真空，从字面意思理解就是什么也没有的空间，那么真的有这样的空间吗？
在地球上，我们可以通过将一个容器中的空气抽走的方式来获得一个真空的空间，但这样的真空与真正意义上的真空相比还差得远。宇宙中的大部分区域是近乎于真空的状态，你在那里找不到一个分子，找不到一个原子，甚至找不到一个基本粒子，但这并不意味着那里就真的什么也没有。从很早的时候开始，科学家们就怀疑真空中充满了一种名为“以太”的物质，因为科学家们一致认为光的传播需要介质，而光既然能够在真空中传播，那么真空中就必然存在着一种介质，于是在科学家们大胆的猜想下，以太诞生了。
科学家们创造了“以太”，但却没有办法证明它的存在，反而在无数次的试验之后，越发证明了“以太”的不存在。
既然真空中没有“以太”，那有什么呢？还是说真空就是真的空无一物呢？我们知道原子是由原子核与核外电子所组成的，而电子之所以能够被束缚在原子核的周围，是因为原子核的周围存在能量，而这些能量就被称之为“能级”。
理论上，无论电子处于何种能级，只要没有外部干扰，它就会一直待在现有的能级之上，也就是说电子不会自发跃迁到更高或更低的能级之上。
但我们都知道，现实并不是如此，现实中的电子拥有两种状态，一种称为“基态”，即处于低能级上的稳定状态，另一种称为“激发态”，是一种处于高能级之上的活跃状态。处于激发态的电子会从高能级跃迁到低能级，并在跃迁的过程中向外释放一个光子，所以我们就会观察到电子从激发态跃迁到基态时会发光。
这一下就有了两个需要解释的问题。
第一，既然没有外部干扰，电子为什么会自发地从高能级向低能级跃迁呢？第二，电子在跃迁的过程中会向外发射一个光子，那么这个光子是从哪里来的呢？莫非原子里面本身就有一个光子？这显然是不太可能的。其实，这两个问题有着同一个答案，而这个答案就在真空之中。真空并不是什么都没有，相反，真空是一片充满了电子的汪洋大海，这就是著名物理学家狄拉克所说的真空电子海。
真空是充满了能量的，而我们知道能量与物质是可以相互转化的。
能量与物质虽然能够相互转化，但这种转化的过程在宏观世界中并不是一件容易的事情，无论是把能量转化为物质，还是把物质转化为能量，都不轻松。但在量子尺度下有着不同于宏观世界的物理规则，在这里能量与物质之间的转化是十分随意的。在真空之中，能量总是会自发形成一对正反粒子，而这对正反粒子在形成的一瞬之间便会相互湮灭，重新转化为能量，整个过程太过短暂，以至于没有人能够注意到它，这就是量子涨落。
表面上看起来，粒子的诞生与湮灭都发生在一瞬之间，似乎没有影响到任何事物，但实则不然。
量子涨落现象会对周围的电子产生干扰，从而导致高能级电子向低能级跃迁，同时，也是由于量子涨落的影响，原子受到了扰动，所以才会随机释放出光子，如此一来，一切便都有了完美的解释。量子涨落只发生在一瞬之间，我们是如何发现的？让两块不带电的薄金属片相互靠近，当两者的距离近到一定的程度时，便会开始自发靠近，这就是因为两个金属片之间的量子涨落被挤压出了一部分，以至于外侧的量子涨落强于内侧，从而对金属片起到了推动作用，这就是卡西米尔效应，也是量子涨落存在的有力证据。
