自发辐射和兰姆移动是原子两个重要的辐射性质,理论上,它们既可以解释为真空涨落的贡献,也可以解释为原子辐射反作用的贡献,或者两者的结合。上世纪八十年代,Dalibard, Dupont-Roc和Cohen-Tannoudji (DDC)在研究原子与场的相互作用时,通过引进原子和场算符对称排序,赋予了真空涨落和辐射反作用各自独特的物理意义,建立了一种研究原子与场相互作用的新方法,我们称其为DDC方法。人们将这个方法用于研究闵氏时空中原子的平均能量变化率,发现真空中的匀加速基态原子可以自发激发,随后这个方法被广泛地用于研究平直时空中各种情况下原子的辐射性质。由于我们生活的宇宙中物质和运动的广泛存在,时空并不是平直的,时空的弯曲将会使得真空中场的涨落有着区别于平直时空真空中场涨落的性质,这些区别会影响原子的辐射性质吗?本文中,我们应用DDC方法研究弯曲时空中原子的辐射性质-原子的自发激发和兰姆移动。Audretsch和Muller最先将DDC方法用于研究原子与真空标量场耦合时原子的演化,Passante(?)将其推广到了原子与真空电磁场相互作用的情况,这两种情况下,由于原子与场的耦合都是线性耦合,原子的演化都归结为真空涨落和原子辐射反作用的贡献。对于真空中的静态基态原子,真空涨落和辐射反作用对其平均能量变化率的贡献刚好抵消,原子是稳定的；对于真空中匀加速的基态原子,真空涨落和辐射反作用对其平均能量变化率的贡献不能完全抵消,原子将自发激发。我们将DDC方法推广到了原子与真空Dirac场相互作用的情况并研究了这种相互作用下闵氏真空中匀加速原子的平均能量变化率,发现了一些有趣的性质和特点。由于原子与真空Dirac场之间只能引入非线性相互作用,原子的演化可归结为真空涨落的贡献、原子辐射反作用的贡献以及真空涨落和辐射反作用交叉项的贡献,并且这三部分的贡献不同阶,原子的辐射反作用的贡献是高阶项。对于真空中的静态基态原子,是真空涨落的贡献和真空涨落与辐射反作用交叉项的贡献刚好抵消保证了基态原子的稳定性；对于真空中的匀加速原子,其平均能量变化率的表达式中将出现与加速度的四次方有关的非热项,如果原子的初始状态是基态,真空涨落以及真空涨落与辐射反作用交叉项对其平均能量变化率的贡献将不能完全抵消,原子将自发激发。平直时空中原子的非惯性运动和时空中边界的出现都可能引起真空涨落和原子的辐射反作用发生改变。对于弯曲时空中的原子,一方面,由于时空曲率的存在,场模将受到时空曲率的影响,这和有边界的平直时空中场模受到边界影响的情况有一定的类似性；另一方面,根据等效原理,引力场与惯性力场的动力学效应是局域不可分辨的,引力场中的静态原子很容易使我们联想到平直时空中的匀加速原子,我们推测它们的辐射性质可能存在一定的相似性。史瓦希时空是一类典型的弯曲时空,我们运用DDC方法分别研究了这个时空中与Boulware, Unruh和Harlte-Hawking真空标量场和电磁场相互作用的静态原子的辐射性质,发现史瓦希时空曲率和史瓦希黑洞的量子效应-霍金辐射对原子的辐射性质都有影响,这些研究工作为霍金辐射提供了一种新的理论推导。我们的研究结果表明,原子与Boulware真空中涨落的场相互作用时,基态原子是稳定的；原子与Unruh真空中涨.落的场相互作用时,基态原子将自发激发,就像时空中有从黑洞视界面上发出的霍金辐射一样；原子与Hartle-Hawking真空中涨落的场相互作用时,基态原子也将自发激发,原子就像是处在一个热平衡的环境中,其中有从黑洞视界面上发出的霍金辐射,并且无穷远处有与霍金辐射处于热平衡的辐射存在。Unruh真空和Hartle-Hawking真空中的原子将感受到时空中的热辐射,原子感受到的温度满足Tolman关系。两维情况下,原子在Hartle-Hawking真空中感受到的热辐射是原子在Unruh真空中感受到的热辐射的两倍,这是因为二维时空中不存在时空曲率反散射,这个结论在四维情况下不再成立。四维情况下,时空曲率对时空中传播的场模有反散射作用；对于真空标量场和电磁场,这种反散射作用是有区别的；由于时空曲率的反散射作用,时空中的辐射在传播过程中通量有损耗。史瓦希时空的这些性质也会给原子的兰姆移动带来修正。尽管霍金辐射会引起原子兰姆移动有修正,实验上要观测这种修正是非常困难的,那时空曲率引起的修正是否可观测呢?我们采用Jenson等提出的数值计算方法计算了一个球对称天体外部任意位置处原子的兰姆移动,所得结果实际上给出了史瓦希时空曲率引起的不同位置静态原子兰姆移动的修正。我们的研究结果表明,在球对称天体外部,由于时空曲率的存在,静态原子的兰姆移动通常比闵氏时空中静态原子的兰姆移动要小；在大质量致密天体外部,这个修正达到了可观测的程度,因此,原则上为我们通过实验检验弯曲时空的量子效应提供了一种可能的思路。De Sitter时空也是一类典型的弯曲时空,我们研究了这种时空中原子的辐射性质,给出了Gibbons-Hawking效应一种新的理论推导。De Sitter时空中自由下落的基态原子就像处在温度为Gibbons-Hawking温度的热库中那样会自发激发；自由下落原子的兰姆移动比闵氏真空中惯性原子的兰姆移动多出了一个修正项,这个修正项和闵氏时空中温度为Gibbons-Hawking温度的热库引起的惯性原子兰姆移动的修正是相同的。De Sit-ter时空中的静态原子也将感受到时空的热性质,它感受到的温度(Ts)的平方可以表示为Gibbons-Hawking温度和其在引力场中的固有加速度对应的Unruh温度的平方和,静态原子就像处在温度为Ts的热库中那样会自发激发；静态原子的兰姆移动比闵氏真空中静态原子的兰姆移动要多出一个修正项,这个修正项和闵氏时空中温度为Ts的热库引起的原子兰姆移动的修正是相同的。