所谓卡西米尔力的研究都是垃圾科学

本女不知道，你如何可以从阅读以下这段英文文字，得到了
“Casimir 力已经被用来控制MEMS 和NANO devices.”的结论呢？
这无非是你没有办法正确阅读理解的情形下，产生的一个
幻觉而已。

这段英文文字，并没有包含已经实际应用卡西米尔力的意思。
它无非说了两点，第一，MEMS，即微电子机械系统，已经
部分得到实际应用。注意MEMS顾名思义是利用纳米尺度下
的表面电子和机械特性工作的。这个和Casimir 力无关，因为
Casimir 力是个真空的量子场论效应，其公式中不包含基本电荷，
因此和任何涉及电荷的物理过然b无关。换句话来说，如果我们
的世界不存在电荷，那么MEMS是没有办法做出来的，可是，
Casimir 力仍将存在，只要真空能量存在。

第二，这段文字说把微细物体放在很近距离时，他们之间的确
观测到了一个很小的吸引力。科学家们认为这其中除了已知的
范氏力，库仑力，等等与基本电荷有关的力，另外还有一个与
电荷无关的卡西米尔力起作用。

本女并不否认微细物体间非常接近时有个吸引力的存在。这个
是普遍现象，早已完全确立的科学知识甚至是常识。可是本女
反对把这个实际观测到的力解释为卡西米尔力，因为它根本就
不是。举例来说，你把两块玻璃紧紧压在一起时，再想把它分
开，就比较困难了。这里就有一个吸引力，可是这个玻璃间的
吸引力，它就不是卡西米尔力。

卡西米尔力的计算公式是：
F = PI*h*C*A/(480*d^4)
其中PI是圆周率，h=6.6262x10-34是普朗克常数，C=3x10^8是光速，
A是两块平板的面积，而d是狭缝的距离。公式中所有数值使用
国际单位制。

公式中并没有出现基本电荷，因此卡西米尔效应和物质表面的
电磁特性无关，卡西米尔效应是个量子场论的真空效应，应该
在任何物体互相接近时候都出现。请在“任何”两个字上特别
加着重号！！！

特别需要注意，卡西米尔力和间隙的四次方成反比。间隙越小，
力越大，并且是呈四次方增长！卡西米尔力对间隙的如此敏感度，
应该在实验中轻而易举就可以发现，并且在间隙小到纳米尺度时，
表现出异常惊人的吸引力。我们已经说过，任何物体互相接近时，
都应该有卡西米尔力存在。

可是，我们并没有看到卡西米尔力的存在。我们知道，胶水可以
粘东西，万能胶尤其可以粘东西，可是水就基本上不可以粘任何
东西，可是把水结成冰，它又可以把东西结住。这个粘力，显然
不是应该普遍存在的卡西米尔力，而是和物质电学特性有关的力。

卡西米尔力应该在任何互相接近的物质间存在，并且应该和距离
的四次方成反比。拿石墨作为例子，石墨是平板状的晶体结构，
可以看成许多原子平板互相贴近形成的，这些原子平板间的距离，
大约是埃，也就是十的十次方分之一，的数量级。

我们可以用卡西米尔的公式，算一下相距一埃，面积一平方毫米
的两个石墨层间，它的卡西米尔力是多少。具体计算从略，谁都
可以算。这个力，本女算出是一点三乘以十的七次方牛顿。也就
是一百万公斤力，或者说是一千吨。

可是，这个一千吨的卡西米尔力，并不存在。一平方毫米见方的
石墨，不就是普通的活动铅笔芯嘛。掰断或扯断铅笔芯，连一个
BABY都可以做到，并不需要一千吨的力。可见，卡西米尔力是
不存在的。

所谓的卡西米尔力，应该普遍存在，特别是当物体接近到埃的
尺度或者更近时，这个力大得惊人，大到大概物质的原子晶格
内的晶格力，而无法抗恒它，而原子晶要坍塌掉。很简单的，
卡西米尔力反比于距离的四次方嘛。其他的力，顶多是距离的
两次方反比，你是四次方反比。那么在微观尺度上，你应该
远远超越其他所有的力，被轻易观测到。但是卡西米尔力并
不存在。卡西米尔力的存在，是基于细小间隙会减少真空能
的假设，因为能量的增减是和作用力联系起来的，除此之外，
卡西米尔力具体是如何产生的呢，好象不能用四种力的任何
一种来解释，我们是否要把它看做第五种力呢？第五种力是
不存在的。

本女不明白，科学家们在测量几个微米间隔的卡西米尔时候，
会抱怨这个力仍然很小，只占所有力的百分之二十，因此，
需要仔细排除掉其他力之后，剩下的才是卡西米尔力。既然
如此，何不把这个距离再缩小十倍，缩小到零点几微米呢，
卡西米尔力反比于距离的四次方。距离缩小十倍，在微观
尺度看来，仍然是个很大的距离，集成电路都已经做成零
点零八微米了。零点几微米的卡西米尔力，应该大一万倍，
这个大的力，要观测到一点也不难。

事实上，要驳倒Lamoreaux的实验结果，只要指出一点就行了，
Lamoreaux是设法利用另一端的微小电压产生的力，与卡西米尔
力平衡，来测量这个力的。可是这种平衡根本是无法获得的，
因为这里有个正反馈过程，卡西米尔力是吸引力，距离越小，
引力越大，引力越大，就吸得这个距离越加的小。所以，
平衡是不可能获得的。

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.