能源是工業(yè)發(fā)展的核心,人類科技快速進(jìn)步的關(guān)鍵也是能源。能源是人類科技文明發(fā)展的基石。沒(méi)有它,一切科學(xué)技術(shù)都只能紙上談兵,無(wú)法付諸實(shí)際應(yīng)用。
數(shù)百年來(lái),能源的性質(zhì)沒(méi)有改變,仍然是化石能源的不斷升級(jí)的應(yīng)用。如果我們只在地球上發(fā)展,化石能源完全可以滿足我們。然而,隨著人類走出地球,開(kāi)始探索宇宙,我們發(fā)現(xiàn)化石能源越來(lái)越不足。
人類現(xiàn)有的能量不足以支撐我們離開(kāi)地球太遠(yuǎn),更不用說(shuō)探索浩瀚的宇宙了。目前人類最快的飛船是旅行者1號(hào),速度為每秒17公里。它的速度如此之快,飛行了40多年,現(xiàn)在離我們只有210公里。這個(gè)距離只在日光層之外,不在太陽(yáng)系之外。
照這樣下去,旅行者1號(hào)要飛出太陽(yáng)系還需要幾萬(wàn)年。這個(gè)速度可以說(shuō)是慢如烏龜?shù)乃俣取N覀儾豢赡芤赃@樣的速度探索其他星系。因此,科學(xué)家們一直在尋求能源方面的突破。只有能源突破,人類才能走得更遠(yuǎn),探索更遙遠(yuǎn)的星球,人類的未來(lái)才會(huì)更美好。
目前,科學(xué)家們一直在研究和探索的可控核聚變是下一個(gè)替代化石能源的新能源。那么,當(dāng)人類掌握了可控核聚變后,我們能否自由走出太陽(yáng)系,探索附近的星系呢?恐怕也很難。
愛(ài)因斯坦的相對(duì)論告訴我們,質(zhì)量物體的速度只能無(wú)限接近光速,甚至光子的速度也只是光速。光速極限理論讓很多人感到絕望,認(rèn)為人類永遠(yuǎn)無(wú)法走遍銀河系甚至宇宙。
但是愛(ài)因斯坦的相對(duì)論為我們關(guān)上了一扇窗,又為我們打開(kāi)了另一扇窗。廣義相對(duì)論提出時(shí)空扭曲理論,使得超光速成為可能。目前,科學(xué)家認(rèn)為實(shí)現(xiàn)超光速的方法主要有兩種,一種是穿梭蟲(chóng)洞,另一種是使用曲率引擎。
無(wú)論是蟲(chóng)洞穿梭還是曲率引擎,都是時(shí)空扭曲的應(yīng)用,需要扭曲才能打破空間。時(shí)空畸變雖然存在,但在正常情況下畸變很小,要實(shí)現(xiàn)飛船的超光速飛行,需要更大的空間畸變。要大幅度扭曲空間,我們需要更強(qiáng)大的能量,這恐怕核聚變無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
所以科學(xué)家們想出了一種比核聚變更強(qiáng)大的能量,那就是反物質(zhì)。反物質(zhì)是正常物質(zhì)的逆態(tài),類似于物質(zhì)粒子,物質(zhì)粒子的電或自旋與力相反。每個(gè)基本粒子都有對(duì)應(yīng)的反粒子。當(dāng)基本粒子遇到其反粒子時(shí),會(huì)同時(shí)湮滅,釋放出100%的強(qiáng)大能量。
最早的時(shí)候,反物質(zhì)只是科學(xué)家猜測(cè)的一種粒子。20世紀(jì)60年代,科學(xué)家通過(guò)加速器發(fā)現(xiàn)了各種基本粒子的反粒子,從此就沒(méi)有必要懷疑反物質(zhì)的存在。1997年,科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)“銀心反物質(zhì)噴泉”,使科學(xué)家對(duì)反物質(zhì)的熱情再次高漲。
一克反物質(zhì)釋放的能量約為42800噸TNT當(dāng)量,幾乎相當(dāng)于當(dāng)年的“小男孩”核彈,而500克反物質(zhì)釋放的能量則可以相當(dāng)于人類最強(qiáng)大的氫彈。如此強(qiáng)大的能源,正是人類探索宇宙所需要的。有了這種強(qiáng)大的能源,我們的飛船速度可以得到質(zhì)的提高,至少可以實(shí)現(xiàn)亞光速飛行。
如果我們將來(lái)掌握了曲率引擎技術(shù),就需要反物質(zhì)作為強(qiáng)大的能源來(lái)扭曲空間。正是這種能量對(duì)人類的未來(lái)非常重要,所以科學(xué)家們一直在積極研究和探索它,希望能產(chǎn)生更多的反物質(zhì)。遺憾的是,以人類目前的科技實(shí)力,雖然我們可以制造出一些反物質(zhì)粒子,但是很快就會(huì)湮滅,無(wú)法真正保存下來(lái)。
目前反物質(zhì)生產(chǎn)成本也很高。根據(jù)科學(xué)家公布的數(shù)據(jù),生產(chǎn)十億分之一克反物質(zhì)需要花費(fèi)近60億美元。這個(gè)價(jià)格我們承受不起,人類要想把反物質(zhì)這種強(qiáng)大的能源應(yīng)用到實(shí)踐中,需要大量的反物質(zhì)。只有掌握了制造反物質(zhì)的廉價(jià)方法,反物質(zhì)的應(yīng)用才能真正成為現(xiàn)實(shí)。
除了廉價(jià)制造反物質(zhì),存儲(chǔ)反物質(zhì)也有很大的技術(shù)難度,需要我們不斷克服。對(duì)于人類來(lái)說(shuō),反物質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用還很遙遠(yuǎn)。下一步是盡快實(shí)現(xiàn)可控核聚變,這是化石能源和反物質(zhì)能源的過(guò)渡階段。
核聚變能讓我們輕松走出地球,自由探索太陽(yáng)系。按照科學(xué)家對(duì)宇宙文明的分類標(biāo)準(zhǔn),此時(shí)的人類文明將升級(jí)為一級(jí)文明。當(dāng)我們掌握了反物質(zhì)能量,就可以輕而易舉地走出太陽(yáng)系,探索系統(tǒng)外的星空。這時(shí),人類將成為一個(gè)星際文明,正式開(kāi)啟宇宙霸權(quán)之路。
反物質(zhì)不僅可以給飛船帶來(lái)強(qiáng)大的動(dòng)力,還可以用來(lái)制造強(qiáng)大的反物質(zhì)武器。要知道,人類一旦成為星際文明,必然會(huì)接觸到其他外星文明。但是在黑暗森林法則下,宇宙中的文明之間可能很難維持真正的和平。
一旦人類和外星文明發(fā)生沖突,武器就是進(jìn)入的根本。反物質(zhì)武器的威力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)核聚變武器。有了他們,人類的星際之旅可以更安全。