东北大学实验粒子物理学家斯蒂芬·鲁克罗夫特和约翰·斯温共同撰写了以下答案。
要理解卡西米尔效应，首先必须理解量子场论中对空间真空的看法。现代物理学认为，真空远非空虚，而是充满了永不消失的电磁波，就像一个永远存在且无法停止波浪的海洋。这些波包含所有可能的波长，它们的存在意味着空旷的空间包含一定量的能量——一种我们无法利用但始终存在的能量。
现在，如果将镜子在真空中彼此相对放置，一些波会适合在它们之间来回反射，而另一些则不会。当两面镜子彼此靠近时，较长的波将不再适合——结果是，板之间真空中的总能量将比真空其他地方的能量少一点。因此，镜子会相互吸引，就像两个通过拉伸弹簧连接在一起的物体会随着弹簧中存储的能量减少而移动到一起一样。
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图片：大众科学 卡西米尔效应 |
这种真空中两面镜子会相互吸引的效应就是卡西米尔效应。它最初由荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔于 1948 年预测。现在在洛斯阿拉莫斯国家实验室的史蒂夫·K·拉莫雷克斯最初于 1996 年测量了这种微小的力。
通常来说，一块真空中的能量大小会受到周围材料的影响，“卡西米尔效应”一词也用于更广泛的背景中。如果镜子快速移动，一些真空波可能会变成真正的波。朱利安·施温格和许多其他人认为，这种“动态卡西米尔效应”可能是造成称为声致发光的神秘现象的原因。
真空能量（无论有没有镜子）最有趣的方面之一是，在量子场论中计算，它是无限的！对于某些人来说，这一发现意味着空间真空可能是巨大的能量来源——称为“零点能量”。
但这一发现也提出了一个物理问题：没有什么可以阻止任意小的波适合在两面镜子之间，并且存在无限数量的这些波长。数学解决方案是暂时对两种不同镜子间距的有限数量的波进行计算，找到相关的真空能量差异，然后论证，当允许波长的数量趋于无穷大时，差异仍然是有限的。
尽管这种技巧奏效，并且给出的答案与实验结果一致，但无限真空能量的问题仍然是一个严重的问题。爱因斯坦的引力理论意味着这种能量必须产生无限大的时空引力曲率——这是我们绝对没有观察到的。解决这个问题仍然是一个开放的研究问题。