把地球表面的封闭空间用真空泵抽到“低空”,这是我们常用的手段。以前泵的抽速慢、极限低,现在低温泵能达到6万升/秒,压力极限甚至能降到10的负10次方帕。守住这个来之不易的环境还需要检漏:低真空用气压测漏,超高真空就得靠卤素灯或质谱仪把漏孔揪出来。 在工业界,低真空多用于吸尘器或吸盘搬运东西,中真空用于炼乳浓缩或金属冶炼,高真空为电子管和加速器提供保障,超高真空则专门用于单分子层沉积或表面研究。我国已经发布了数十项真空标准,像JB/T 7674和GB/T 21272这样的尺子,保证了每一台泵和系统都能稳定复现真空状态。 回顾历史,从汞柱证明大气压存在到太空时代,真空技术走过了400年。1643年,托里拆利倒立玻璃管让人类第一次看到了大气压的力量。奥托·冯·格里克在1650年造出活塞泵,1654年又用马德堡半球展示了大气的巨大能量。19世纪工业革命带来了汞滴泵和压缩式真空计等工具。1937年前后的那段时间,气镇泵、油扩散泵和冷阴极电离计相继登场。 从1906年皮拉尼规诞生开始,高真空技术逐步从实验室走向工业界。二战后,真空应用拓展到了核能和航天领域。如今的半导体、新能源等领域都需要超高真空和低温泵的支持。未来的真空技术很可能成为连接材料、能源与信息的新基础设施。 总之,真空就是气体分子密度远低于大气的空间。按照定义,每立方厘米少于2.5×10²⁵个分子就算真空。哪怕是最先进的设备也无法做到完全无物质。任何真空系统都离不开获得、测量、检漏和应用这四个环节的相互驱动。地球和月球表面的自然环境中也存在极低的分子数密度。