空法師-宇宙的奧祕:…… 大乘經教上說八地以上,所以八地以上就看到阿賴耶的三細相。看到阿賴耶的三細相就是看到宇宙的源起,這個宇宙到底怎麼回事情,八地以上看清楚了] 。似乎也提到:拍手彈指之頃…..複次微識極微細過於微塵。此微塵識不可睹見。

    由一念不覺至器界生成,每一生滅,都是transient,non-steady state。意識不能緣佛性,但佛性展轉生成粗相共業器世界就是我們的世界,六根能緣。

    師兄有何高見去capture生滅妄相。

    阿彌陀
    Billy

    • Billy 師兄:
      由於 師兄的啟發;在來米有以下的想法。
      學佛是學習將自心回歸於真心本性即佛性。
      所有一切所謂的佛法,都是指月之指,目的在領悟佛性、真心、自性。
      自心能發顯如如妙智,學佛就成功了。
      師兄提到【由一念不覺至器界生成,每一生滅,都是transient,non-steady state。意識不能緣佛性,但佛性展轉生成粗相共業器世界就是我們的世界,六根能緣。】
      在來米的理解是(一念不覺;讓心意識生連續生滅相(妄相),是我執。器界生成是宇宙法則、定律,自無始以來就一直在transient,non-steady state演化。(地球有人類至今才二十幾萬年)。佛境界一念不生,無生無滅。妄盡心澄,海印頓現。
      意識不能緣佛性,意識是佛性的妙用。關鍵在於我執時,就會隨緣而變。
      六根能緣、能聞,聞所聞盡;【下一段文摘自*信堅園地*文章–觀世音耳根圓通修証法門】
      三、楞嚴經觀音圓通法門 (耳根圓通修証法門) 解說
      初於聞中 入流亡所 所入既寂 動靜二相
      了然不生 如是漸增 聞所聞盡 盡聞不住
      覺所覺空 空覺極圓 空所空滅 生滅既滅
      寂滅現前 忽然超越 世出世間 十方圓明

      佛性講究能緣、所緣是一。
      我覺得(煩惱即菩提)(妄念即是妙用)(空有不二)是佛性的定理(真理),任何違背定理的敘述(說法)都是不完善的。

      在來米敬上

  8. 老子《道德經》:「為學日益,為道日損。損之又損,以至於無為。無為而無不為。」有的人須要先看破才放得下,有的人須要先放下才能看得破,「看破」和「放下」相輔相成,但無論如何看破,若不肯放下,終究無法「銷歸自性」。

    佛性本具,銷歸自性即是。宇宙一體,生佛不二,皆是真如本性幻化而生。既是幻相,佛法對「分證位菩蕯」的地位高低分別,只是對其「恢復本性」之後的「靈性階層」的權宜解說而已,這些名相,為的是方便學行道上的「行者」瞭解該階段修行的法門、境界及如何繼續去除微細之迷妄,以進升下一個階層。我人若執著於名相階梯的高低,將無助於修行;知道如何爬階梯之外,還要肯放下腳下所踩的那一層階梯(不執著),才能往上爬。

    修行路上,從來只有自己走,有伴沒伴,都要自己走。生命光陰有限,修行路上一切所遇,不論善緣惡緣,終究緣聚緣散。證道不關外境,不關他人,不闗宇宙,一切只在自己一心。自性真空,凡所有相都是幻影,如何在幻相中覺悟,過有意義的快樂人生,並幫助眾生脫離苦海,才是學佛的真義。「般若」不是由學識或由修定而來,般若是自性本具的德能。

    顏顏敬上

    • 顏顏師姊:

      「般若」不是由學識或[由修定而來],般若是自性本具的德能。
      在來米覺得心不定空寂,般若無以發顕。

      在來米敬上

      • 在來米師兄:

        顏上文不是針對您所貼的內容,是就Bill師兄觸及的相關範疇,而引發的回應而已。

        是的,「戒定慧」三學是修道的根基,您所言「心不定空寂,般若無以發顯」是對的。濁水不搖,方能現清淨相。

        離相,心即不亂。顏只是直指本性,譬如濁水的本性就是水混和泥污,不離水性,我們須勇敢承擔「佛性本具」。「定」時有佛性,「不定」時佛性也在,只是定時能顯真相,不定時,生是非煩惱。

        顏上文提及的:「般若不是由學識或由修定而來,般若是自性本具的德能。」是指萬法雖由「心現識變」而有,而自性本空,不生不滅。心、佛、眾生,不一不異,若人能不起妄想,能不迷於境,就超脫我執法執的束縛,就能當下得到少許自在。般若本具,般若生妙用就是智慧,若能識得本性,時時不著相,無住生心,則久刧妄念,終能不息自息。

        我等根器非一步可及,行者,雖不宜妄自菲薄,更應努力轉自己的貪嗔痴慢疑,才能彰顯自身的光明相。

        顏顏敬上

        • 顏顏師姐:

          唉!穆瓜又被戲弄了;腦筋直直,難怪會讓降龍木曲折一翻。
          我是把般若智直接理解為即是如如妙智。

          在來米敬上

          • 手指頭跳太快,沒寫清楚,被穆瓜抓到語病 ◕‿◕。
            「般若本具,般若生妙用就是智慧,」更正為:
            自性般若,是本具之智慧。

  9. 顏顏師姐/在來米師兄:

    真高興妳們師兄姐,利用信堅遠走他鄉,含飴弄孫時,代為答覆Billy 師兄問難。彼此互相,切搓武藝,磨槍練劍,以便將來,行走江湖,傳法度生。

    ps: 近日信堅試想有時間寫一篇有關”黑洞”的形成、觀測、照相的科普文章,同時近日有不少人點擊五年前此園地所介紹的 列夫·托爾斯泰 (Leo Tolstoy) 名著,伊凡.伊列區之死 (The Death of Ivan Ilych)的啟示。信堅覺得,師兄姐們如有時間,值得再回頭複習一次。
    信堅

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