如果你今天问一个高能物理学家，什么是真空？他会很难回答你。在大部分教科书中，没有清楚地定义真空是什么。人们一般只是将宇宙中事物之间的所有空间称为真空。但绝大部分人都不知道真空是什么。
“真空”真的是空的吗？在几个世纪以前，许多物理学家以为“真空”真的是空无一物的。但是，在最近一两个世纪，这种观念已经彻底改变了。前一章已经介绍过，在19世纪的时候，绝大部分的科学家都相信宇宙的真空中存在一种介质叫作“以太”。不过，这种以太假说在20世纪初就已经被证伪了。但这并不等于20世纪的物理学家认为真空是空的。正如狄拉克的电子理论和现代的量子场论所描述的那样，今天物理学家对“真空”的认识，与以前完全不同。现在的“真空”是一个性质很复杂的概念，有些理论甚至认为它包含着无穷大的能量。有人开玩笑说，“真空”这个概念在今天的理论物理里就像一张魔术师的地毯，所有理论上不能解释的假设，都可以扫到这个地毯的下面去隐藏起来。
那么，“真空”的物理性质究竟是怎样的呢？从它的物理性质里面可以导出怎么样的波动方程？我们最近对这个问题做过一些探讨。我们考虑了三种假设：（1）把真空模拟成一种弹性固体介质（elastic solid）；（2）把真空模拟成一种连续介质力学系统（continuous mechanical system）；（3）把真空模拟成一种像麦克斯韦理论里假设的电介质（dielectric medium）。有趣的是，这三种假设都可以得到相似的波动方程，并且它的形式与已知的光的波动方程一致[1]。这三种模式的分别只是波的传导速度很不一样。
在上述的三个模式中，唯一符合光的传导方程的是采用麦克斯韦理论的假设的模式。这并不意外。因为在19世纪的时候，麦克斯韦已经推导出光的传播就是一种电磁波的传播。那么，麦克斯韦理论里面对于真空的物理性质又有什么规定呢？(https://www.daowen.com)
许多人可能不知道，在麦克斯韦的电磁学理论里面，真空是被当作一种电介质（dielectric medium）存在的。麦克斯韦理论的一项重要的发明是提出了“电荷位移”（charge displacement，称为D）的概念。麦克斯韦为了使得安培定律符合电荷守恒的要求，在该定律的电流上增加了一项新的电流，称为“电荷位移电流”（displacement current）。这项新的电流奠基于假设空间是一种电介质[2]。如果没有这个假设，这项电荷位移电流就无法存在。这样一来，人们也就无法从麦克斯韦的电磁学理论里导出光的波动方程。
所以，要使得麦克斯韦的光的传播方程成立，必须接受把真空作为一种电介质的假说。也就是说，麦克斯韦的电磁理论已经把真空的物理性质规定为一种电介质。而光子，就是这种电介质的激发波。
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