真空

真空

概述

泵演示真空 外太空並非完全真空的空間

真空是一種不存在任何物質的空間狀態，是一種物理現象。在真空中，聲波因為沒有介質而無法傳遞，但電磁波的傳遞不受真空的影響。粗略地說，真空是指在一區域之內的氣壓遠遠小於大氣壓力。真空常用帕斯卡（Pascal）或托爾（Torr）做為壓力的單位。目前在自然環境裡，只有外太空堪稱最接近真空的空間。

真空下的氣壓為零，有些情形下，氣壓小於大氣壓力，但不為零，此時稱為局部真空，有些也簡稱為真空。

在局部真空的情形下，若其他條件不變，氣壓越低，表示越接近真空。例如一般的吸塵器的吸力可以使氣壓降低20%。也可以產生更接近真空的條件，像化學、物理及工程常見的超高真空腔體，其氣壓可以到大氣壓力的10−12，粒子密度為每立方厘米100粒子。外太空更接近真空，相當於平均一立方公尺只有幾個氫原子。根據現代物理學的了解，即使空間中的所有物質都移除了，因為量子漲落、暗能量、經過的γ射線和宇宙射線、微中子等現象，空間仍然不會是完全的真空。在近代的粒子物理中，將真空態視為是物質的基態。

自古希臘起，真空就是常帶來爭議的哲學議題，但到了十七世紀西方才開始實驗上的研究。埃萬傑利斯塔·托里切利在1643年進行了第一個真空的實驗，而隨著他大氣壓力理論的出現，也開始產生其他的實驗技術。托里切利真空是將一端封閉的長玻璃容器（超過76公分）中裝滿水銀，倒置在裝滿水銀的容器中，長玻璃容器上方的真空即為托里切利真空。

20世紀在電燈泡及真空管問世後，真空變成一個有價值的工業工具，也出現了許多產生真空的技術。載人航天的進展也讓真空對人類及其他生物的影響開始感興趣。

大型真空腔體

歷史

西漢劉安在《淮南萬畢術》中提到：「銅甕雷鳴。」其註曰：「取沸湯置甕中，堅塞之，內於井中，則作雷鳴，聞數十里。」銅甕雷鳴是由於盛沸水的銅甕驟然遇冷造成局部真空。這時外部大氣壓力加上井水，壓力會將銅甕壓破，爆炸出雷鳴的聲響。

1641年，義大利數學家托里拆利在一根長管子內加滿水銀，然後很迅速的將管口倒轉在一個盛滿水銀的盆內，管子內水銀柱的末端是76公分高。這時玻璃管最上方無水銀地帶是真空狀態。這一實驗為「托里切利實驗」，完成實驗的玻璃管為「托里切利管」。

1654年，馬德堡市長奧托·馮·格里克在雷根斯堡向皇帝展示了他所設計的半球實驗。他製造了兩個直徑36公分的紅色銅製半球，半球中間有一層浸滿了油的皮革，用以讓兩個半球能完全密合。接著他用他自製的真空泵將球內的空氣抽掉，此時兩個沉重的銅製半球在沒有任何接著劑的輔助下緊密地合而為一，讓人十分驚訝。但格里克實驗的高潮才正要開始，他為了證明兩半球的結合是多麼緊密、紮實，安排了兩隊各15匹馬，以相反的方向試圖將該球體拉開，結果居然拉不開，此實驗被稱為「馬德堡半球實驗」。

現代許多高精密度的產品在製造過程中的某些階段必需使用程度不一的真空才能製造，如半導體、硬碟機、鏡片。在實驗室和工廠中製造真空的方法是利用泵在密閉的空間中抽出空氣以達到某種程度的真空。

馬德堡半球

馬德堡半球是一對銅質空心半球，被用於1654年由德國物理學家、時任馬德堡市長奧托·馮·格里克於神聖羅馬帝國的雷根斯堡（今德國雷根斯堡）進行的一項物理學實驗。在這項實驗中，實驗者先將兩個完全密合的半球中的空氣抽掉，然後驅馬從兩側向外拉，以展示大氣壓力的作用。馬德堡半球實驗作為物理學中的古典實驗，今日仍被廣泛用於課堂教學。最初用於實驗的兩個半球保存於位於慕尼黑的德意志博物館中。

1654年5月8日，格里克在雷根斯堡向當時的神聖羅馬皇帝斐迪南三世展示了他所設計的半球實驗。他用自製的真空泵將球內的空氣抽掉，此時兩個沉重的銅製半球在沒有任何接著劑的輔助下緊密地合而為一。隨後，他為了證明兩半球的結合是多麼緊密、紮實，安排了兩隊各15匹馬，以相反的方向試圖將該球體拉開，結果未能將其拉開，兩半球最後還是藉由解除真空狀態才得以分離。

之後格里克多次在各地重現此實驗以饗廣大好奇的觀眾。1656年，他在他任職市長的馬德堡用兩隊各8匹馬重複了這一實驗，得到了相同的結果。他還嘗試將兩個半球組成的球體抽出空氣後懸掛重物，兩個半球也沒有分離。1663年，他在柏林用兩隊各12匹馬為布蘭登堡選帝侯腓特烈·威廉重複了這一實驗。

在此以後，馬德堡半球實驗逐漸成為廣為人知的示範大氣壓力原理的實驗方法。波士頓等多地曾獨立重複過馬德堡半球實驗。也有供教學用途的馬德堡半球的仿製品，它們的體積也比當年的半球小得多，把半球的空間抽真空後，不再需要用馬力便可拉開。德國郵政發行過紀念這一實驗的郵票。

不同程度的真空

在真空技術中按照壓力的高低，可區分為：

不同程度的真空 真空程度 托爾 帕斯卡 毫巴 大氣壓 大氣壓力 760 1.013×105 1013.25 1 粗略真空（Ro

來源

• 真空

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歷史淵源

「真空」一詞在道教思想中的形成，與先秦道家、魏晉玄學及後世內丹修煉語彙之發展密切相關。其思想源流可上溯至《道德經》所言「致虛極，守靜篤」與「有生於無」的宇宙論，強調萬有本於虛無、寂靜與未分化之本體。魏晉以降，玄學進一步以「無」詮釋道之本根，並為後來道教吸收，逐漸形成以「虛」「靜」「空」並舉的修持觀。隋唐以後，隨佛教空觀語彙廣泛流入，中國宗教思想中「空」的概念遂與道教的虛靜、清淨修煉相互會通，並在神仙方術、存思服氣與內丹理論中被重新闡發。至宋元內丹學興盛，「真空」開始具有更明確的修證意義，指涉超越後天情識、返歸本然之境，既非斷滅之空，亦非一般經驗世界之無，而是以「真」標示其不妄不幻、可證可悟的本體狀態。此一概念遂成為道教形上學與工夫論交會的重要術語。

主要內容

在道教語境中，「真空」並非單指形而上學上的絕對虛無，而是指超越有無、言說與分別的本體境界，常與「道」「虛」「無」等概念相互發明。其義源可追溯至早期道家對「虛靜」「守一」的重視，後為上清、靈寶與內丹等系統吸收，逐漸形成兼具宇宙論、修煉論與解脫論意涵的術語。道教所謂真空，強調萬象雖生滅不居，而其根本實相清虛無礙，不為形名所拘；修道者若能返照內心、遣除妄念，便可由「有」歸「無」，由分別歸於冥合，體證與道冥一的境界。此一概念亦常與「真常」「太虛」連用，用以表述道體恆常而不可執取。值得注意的是，道教的「真空」並不否定現象世界，而是主張在空寂中顯發生化，在無為中成就有為，故其思想旨趣在於超越執著、回歸本真，而非陷於斷滅空無。

相關典籍

就道教思想而言，「真空」一詞並非僅指一般所謂空無，而常與「虛」「無」「寂」「靜」等概念相互發明，故其典籍脈絡尤見於論道體與修持境界之文獻。《道德經》以「致虛極，守靜篤」與「無狀之狀，無物之象」等語，奠定以虛靜體道的思想基礎；《莊子》則多言「虛室生白」「至人無己」之旨，強調心靈澄明以契合自然。《太平經》與早期道教經典亦屢以「空」「虛」論齋戒、辟穀及清靜工夫，將其納入養生與感通之實踐。至南北朝以降，魏晉玄學與上清、靈寶諸經更進一步發展出以「真空」表述本體寂然、超越形名之義，並與佛教空義互為影響，形成後世道教詮釋真常、真空之重要資源。

文化影響

「真空」一詞在道教思想中，雖常指向超越形名、泯除對待的本體境界，卻並非單純的虛無概念，而是與修持實踐、宇宙論及後世文藝表述密切相關。其觀念一方面承續老莊以「虛」「無」為本的哲學脈絡，另一方面經由道教內丹、齋醮與存思等修煉系統，轉化為可被體驗的靈性狀態，影響中國宗教對「空寂」「清靜」與「返本歸真」的理解。宋元以降，真空之說亦滲入詩文、書畫與養生話語，成為表達超脫世欲、涵養心性的重要資源。近代以來，該概念又常與佛教「空」義並置討論，促使學界更細緻辨析道教對虛空、無為與有生之間關係的獨特詮釋，顯示其不僅是宗教術語，也構成中國思想史中關於存在與解脫的重要文化資產。

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• 2026-05-05 誤報排除：「1641年，義大利數學家托里拆利」有年份與人名敘述不一致：托里切利（Torricelli）著名的水銀柱實驗通常是1643年，不是1641年。
• 2026-05-05 確認錯誤：「1654年，馬德堡市長奧托·馮·格里克在雷根斯堡向皇帝展示了他所設計的半球實驗」中的時間與人物可疑；此實驗的知名公開展示一般記為1654年，但格里克在1654年前後已不一定仍任馬德堡市長，且此處將其職銜與展示地點寫在一起，可能造成歷史敘述混亂。 → 正確：1654 年在雷根斯堡向皇帝展示半球實驗，通常指奧托·馮·格里克（Otto von Guericke）的公開展示；其職銜在該句中寫法可能不夠精確，但核心事件與年份並非明顯錯誤。
• 2026-05-05 確認錯誤：「真空下的氣壓為零」表述過於絕對，與前文把真空定義為‘氣壓遠遠小於大氣壓力’矛盾。物理上真空不必然等於絕對零壓，且實際可達到的多為低壓或近真空。 → 正確：『真空下的氣壓為零』過於絕對，較嚴謹的說法是『理想真空的壓力趨近於零；實際上的真空多為低壓或近真空』。
• 2026-05-05 確認錯誤：「外太空更接近真空，相當於平均一立方公尺只有幾個氫原子」這個量級過於籠統且容易誤導；不同區域太空密度差異很大，不能概括成固定數值。 → 正確：『外太空相當於平均一立方公尺只有幾個氫原子』屬概略描述，雖不精確但作為科普性的量級說明可成立；應補充不同區域密度差異很大。
• 2026-05-05 確認錯誤：「銅甕雷鳴是由於盛沸水的銅甕驟然遇冷造成局部真空」屬於過度簡化且不嚴謹的因果說法。此類現象涉及蒸汽冷凝導致內壓下降，並非只可直接表述為‘造成局部真空’。 → 正確：銅甕雷鳴可概括為熱金屬接觸冷水後，蒸汽迅速冷凝、壓力驟降而引發的爆裂聲；說成『局部真空』較簡化但非完全錯誤。
• 2026-05-05 確認錯誤：文內「托里切利」「托里拆利」兩種譯名混用，若作為同一人應統一；這會造成讀者誤以為是不同人物。 → 正確：『托里切利』與『托里拆利』是同一人（Evangelista Torricelli）的不同譯名；混用雖不理想，但不構成事實錯誤。
• 2026-05-05 確認錯誤：「載人航天的進展也讓真空對人類及其他生物的影響開始感興趣」語意不通，主詞與受詞搭配不合理，應是‘使人們開始關注’之類。雖屬表述問題，但也影響事實陳述清晰度。 → 正確：該句有明顯語病，較合適應改為『載人航天的進展也使人們開始關注真空對人類及其他生物的影響』。