所謂卡西米爾力的研究都是垃圾科學

本女不知道，你如何可以從閱讀以下這段英文文字，得到了
“Casimir 力已經被用來控制MEMS 和NANO devices.”的結論呢？
這無非是你沒有辦法正確閱讀理解的情形下，產生的一個
幻覺而已。

這段英文文字，並沒有包含已經實際應用卡西米爾力的意思。
它無非說了兩點，第一，MEMS，即微電子機械系統，已經
部分得到實際應用。注意MEMS顧名思義是利用納米尺度下
的表面電子和機械特性工作的。這個和Casimir 力無關，因為
Casimir 力是個真空的量子場論效應，其公式中不包含基本電荷，
因此和任何涉及電荷的物理過然b無關。換句話來說，如果我們
的世界不存在電荷，那麼MEMS是沒有辦法做出來的，可是，
Casimir 力仍將存在，只要真空能量存在。

第二，這段文字說把微細物體放在很近距離時，他們之間的確
觀測到了一個很小的吸引力。科學家們認為這其中除了已知的
范氏力，庫侖力，等等與基本電荷有關的力，另外還有一個與
電荷無關的卡西米爾力起作用。

本女並不否認微細物體間非常接近時有個吸引力的存在。這個
是普遍現象，早已完全確立的科學知識甚至是常識。可是本女
反對把這個實際觀測到的力解釋為卡西米爾力，因為它根本就
不是。舉例來說，你把兩塊玻璃緊緊壓在一起時，再想把它分
開，就比較困難了。這裡就有一個吸引力，可是這個玻璃間的
吸引力，它就不是卡西米爾力。

卡西米爾力的計算公式是：
F = PI*h*C*A/(480*d^4)
其中PI是圓周率，h=6.6262x10-34是普朗克常數，C=3x10^8是光速，
A是兩塊平板的面積，而d是狹縫的距離。公式中所有數值使用
國際單位制。

公式中並沒有出現基本電荷，因此卡西米爾效應和物質表面的
電磁特性無關，卡西米爾效應是個量子場論的真空效應，應該
在任何物體互相接近時候都出現。請在“任何”兩個字上特別
加着重號！！！

特別需要注意，卡西米爾力和間隙的四次方成反比。間隙越小，
力越大，並且是呈四次方增長！卡西米爾力對間隙的如此敏感度，
應該在實驗中輕而易舉就可以發現，並且在間隙小到納米尺度時，
表現出異常驚人的吸引力。我們已經說過，任何物體互相接近時，
都應該有卡西米爾力存在。

可是，我們並沒有看到卡西米爾力的存在。我們知道，膠水可以
粘東西，萬能膠尤其可以粘東西，可是水就基本上不可以粘任何
東西，可是把水結成冰，它又可以把東西結住。這個粘力，顯然
不是應該普遍存在的卡西米爾力，而是和物質電學特性有關的力。

卡西米爾力應該在任何互相接近的物質間存在，並且應該和距離
的四次方成反比。拿石墨作為例子，石墨是平板狀的晶體結構，
可以看成許多原子平板互相貼近形成的，這些原子平板間的距離，
大約是埃，也就是十的十次方分之一，的數量級。

我們可以用卡西米爾的公式，算一下相距一埃，面積一平方毫米
的兩個石墨層間，它的卡西米爾力是多少。具體計算從略，誰都
可以算。這個力，本女算出是一點三乘以十的七次方牛頓。也就
是一百萬公斤力，或者說是一千噸。

可是，這個一千噸的卡西米爾力，並不存在。一平方毫米見方的
石墨，不就是普通的活動鉛筆芯嘛。掰斷或扯斷鉛筆芯，連一個
BABY都可以做到，並不需要一千噸的力。可見，卡西米爾力是
不存在的。

所謂的卡西米爾力，應該普遍存在，特別是當物體接近到埃的
尺度或者更近時，這個力大得驚人，大到大概物質的原子晶格
內的晶格力，而無法抗恆它，而原子晶要坍塌掉。很簡單的，
卡西米爾力反比於距離的四次方嘛。其他的力，頂多是距離的
兩次方反比，你是四次方反比。那麼在微觀尺度上，你應該
遠遠超越其他所有的力，被輕易觀測到。但是卡西米爾力並
不存在。卡西米爾力的存在，是基於細小間隙會減少真空能
的假設，因為能量的增減是和作用力聯繫起來的，除此之外，
卡西米爾力具體是如何產生的呢，好象不能用四種力的任何
一種來解釋，我們是否要把它看做第五種力呢？第五種力是
不存在的。

本女不明白，科學家們在測量幾個微米間隔的卡西米爾時候，
會抱怨這個力仍然很小，只占所有力的百分之二十，因此，
需要仔細排除掉其他力之後，剩下的才是卡西米爾力。既然
如此，何不把這個距離再縮小十倍，縮小到零點幾微米呢，
卡西米爾力反比於距離的四次方。距離縮小十倍，在微觀
尺度看來，仍然是個很大的距離，集成電路都已經做成零
點零八微米了。零點幾微米的卡西米爾力，應該大一萬倍，
這個大的力，要觀測到一點也不難。

事實上，要駁倒Lamoreaux的實驗結果，只要指出一點就行了，
Lamoreaux是設法利用另一端的微小電壓產生的力，與卡西米爾
力平衡，來測量這個力的。可是這種平衡根本是無法獲得的，
因為這裡有個正反饋過程，卡西米爾力是吸引力，距離越小，
引力越大，引力越大，就吸得這個距離越加的小。所以，
平衡是不可能獲得的。

方舟の女

Although we do not deal directly with such small distances in our everyday
lives, they are important in nanoscale structures and microelectromechanical
systems (MEMS). These are "intelligent" micron-sized devices in which mechanical
elements and moving parts, such as tiny sensors and actuators, are carved
into a silicon substrate. Electronic components are then wired on to the
device to process information that it senses or to drive the movement of
its mechanical parts. MEMS have many possible applications in science and
engineering, and are already used as car air-bag pressure sensors.

Figure 2
As MEMS devices are fabricated on the micron and submicron scale, the Casimir
force can cause the tiny elements in a device to stick together - as reported
recently by Michael Roukes and co-workers at the California Institute of
Technology (2001 Phys. Rev. B 63 033402). But the Casimir force can also
be put to good use. Last year Federico Capasso and his group at Lucent Technologies
showed how the force can be used to control the mechanical motion of a MEMS
device (2001 Science 291 1941). The researchers suspended a polysilicon
plate from a torsional rod - a twisting horizontal bar just a few microns
in diameter (figure 2). When they brought a metallized sphere close up to
the plate, the attractive Casimir force between the two objects made the
plate rotate. They also studied the dynamical behaviour of the MEMS device
by making the plate oscillate. The Casimir force reduced the rate of oscillation
and led to nonlinear phenomena, such as hysteresis and bistability in the
frequency response of the oscillator. According to the team, the system's
behaviour agreed well with theoretical calculations.