宇宙是如此地空空蕩蕩，
那么，我們能在一個星球 上過著如此的生活，可說是奇跡了。事實上，宇宙百分之九十九以上都是 空無一物的！再說，宇宙仍然在以驚人的速度膨脹著，那么，它也就會變 得越來越空曠了！我們一想到這一點便會驚嘆不已，可是，假如再看看亞 原子物質(zhì)的微觀世界時，
那我們的驚嘆還不知會多多少倍呢！因為那里 更是極度的虛無?；蛉辉茍F管理著飄忽存在著的一切，就連原子本身精 致的結(jié)構(gòu)，也大部分由真空組成。
據(jù)我們所知，量子物理學控制著真空原子結(jié)構(gòu)的一切運作，即，核子 顆粒緊密地聚在一起，而亞原子電子則圍繞著核子在廣闊的空間中穿行 著，或者靜止不動(這要取決于你如何看待它們的動與不動）。當我們研 究這些電子時，會發(fā)現(xiàn)它們要是動的話，那么一定是在飛快地運動，快到連愛因斯坦的相對論都像是在漫步而已。
假如人能驗證此事，那么一切都是美好的，但是，要想成功是非常困 難的，至今也只有一個成功的例子。那就是狄拉克（Paul A. M. Dirac)
提出的理論,他是首位結(jié)合相對論和量子物理學來研究這些飛速運行的 電子的人。正如理查德·費曼（Richard Feynman)所指出的：
狄拉克提出的電子相對論等式是首次把量子力學和相對論聯(lián)系
起來的人，用他的話說，是把這二者結(jié)合了。 其中最關(guān)鍵的思想 就是反物質(zhì)微粒的存在。
狄拉克于1928年開始研究電子，那個時候人們知道的粒子并不多， 只有電子、陽電子和光子，現(xiàn)在則有多達400多種的各式奇異的物質(zhì)形式 在核子空間旋轉(zhuǎn)。狄拉克要建立一種使電子以接近光的速度運動的數(shù)學 結(jié)構(gòu)，因為當電子接近有很大原子數(shù)目的核子時，便不得不以接近光的速 度運行。狄拉克所關(guān)心的是利用相對論和量子力學，找出描繪單個電子 的、具有數(shù)學對稱性的方程式——他稱之為方程式的美。
令人驚奇的是，這個被稱為狄拉克方程式的等式表明，
所有的電子都 是沿著空間中曲折的路徑，以光速運行的。這種“吉特巴舞式'（JiUer- buggitigdSAO—1949年間流行的一種活潑的伴隨搖擺音樂的舞蹈）的急 速轉(zhuǎn)動或彎曲的運行，讓人以為電子的速度比光慢，因為它并不是以直線 運行的，而是必須振動，所以也就偏離了最短的路徑。這使得它們的飛行 時間增長，減慢了表面速度。
事實上，電子很有可能以光速運動，但卻仍在原地不動。假設(shè)你在一條擁擠的大街上奔跑著，
想趕上一輛就快開走的公共汽車。如果路上沒有障礙物，你能輕易地到達目的地。再假設(shè)你能跑直線，那么你的速度也 能輕易使你趕上汽車。但是，由于路上障礙很多，你必須多次變換方向， 甚至還需往回跑，這樣，你不但沒趕上汽車，而且發(fā)現(xiàn)自己仍站在出發(fā)點， 寸步未移。
為什么電子的行為如此奇怪？回答是，原來電子是在不停地和真空 中其他“潛在”電子相互作用，仿佛真空是一面反光鏡，里面有無數(shù)個影像 把電子撞來撞去。狄拉克證明真空含有無數(shù)多個帶負能量的電子——無法用任何方法測量——而且這些負能量的電子必須存在，才能保證宇宙 中出現(xiàn)一個帶正能量的電子。換言之，這些電子是作為潛在的、而不是確 定的物質(zhì)存在于空間的真空之中的。只有當某種能量外加在空間中時， 這些未確定的電子中的一個才會現(xiàn)出真實面貌，并在虛無中留下一塊空 洞！在量子物理學亂七八糟的世界中，虛無中的空洞反而是某種東西，這 個空洞也有物理屬性，且表現(xiàn)為真實的陽電子——由反物質(zhì)組成的電。我們可以把真空想像成一個滿是潛在的、具有負能量物質(zhì)的海洋，而 真實的電子則是這個大海中一滴具有正能量的、蒸發(fā)了的海水。每個擁有正能量的電子都能落回到負能量的大海之中。假如存在一個更低的能 量狀態(tài)，那么電子就發(fā)出光，以失去能量。所有原子的電子在處于受激 發(fā)、或高能量狀態(tài)時，都會表現(xiàn)出這種形式。當一個原子的電子從受激發(fā) 的狀態(tài)降落至一個低層能量狀態(tài)時，一般都會產(chǎn)生出光，正如我們在霓虹 燈和激光上看到的那樣。
假如真空中有負能量狀態(tài)，那么，為什么并非每個明確的、帶有正能 量的電子都落回到那個虛無之海中，把能量轉(zhuǎn)化為光呢？而且，假如狄拉 克的方程式可以應(yīng)用于其他粒子，那么宇宙中為什么還會有任何粒子呢? 難道它們不是也該早被吸收進大海中、釋放能量了嗎？假如真是這樣，那 么宇宙根本不會包含任何物質(zhì)，而只有射線而已。
狄拉克在這里顯得有些迷惑不解，直到他遇見物理學家泡利（Wolf-gang Pauli)后才恍然大悟。
泡利建立了一個新的物理學原理，稱為泡利不相容原理（Pauli Ex-clusion Principle)，解開了電子的一個特征：假如一個低能量狀態(tài)中已有另一個電子B，那么，電子A便不能落入這一狀態(tài)中，除非電子B的旋轉(zhuǎn) 方向與電子A相反。所有電子都以這種方式相互排斥，沒有哪兩個電子 能同時進入相同的能量狀態(tài)而又保持同方向的旋轉(zhuǎn)。同樣，排斥性也會占據(jù)空間，而空間的真空這片大海充滿了向相反方向旋轉(zhuǎn)的潛在的、或虛擬的電子——滿得讓真空再也裝不下任何東西了。偶爾，會有 一個電子跳脫出來，在獲得足夠能量的情況下，由一個虛擬電子變成一個 真實的電子，而在身后留下一個空洞。這個空洞像個鬼魂一樣地、以相反 的特性運動。換句話說，狄拉克海中的空洞能像一個真實物質(zhì)粒子一樣 地運作，帶著與電子相反的電量，在空間的真空中穿行。
這個粒子——即狄拉克海中的空洞——被稱作正電子。假如一個電 子以順時針方向環(huán)繞磁場運動，那么正電子則以逆時針方向運動。假如
電子與正電子相互作用，那么電子就像是和它在鏡子中的影像相互作用一樣，有著正的質(zhì)量和正的電荷，且與電子的負電荷相反。假如電子恰好
落入海中，填入一處空洞之中，則該電子和該氣泡均立刻消失，并釋放出 相當于電子質(zhì)量一能量兩倍的能量。這叫作電子一正電子雙湮滅現(xiàn)象 (electron-positron pairannihilation)。于是，反物質(zhì)的概念即能使物質(zhì)湮滅的物質(zhì)——便產(chǎn)生了。
即使真空真的是空無一物，它也仍對包容于內(nèi)的所有事物產(chǎn)生效用。 猛看上去，真空只是一個空間，但是當你縮小尺標研究的話，那么，這個真 空里到處都是同時出現(xiàn)的電子和空洞，它們會一出現(xiàn)便消失，重又回到起 始的地方。這種恒定的滲透是發(fā)生在空間的真空深層之內(nèi)的、電子及其 反物質(zhì)反映之間的虛擬作用，也形成了你在收音機里所聽到的靜電干擾， 更是萬事萬物的終極本源。
