在犹太人的创世神话中，第一天上帝说：「要有光!」于是，在一片漆黑的虚空中出现了光。
没想到这个创世神话最近有了科学版：科学家在真空中创造出了光。
两种卡西米尔效应
量子力学告诉我们，在移除一切物质和场之后，真空仍然不是空的，而是充满了此起彼伏的量子涨落：大量正反粒子对突然地产生，然后瞬间湮灭。由于这些粒子存在的时间极短，以我们目前的技术根本无法直接捕捉到，故它们叫「虚粒子」。原则上，真空可以产生任何虚粒子。但由于在量子涨落中，涨落幅度越小的，出现的概率越大，而在所有基本粒子中，光子的静止质量为零，产生它的量子涨落幅度最小，所以虚光子最容易产生。
在通常情况下，我们是探测不到虚粒子的，但它们可以产生实实在在的影响。例如，当两面镜子在真空中面对面平行放置时，它们之间会产生一个微弱的吸引力。这个效应是荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔在1948年预言，并被后来的实验所证实的，所以叫「卡西米尔效应」。
卡西米尔效应能产生微弱吸引力的原因，可做如下解释：真空中不断地产生虚粒子，它们中尤以虚光子居多。根据波粒二象性，每一个光子同时又是具有特定波长的电磁波。由于光子只能以整数个的形式存在，不能以半个、三分之一个……的形式存在，这就决定了夹在两块镜子之间纵向传播的光子中，只允许那些波长的整数倍等于两镜间距的虚光子存在。但在两镜夹缝以外的空间，虚光子的生成则不受这个条件的限制。
如此一来，意味着两镜之间允许存在的虚光子要比镜子外面少。换句话说，两镜之间虚光子的密度要小于镜子外面虚光子的密度。内外密度的差异，就对两块镜子产生了让它们彼此靠近的压力。实验表明，当两面镜子相距大约10纳米(差不多是一个原子直径的100倍)时，卡西米尔效应对镜面的压强，大约是1个标准大气压。
以上描述的效应是在镜子静止不动的情况下发生的，所以又称「静态卡西米尔效应」。1970年代，物理学家又预言了另一种真空的量子效应，叫「动态卡西米尔效应」。
在发生静态卡西米尔效应的装置中，现在让一块镜子动起来，去靠近另一块镜子。随着两镜间距的缩小，里面的虚光子势必也要改变自己的波长，以适应改变了的间距。如果镜子的运动不十分剧烈，它们还有时间来调整。但是，如果镜子运动得很快，譬如达到了光速的几分之一，虚光子很可能就来不及调整，从而被迫现形为实光子。真空中于是就产生了光。
你或许会问：这里岂不违反了能量守恒?事实上，虚光子是从镜子的快速运动中获得额外能量，变成实光子的，所以并没有违反能量守恒定律。
验证动态卡西米尔效应
由于动态卡西米尔效应只有当镜子的运动接近光速时才明显，所以验证起来非常困难。但是，最近瑞典查尔姆斯理工大学的克里斯托弗·威尔逊和他的同事巧妙地解决了这个问题。
他们没有让镜子在真空中快速地机械移动，相反，他们选择了一种特殊材料做镜子。镜子本身不动，但其反射层可以通过磁场控制上下移动(普通镜子的反射层——镀铝层，位于镜子的最底层。而这种材料在磁场控制之下，反射层可以在镜子内部不同深处迅速形成或消除)。这跟镜子的运动是等效的。由于磁场通过电路的控制变化得非常快，所以反射层的移动速度可达到光速的四分之一。
实验证明，动态卡西米尔效应确实存在。他们检测到了理论预言的电磁波。不过，这是一种微波(波长在毫米和厘米量级的电磁波)，而不是波长更短的纳米级的可见光。
动态卡西米尔效应虽然一时还看不出有什么实用价值，但对于基础研究非常有意义。当今物理学上一个很大的谜是真空的性质。很多人认为，真空的量子涨落可能与驱动宇宙加速膨胀的暗能量有关。而动态卡西米尔效应加深了我们对真空的了解。
动态卡西米尔效应还可以帮助我们理解霍金辐射。霍金辐射是英国物理学家霍金于1974年提出，但迄今未被证实的一种黑洞辐射：当真空的量子涨落发生在黑洞的视界附近时，如果产生的虚粒子对在湮灭之前，其中一个被黑洞强大的引力吸进视界以内，而另一个因找不到湮灭的伙伴，那么它就会被迫现形，以实粒子的形式逃逸出来，这就表现为黑洞的辐射或蒸发。而在动态卡西米尔效应中，也是虚光子被迫现形，所以两者有相似之处。
