真空其实不空。直至今天，科学家都不能完全排除甚至某一小范围内的空气。电视机显象管需要高真空才能保证图像清晰，其内真空度达到几十亿分之一个大气压，即其内1立方厘米大小的空间有好几百亿个空气分子。在高能加速器上，为防止加速的基本粒子与管道中的空气分子碰撞而损失能量，需要管道保持几亿亿分之一个大气压的超高真空，即使在这样的空间，1立方厘米内还有近千个空气分子。太空实验室是高度真空的，每立方厘米的空间也有几个空气分子。
上述以抽出空气方式得到的真空叫做技术真空，它并不空。科学家称技术真空的极限，即完全没有任何实物粒子存大的真空，为“物理真空”。它非但不空，而且极为复杂。按照狄拉克的观点，它是一个填满了负能电子的海洋。本世纪对年代，英国物理学家狄拉克结合狭义相对论和量子力学，建立了一个描述电子运动的方程。它一方面十分正确地描述了电子运动，另一方面又预言了科学家当时尚未认识的负能量电子。自然界一切物体的能量总是正的。高山流水有（正）能量，能冲刷堤岸，推动机器。高速运动电子有（正）能量，能使电视荧光屏发光。电子具有负能量，就意味着加速它时，它反而减速；向左推它时，它向右运动。而且电子总处于放能过程中，如同高山流水总往低处流一样。电子的能量将越来越负，高山流水最终还只能流到大海，电子能量则将负至无穷，这意味着一切宏观的物体均将解体。这显然是荒谬绝伦的。按照量子力学，两个电子不能处在完全相同的状态上，就如一个座位通常只能坐一人不能坐二人一样，狄拉克认为，所有负能状态通常是“满员”的，被无穷多的负能电子占据。因此，正能电子其实是不能永无止境地发射能量的，其能量甚至不能降至零。这意味着，即使一个没有任何实物粒子的空间，也是一个充满无穷多个负能电子的大海。一个负能电子可通过吸收足够多的能量而转变为具有正能量的普通电子，尔后在负电子海洋中留下一个空穴，即少了一份负能量和一个负电子，这相当于给了海洋一个带正电荷和正能量的反电子（或正电子）。1932年，美国物理学家安德逊果然找到了它，狄拉克的理论也终为大家所接受。质子和中子也有负能反粒子，物理真空还可分别由它们（负能质子或负能中子）填充。在物理真空中，正反粒子对可不断地产生，消失或消失后又产生，它们生存时间短，瞬息万变，迄今还未观测到，称为虚粒子。它们在一定条件下可产生一些物理效应。例如，一个重原子核周围的虚核子（反质子和反中子）在强电场作用下，会排列起来，出现正负极性，称为真空极化，这将影响核外电子的分布，导致原子核结构改变。
粒子（如电子）与反粒子（如电子）碰到一起，变成一束光；反之，一束强光也可从物理真空中打出粒子与反粒子，质子与中子等并非终极基本粒子，而是由更基本的“夸克”组成。夸克有六种“味”，即上夸、下夸克、粲夸克、奇异夸克、顶夸克和底夸克。它们在质子中子等粒子内部几乎作自由运动，但不能脱离这些粒子而单独存在。它们似乎被一种强大的力囚禁了起来。按照“口袋模型”（1974），粒子就如物理真空中运动的口袋，口袋里装有夸克，夸克间存在很微弱的相互作用，由一种叫做胶子的粒子传递。粒子衰变或破碎为两种或两种以上的其他粒子时，可看作一个口袋变成两个或两个以上的口袋。同样，两个或两个以上的粒子聚合成一个大粒子，就相当于多个口袋合成一个大口袋。于是，在破碎和聚合过程中，永远找不到单个夸克，口袋的分解或聚合就如液体（如肥皂水）中气泡的分解和合成。气泡内气体分子是自由运动的，大气泡可以分解成小气泡，小气泡也可合并成大气泡。若基本粒子如小气泡，则物理真空就如液体。这种液体性质独特，它只能一对对地产生气泡，或一对对地消失。按照口袋模型，口袋里面（或气泡里面）叫做简单真空，外面是物理真空，这形成真空的两种“相”。物理真空在一定条件下可变成简单真空，就如日常生活中三相间的转变一样。固体受热变液体，液体受热变气体，这些只需几百度或成千上万度就可发生。温度高达几十万、几百万或几千万度时，气体原子就要解体，变成叫做离子的带电粒子。同样，温度足够高时，口袋也将解体，质子、中子等基本粒子不再是基本的物质形式，它们将成一锅由夸克和胶子组成的高温粥，称为夸克一胶子等离子体，物理真空也就成了简单真空。
计算机模拟实验表明，物理真空熔化为简单真空需2万亿度以上的高温，这个熔化的物理真空也叫“熔融真空”。重原子核可以包含上百个质子和中子，其内空间正常状态下是个很好的物理真空。科学家希望通过碰撞来加热它，使其熔化，获得简单真空。目前在高能实验室中，质子和原子核间的碰撞能量已达几百兆电子伏特，这已相当于将原子核（局部）加热到了几万亿度，但由于质子（与原子核比较）大小，只将原子核穿了一个洞，并未将整个原子核熔化。科学家正在设法利用重原子核间的碰撞来实现熔融真空。熔融真空实验之所以重要，不仅在于它能直接检验关于基本粒子结构的一些理论假设，还在于其实验结果可能有助于科学家理解宇宙的早期演化。按照大爆炸模型，我们的宇宙始于约200亿年前的一次巨大爆炸。爆炸发生的一瞬间，温度远远超过熔融真空所需温度；故早期的宇宙应是夸克一胶子等离子体。随着宇宙的膨胀，温度逐渐降低，简单真空转化过程中，应存在由50个或以上的夸克所组成的物质结构（通常的粒子只包含2个或3个夸克）。熔融真空实验是对这种早期宇宙演化的模拟，是一种理解宇宙演化的重要手段。为测量真空熔化时放出的大量粒子，需在非常小的锥体内同时测量上千个粒子。迄今还没有人能够在一次碰撞事例中测量上百个粒子。科学家即使使用他们最娴熟的乳胶探测器，尽管其分辨率很高，也无能为力，它也不适宜于探测高能加速实验中的夸克一胶子等离子体。这些困难经常困扰着科学家并激励他们去解决。
摩擦系数的解析
不少学生认为摩擦系数总是小于1。其理由有以下几点：
（1）一般情况下，人们在搬运重物时，在地上拖着走比背在身上走省力，设重物匀速运动，因F拖＝pmg，而F拖＜mg，所以μ＜1，这是不少学生认为μ＜1的客观基础。
（2）物理课本和一般物理参考书中所见的摩擦系数都小于1，这是不少学生认为μ＜1的理论根据。
（3）通常教师在讲课时也讲到摩擦系数小于1，这是不少学生认为μ＜1的可靠保证。
然而，这种认识是一种偏见。事实上，摩擦系数可以等于1，也可以大于1。
摩擦系数主要是接触材料、界面粘染物或者润滑剂的一个特征，根据现代摩擦力理论，摩擦是接触表面原子之间的附着力引起的，当两物体相互接触时，首先是凸起部分表面原子相当地接近形成原子键，其强度与固体内部使自己聚集在一起的原子键的强度相当。表面如果非常洁净、非常紧密，两个互相接触的表面会粘附得非常牢固，在发生明显滑动之前出现“接点增长”，接点面积不断增大，直到整个几何接触面积成为巨大的接触点，这时摩擦力很大，甚至会超过正压力，摩擦系数可以等于、大于1，甚至更大。
美国C·基特尔等著的《伯克利物理学教程》第一卷《力学》上有一表格记载有：铜与铜静摩擦系数是1．6，橡皮与固体静摩擦系数是1．0～4．0。
以上均可表明摩擦系数可以等于或大于1。
激光击毁目标之谜
我国古代传说中就有“用光杀人”的记载。《封神演义》中有“哼”“哈”二将，可从鼻中喷出光来，使敌人丧命，科学幻想中也早有“魔光”“死光”之说。但只到1960年出现激光后，这些幻想才变成了现实。
激光技术进入军事领域是20世纪60年代末期，作为军用技术的应用分为两大类，一是用激光直接摧毁目标，如激光武器；二是用激光提高现代武器威力或创新军事装备，如激光测距、激光制导、激光雷达、激光通信等。激光作为武器，有很多独特的优点。首先：它可以用光速传播，每秒30万千米。任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎不要什么时间就立刻击中目标，用不着考虑提前量。另外，它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何放射性污染。
激光武器分为三类：一是致盲型。如机载致盲武器，就属于这一类。二是近距离战术型，可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验，就是用的这类武器，三是远距离战略型。这一类的研制困难最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反卫星、反洲际弹道导弹，成为最先进的防御武器。
激光怎样击毁目标呢？科学家们认为有两个方面：一是穿孔，二是层裂。所谓穿孔，就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。所谓层裂，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离子体“云”，“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。除此以外，等离子体“云”还能辐射紫外线或x光，破坏目标结构和电子元件。
激光武器作用的面积很小，但破坏在目标的关键部位上，可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比，完全是两种风格。
1975年，前苏联军队用陆基激光武器试验“反卫星”，顷刻之间使两颗美国飞抵西伯利亚上空监视苏联导弹发射井的侦察卫星变成“瞎子”，使之失效。这是有记载的首次试用成功的战例。
1976年，美军使用LTVP—7型坦克载激光炮防空，数秒之内即击落两架有翼靶机和直升机靶机。
1977年夏，官方宣布，美国一个高能量激光器首次摧毁一个飞行中的导弹目标。
1982年秋，美国使用强激光成功地摧毁了“陶式”地对地中程导弹。
1985年8月6日，美国航天飞机“挑战者”号在完成了大气上层边缘带电气体试验和从高空对地面发射电子束试验后，结束为期8天的太空飞行，返回地面。6月24日，美国航天飞机“发现”号结束为期7天的第五次太空飞行。飞行期间，完成了激光反射试验等三项任务。
1989年2月23日，美海军在新墨西哥州怀特桑兹导弹靶场，用代号叫“米拉克尔”的中红外高能化学激光器，第一次成功地拦截和击毁一枚快速低飞的巡航导弹。当该弹飞过这个靶场上空时，在其头锥处猝发了一瞬窄光，导弹立即失去了控制而坠落。这表明将来在军舰上也可装备这种防御武器系统。
美空军还曾研制一种中功率激光器，可在几千米距离内摧毁飞机、导弹上的探测系统。
大显身手的军用激光器，有着各种各样的用途和不同的类型，它们都将在今后的战场上担任着各自的角色。
在导弹激光制导中，操纵人员直接将激光束对准已发射出去的导弹，通过不断调整激光束方向将导弹导引到所要攻击的目标。激光信号经过编码可用数个指示器分别控制数枚导弹攻击各自的目标，还可以对来自一个或数个方向相继发射出来的导弹进行制导。
激光制导武器应用于战争是1972年美国在越南战场上首次投下激光制导炸弹开始的，当时，美国飞机用20枚激光制导炸弹，摧毁了17座桥梁，取得意想不到的战果。随后在近20年中，在中东战争、马岛战争、贝卡战争和海湾战争中都普遍投入使用，并发挥了重要作用。
用很窄的激光波束对某一地区或空域进行扫描，并得出雷达图，就是激光雷达。
激光雷达作为军用探测器具有巨大的应用潜力。近些年来，随着有关器件和技术的迅速发展，激光雷达在近距离、高精度和成像方面优势不断得以发挥，它作为测距的高级形式，其主要在于测量精度极高，能达1厘米，比微波系统要高100倍。当前，国外军事部门正在实施多种实验计划。例如，用于航空电子设备光控系统的“多功能红外相干光探测器”；用于为直升机提供导航、地形跟踪、武器投掷等功能的“激光障碍和地形回避警告系统”；用于坦克主炮控制射击的“红外监视目标截获、坦克识别、定位和交战系统”；用于验证激光雷达对目标探测、成像和分类能力的“红外机载激光雷达”等等。
激光被用于战场通信。战争中，通信是如此重要。命令的下达，军队的集结，进攻的发起……大到各军兵种的配合、协调，小到分队与分队、士兵与士兵之间的联络，无处不可以离开通信。最早的通信靠人马飞跑传递，举灯燃火为号，以后的通信靠有线电话、无线电报、步话机等等。而激光通信，抗干扰，不易拦截，可以勾通空中、地面和水下，会在海底、地面、大气空间和外层空间，构成一整套“立体”交叉激光通信网。
激光还被运用于模拟、报警和激光对抗。激光模拟器可以模拟炮弹、火箭或导弹的发射，进行人员实战演习培训，评定射击结果。还可传递敌我双方坦克交战结果的信息。一般采用半导体激光器，可精确确定目标和模拟炮弹的三维坐标并可向目标发送射击结果。近几年我军进行的激光红外军事演习训练，已经广泛采用激光技术，并已取得成熟经验。
金属极限之谜
谈到金属疲劳，大家一定觉得很奇怪，难道金属也会疲劳吗？会的，它跟人一样，超过了一定限度，就会疲劳。
不妨我们用铁丝做个实验，如果直着去拉，那是很难折断的，但要是反复弯折，就很容易弄断了。这说明，像钢铁这样的金属，在反复变化的外力作用下，它的强度要比在不变外力作用下小得多。人们便把这种现象叫做金属疲劳。
金属虽然像人一样会发生疲劳，但却同人的疲劳有着本质的区别：人疲劳后，经过一定的休息就可以恢复，而金属疲劳则永远不能恢复，因而造成许多恶性破坏事故，如轮船沉没、飞机坠毁、桥梁倒塌等。据估计，在现代机器设备中，有80～90％的零部件的损坏，都是由金属的疲劳造成的。因为金属部件所受的外力超过一定限度，在材料内部抵抗最弱的地方，会出现人眼察觉不到的裂纹。如果部件所受外力不变，微小的裂纹就不会发展，材料也不易损坏。如果部件所受的是一种方向或大小经常重复变化的外力，那么，金属材料内部的微小裂纹就会时而张开，时而相压，时而互相研磨，使裂纹扩大和发展。当裂纹扩大到一定程度，金属材料被削弱到不再能承担外力时，只要有一点偶然的冲击，零部件就会发生断裂。所以，金属疲劳造成的破坏，往往都是突如其来，没有明显的迹象让人察觉。
