粒子（如電子）與反粒子（如電子）碰到一起，變成一束光，反之，一束強光也可從物理真空中打出粒子與反粒子。質子與中子等並非終極基本粒子，而是由更基本的“誇克”組成。誇克有六種“味”，即上誇克、下誇克、粲誇克、奇異誇克、頂誇克和底誇克。
它們不能脫離這些粒子而單獨存在，它們似乎被一種強大的力囚禁了起來。按照“口袋模型”（１９７４），粒子就如物理真空中運動的口袋，口袋裏裝有誇克，誇克間存在很微弱的相互作用，由一種叫做膠子的粒子傳遞。粒子衰變或破碎為兩種或兩種以上的其它粒子時，可看作一個口袋變成兩個或兩個以上的口袋。同樣，兩個或兩個以上的粒子聚合成一個大粒子，就相當於多個口袋合成一個大口袋。於是，在破碎和聚合過程中永遠找不到單個誇克。口袋的分解或聚合就如液體（如肥皂水）中氣泡的分解和合成。氣泡內氣體分子是自由運動的，大氣泡可以分解成小氣泡，小氣泡也可合並成大氣泡。若基本粒子如小氣泡，則物理真空就如液體。這種液體性質獨特，它隻能一對對地產生氣泡，或一對對地消失。按照口袋模型，口袋裏麵（或氣泡裏麵）叫做簡單真空，外麵是物理真空，這形成真空的兩種“相”。物理真空在一定條件下可變成簡單真空，就如日常生活中三相間的轉變一樣。固體受熱變液體，液體受熱變氣體，這些隻需幾百度或成千上萬度就可發生。溫度高達幾十萬、幾百萬或幾千萬度時，氣體原子就要解體，變成叫做離子的帶電粒子。同樣，溫度足夠高時，口袋也將解體，質子、中子等基本粒子不再是基本的物質形式，它們將成一鍋由誇克和膠子組成的高溫粥，稱為誇克—膠子等離子體，物理真空也就成了簡單真空。
計算機模擬實驗表明，物理真空熔化為簡單真空需２萬億度以上的高溫，這個熔化的物理真空也叫“熔融真空”。重原子核可以包含上百個質子和中子，其內空間正常狀態下是個很好的物理真空。科學家希望通過碰撞來加熱它，使其熔化，獲得簡單真空。目前在高能實驗室中，質子和原子核間的碰撞能量已達幾百兆電子伏特，這已相當於將原子核（局部）加熱到了幾萬億度，但由於質子（與原子核比較）太小，隻將原子核穿了一個洞，並未將整個原子核熔化。科學家正在設法利用重原子核間的碰撞來實現熔融真空。熔融真空實驗之所以重要，不僅在於它能直接檢驗關於基本粒子結構的一些理論假設，還在於其實驗結果可能有助於科學家理解宇宙的早期演化。
按照大爆炸模型，我們的宇宙始於約２００億年前的一次巨大爆炸。爆炸發生的一瞬間，溫度遠遠超過熔融真空所需溫度，故早期的宇宙應是誇克—膠子等離子體。隨著宇宙的膨脹，溫度逐漸降低，簡單真空轉化過程中，應存在由５０個或以上的誇克所組成的物質結構（通常的粒子隻包含２個或３個誇克）。熔融真空實驗是對這種早期宇宙演化的模擬，是一種理解宇宙演化的重要手段。為測量真空熔化時放出的大量粒子，需在非常小的錐體內同時測量上千個粒子。迄今還沒有人能夠在一次碰撞事例中測量上百個粒子。科學家即使使用他們最嫻熟的乳膠探測器，盡管其分辨率很高，也無能為力，它也不適宜於探測高能加速實驗中的誇克—膠子等離子體。這些困難經常困擾著科學家並激勵他們去解決。
17.4℃時的水
在４℃時，水的密度為什麼最大，這裏介紹一種比較常見的解釋。
我們知道水的密度比冰的密度大，這是因為液態的水在凝固成冰的時候，分子間的相互作用力使分子按一定的規則排列，每個分子都被四個分子所包圍，形成一個結晶四麵體。這種排列方式是比較鬆散的，使得冰晶體中的分子間的平均距離大於液態水中的分子間的平均距離。在液態水中，分子的排列比較混亂。分子在液態中的運動雖然比在冰中更自由，但分子與分子間的平均距離比在冰中更小，所以水的密度比冰的密度大。
用Ｘ射線研究液態水的結構時，發現液態水中在一定程度上還保留著非常微小的冰的晶體。根據推算，在接近０℃的水裏，約包含著０．６％的這種微晶體。當溫度逐漸升高時，這種微晶體逐漸地被破壞，由於這種微晶體有較小的密度，所以微晶體的被破壞就會引起密度的增加。因此，在水中有兩種使密度改變的效應：使密度變小的效應。當溫度升高的時候，水分子的熱運動更劇烈了，分子間的距離變大了，因而引起密度的減小。使密度變大的效應。當溫度升高時，水中的微晶體逐漸地被破壞，引起密度的增大。在４℃以上，水的溫度升高時，第一種效應占優勢，水的密度減小，體積增大。在４℃以下，水的溫度升高時，第二種效應占優勢，水的密度增大，體積減小。因此，水在４℃的時候，密度最大，這就是水的密度反常變化的原因。
18.包在皮襖裏的冰為什麼不化
假如有人一定要你相信，說皮襖根本一點也不會給人溫暖，你要怎樣表示呢？你一定會以為這個人是在跟你開玩笑。但是，假如他用一連串的實驗來證明他的話呢？譬如說吧，可以做這樣一個實驗。拿一隻溫度計，把溫度記下來，然後把它裹在皮襖裏。幾小時以後，把它拿出來。你會看到，溫度計上的溫度連半度也沒有增加：原來是多少度，現在還是多少度。這就是皮襖不會給人溫暖的一個證明。而且，你甚至可以證明皮襖竟會把一個物體冷卻。拿一盆冰裹在皮襖裏，另外拿一盆冰放在桌子上。等到桌子上的冰熔化完之後，打開皮襖看看：那冰幾乎還沒有開始熔化。那麼，這不是說明皮襖不但不會把冰加熱，而且還在讓它繼續冷卻，使它的熔化減慢嗎？
你還有什麼說的呢？你能夠推翻這個說法嗎？你沒有辦法推翻的。皮襖確實不會給人溫暖，不會把熱送給穿皮襖的人。電燈會給人溫暖，爐子會給人溫暖，人體會給人溫暖，因為這些東西都是熱源。但是皮襖卻一點也不會給人溫暖，不會把自己的熱交給別人，它隻會阻止我們身體的熱量跑到外麵去。溫血動物的身體是一個熱源，他們穿起皮襖來會感到溫暖，正因為這個緣故。至於溫度計，它本身並不產生熱，因此，即使把它裹在皮襖裏，它的溫度仍舊不變。冰呢，裹在皮祆裏會更長久的保持它原來的低溫，因為皮祆是一種不良導熱體，是它阻止了房間裏比較暖的空氣的熱量傳到裏麵去。
這樣的話，冬天的雪也會保持大地的溫暖。雪花和一切粉末狀的物體一樣，是不良導熱體，因此，它阻止熱量從它所覆蓋的地麵上散失出去。用溫度計測量有雪覆蓋的土壤的溫度，知道它常常要比沒有雪覆蓋的土壤的溫度高出１０攝氏度左右。雪的這種保溫作用，是農民最熟悉的。
所以，對於“皮襖會給我們溫暖嗎”這個問題，正確的答案應該是，皮祆隻會幫助我們自己給自己溫暖。如果把話說得更恰當一些，可以說是我們給皮襖溫暖，而不是皮襖給我們溫暖。
19.魚雷為何能自己尋找目標
魚雷被用作海戰武器，已經有１００多年的曆史了。人們為了提高魚雷的速度和命中精度，在它的動力和控製係統方麵想了很多方法。為了讓魚雷發射後，能按照指揮員的命令，隱蔽在水中作勻速、定向、定深航行，準確地擊中敵艦，不僅要求發射魚雷的艦艇，必須占領有利陣位，而且要求瞄準得十分精確。否則，敵艦艇發現魚雷航跡，立即進行躲避，或因瞄準、計算有點誤差，魚雷就難以命中敵艦艇。那麼，有什麼辦法能使發射的魚雷，像海獅捕魚一樣，使敵艦艇無法逃遁呢？
人們在生產實踐中，根據聲波能在水中傳播的原理，在第二次世界大戰末期，研製成功一種能自動發現並跟蹤敵艦的魚雷，叫做“自導魚雷”。它不是用無線電遙控來操作，而是由它自己的“大腦”來操縱航向和跟蹤敵艦艇的。
魚雷的“大腦”，就是雷體前段的音響自導係統。
音響自導係統是怎樣自動發現和跟蹤敵艦艇的呢？
當你捉蟋蟀時，隻要仔細辨別出蟋蟀發聲的方向，就可以找到它的位置，把它捉到手。自導魚雷同人們捉蟋蟀的辦法相仿，它是利用敵艦航行時所產生的聲場，而去發現和跟蹤敵艦艇的。
艦艇在航行時，螺旋槳不停地轉動和打水，就產生了聲波，魚雷的音響自導係統內的接收裝置，收到傳來的聲波信號後，將聲能轉換成電能，從而產生電壓，有了電壓以後，音響自導係統便開始工作，自導魚雷這就發現了敵艦艇。
自導魚雷發現敵艦艇後，又是如何自動跟蹤敵艦艇的呢？這就要看接收裝置上四組對稱線圈的本領了。因聲波傳來的方向不同，線圈所產生電壓也就不同，於是形成電壓差。當聲波來自魚雷左方，左組線圈產生的電壓大於右組線圈產生的電壓；當聲波來自魚雷的右方，則右組線圈產生的電壓大於左組線圈所產生電壓。由於電壓的不同，使垂直舵產生一個舵角，魚雷便向電壓大的方向行駛。聲波來自魚雷的正前方，則左右兩組線圈產生的電壓相等，電壓差為零，垂直舵就不產生舵角，魚雷就一直向前行駛。對來自上方的聲波，一接收裝置的上組線圈產生的電壓大於下組線圈產生的電壓，輸送給橫舵的電壓是來自上方的，所以橫舵擺動上浮舵角，使魚雷向上航行。反之，魚雷向下航行。