绝对真空会被高电压击穿吗？

理论上会，实验上还没观测到。

足够强的电场下，真空涨落产生的虚电子对会被拉开，变成一个带负电的电子，和一个带正电的正电子，产生宏观电流。

这个过程被称为施温格效应（Schwinger effect），这个电场强度叫做施温格极限（Schwinger limit），大约是1.32E18V/m。

目前能够产生这么强电场的最有希望的途径是超强激光，然而现有的激光器功率还差好大一截。好消息是虽然目标远得看不见尾灯，但是激光技术发展得也挺快，期待尽快突破吧。

绝对真空会被高电压击穿吗？

——不会，但也会。

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首先，我们先谈“不会”。

我们平时所说的电击穿是怎么回事呢？

欲使电击穿发生，需要两个条件：1、需要在电极间的空间或电极表面有起始电子或粒子来源；2、需要一些倍增的机理，使带电的粒子在所加电场的作用下能增加数量以导致电流的增长。

关于条件2，需要特别说明一下，因为存在只满足条件一而不满足条件二，却在真空中有大电流的情况，例如各种电子管、阴极射线管、光电管（非半导体的）等等，这种情况都属于阴极金属材料的电子逸出功在加热或光照条件下降低后的（场致）电子发射，一般是不作为“击穿”来讨论的。电击穿，在百度百科是这样定义的：“绝缘物质在电场的作用下发生剧烈放电或导电的现象叫击穿。”其实百度百科是不够严谨的，这个定义应该加一个限定词：不可控的（绝缘物质在电场的作用下发生不可控的剧烈放电或导电的现象叫击穿），而电子管等等电流是可控的。

现在我们分四种情况来讨论电击穿。

第一种情况：有电极非真空。

这是最常见的电击穿，是发生在两个电极之间有绝缘介质，包括各种绝缘材料，以及真空度不够高、含有微量气体的所谓“真空”。

这种情况下，当电场足够强时，就有电极中的载流子（多数情况下是阴极中的电子）被拉出电极表面，继而被拉向对面电极。载流子在飞向对面电极的时候，撞击了介质中的原子，导致其电离，而电离出的正离子和电子也成为了新的载流子，当有绝缘介质或真空度不高时，这种撞击会导致载流子倍增的效果，类似于核裂变中的连锁反应，最终造成电极间的击穿。

关于这种情况的各种细节，在 @Patrick Zhang 的高票回答中解释得很详细，我就不重复了。

第二种情况：无电极非真空。

就是没有电极，但是有电场加在绝缘介质上。这种情况也能发生击穿。

你可能会问，没有电极怎么产生电场？其实这种情形很容易实现，让介质与磁场发生相互运动。你可以脑补一下在发电机中把绕组去掉，换成绝缘材料。

虽然没有电极，没有从电极表面拉出来的载流子，但绝缘材料本身是有原子的，在热运动作用下，或多或少会有个别原子中的价电子脱离原子束缚成为自由电子（世界上没有电阻率无穷大的材料），在电场作用下，这些自由电子，或者空穴，被迫参与电流的流动，当然，这是非常微弱的电流。但是如果电场超强，载流子运动过程中会撞击其它中性原子造成电离，进而导致击穿。

这种击穿方式，只是在理论上会发生。由于绝缘介质中载流子本来就很少，并且载流子的自由程非常短，载流子在电场作用下常常还没有被加速获得足够的能量就撞到了其它原子，无法导致被撞原子的电离，所以对于这类击穿要求的电场强度极高，在目前的技术条件下，只会发生在一些绝缘性能不是特别好的材料上。

很奇怪吧？大家都在研究如何绝缘，却有人研究在没有电极这种奇葩条件下如何击穿绝缘介质？？！——还真有人研究，我就认识一个。（补充：其实他是我的同事，是我们一起研究，我们的一个课题需要这个实验，当然我们的真正目的不是要研究如何击穿这些材料，而是如何避免这种击穿。）

第三种情况：有电极的真空。

按照题主的意思，我们说的真空就是指绝对真空（你很想打我的脸，因为科学中不允许绝对？好吧，我们就把绝对真空换成高度真空吧，要多高呢？就是假设一个电子从阴极飞向阳极的全过程中，它遇到一个气体原子的概率远小于1，或者说，电子的平均自由程非常接近电极间隙宽度）。

在高度真空的两端电极加上电压，此时，前面提到的电击穿的两个条件中，条件一是满足的。那么条件二呢？

既然是高度真空，电子在飞行过程中几乎不会遇到气体原子，自然不会有倍增效应的出现，于是你要说，这种情况下当然不会发生击穿了！……且慢！

事实是，当电场非常强时，击穿还是发生了！

对于有电极条件下的高真空的击穿，目前并没有研究清楚。电子的基础来源（击穿条件一）是电极的场致发射这点是明确的，关键是：什么导致了倍增效应（击穿条件二）？

目前主要的假说有：1、蒸汽电弧，该观点认为场致发射的电子以足够功率轰击阳极，会导致阳极材料的局部发射并融化、蒸发，导致真空度下降，并继而形成电弧；2、“小块”理论，该理论认为是小块的松动粘附材料被电场力拉过真空轰击对面电极，同样是导致真空度下降，但“子弹”由电子换成了“小块”；3、粒子交换理论，该理论认为电子轰击阳极时，电子撞击了阳极附近的吸附气体层，导致了正离子和光子的产生（此假说在不同的文献中说法有较大差异）。

不管哪一种假说成立，总之，有电极的真空击穿，完全是由电极导致的，这有许多例证：

——无论阴极材料还是阳极材料的成分都会影响击穿电压。阴极材料会影响场致发射，即影响击穿条件一；阳极材料则影响击穿条件二。

——无论阴极还是阳极的形状、表面处理都会影响击穿电压。原因同上。

——电极工作的历史也会影响击穿电压。可能是历史的击穿会将阳极的突出部削平，降低表面粗糙度，从而提高击穿电压，这被称为阳极的“老练”或“调理”。但是，严重的击穿历史也可能破坏阳极的结构，从而降低击穿电压。

为什么我要说，真空不会击穿呢？很明显，第三种情况，看起来真空确实被“击穿”了，但是其本质不是真空自身被击穿，而是因为电极材料的存在，改变了真空的状态，让真空不再是严格意义上的真空。

第四种情况：无电极的真空。

在经典物理中，给无电极的（高度）真空加上电场，无论电场多强都不会发生击穿。

无电极的真空加电场的方法，在情况二中已有说明。

综合以上分析，真正的绝对（高度）真空是不会被击穿的，我们看到的真空“击穿”现象其实不是真空本身被击穿，而是真空被电极改变了状态！对于无电极的真空，无论多强的电场都不会发生击穿现象。

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其次，我们来谈谈“也会”。

经典物理中，真空就是真空，绝对真空中没有任何粒子，也没有任何事件发生。

但在量子物理中，即使绝对真空，可能也是很热闹的，随机涨落会导致凭空出现的虚粒子对，当然，这种随机出现的虚粒子对，必须很快消失，从而在宏观上遵守能量守恒定律。在宏观上，我们看到的真空仍然什么事都没有发生。

但是，“霍金辐射”理论的出现颠覆了我们对真空的认知，在极其强大的引力作用下，随机涨落产生的虚粒子对中的一个也可能被保留下来，成为实在的粒子并向外辐射。具体细节我就不讲了，请参考维基百科相关词条或霍金辐射_百度百科。

那么我们不妨思考一下，如果有一个极其强大的电场（而不是引力场）加在绝对真空上呢？会不会出现类似霍金辐射的效应？

答案是肯定的，具体要多强的电场呢？大约是10^18V/m，当然，这么强的电场目前人类还根本实现不了，因此这种现象仅仅是一个理论。（关于霍金辐射的理论，目前还有争议，因此关于量子论下的真空击穿理论，也是有争议的。）