工業發展的核心是能源,人類科學技術快速進步的關鍵也是能源。能量是人類發展科學技術和文明的基礎。如果沒有它,所有的科學技術只能是紙上談兵,不能得到實際應用。
能源的性質幾百年來都沒有改變,仍然是不斷升級的化石能源應用。只有在地球上開發,化石能源才能滿足我們的需要。但當人類離開地球,開始探索宇宙時,我們發現化石能源越來越缺乏。
人所擁有的能量不足以讓我們遠離地球,更別提探索宇宙了。現在,最快的人類飛船是旅行者1號,速度為17公里/秒。飛機飛得很快,飛了40多年,現在離我們僅210公里。離太陽的這一層只有一段距離,不在太陽系之外。
在這種情況下,旅行者1號需要數萬年才能離開太陽系。這種速度可以說像烏龜一樣慢。在這個速度下,我們無法探索其他星系。所以科學家們一直在尋找能源的突破。唯有能源的突破,才能讓人類走得更遠,去探索更遙遠的星球,讓人類的未來更美好。
可控核聚變是未來取代化石能源的新能源,科學家對此進行了深入的研究和探索。所以,當人類掌握了可控制的核聚變之後,我們能不能自由地離開太陽系去探索附近的星系?我擔心它很困難。
在相對論中,愛因斯坦告訴我們,質量物體的速度只能無限接近光速,即使光子也一樣。光的極限速度理論使許多人感到絕望,他們認為人類永遠無法穿越星系甚至宇宙。
然而,愛因斯坦的相對論卻為我們關閉了一扇窗,為我們開啟了另一扇窗。廣義相對論提出的時空扭曲理論,使快速超光成為可能。現在,科學家們認為實現超光速的方法主要有兩種,一種是利用穿梭蟲洞,另一種是利用曲率引擎。
不管是蟲洞穿梭還是曲率引擎,都是時空扭曲的應用,需要扭曲來打破空間。空間和時間的畸變雖然存在,但一般情況下畸變是很小的,要實現飛船的超光速飛行,需要更大的空間畸變。如果空間被嚴重扭曲,我們就需要更強的能量,這恐怕不可能實現核聚變。
因此,科學家發明了一種比核聚變更強大的能量,這種能量叫做反物質。逆物質是正常物質的逆態,就像物質粒子一樣,其電性或自旋性與作用力相反。每一個基本粒子都有相應的反子。基礎粒子與其反粒子相遇時,會同時湮滅,並釋放100%的強力能量。
在早期,反物質僅僅是科學家所推測的一種粒子。在1960年代,科學家們在加速器中發現了各種基本粒子的反粒子,從那時候起,就沒有必要懷疑反物質的存在。科學家們宣布在1997年發現了「銀心反物質噴泉」,這讓科學家們再次對反物質產生了熱情。
1克反物質釋放出的能量大約相當於42800噸TNT當量,這和當年的「小男孩」核彈差不多,而500克反物質釋放出的能量就相當於人類最強大的氫彈。這一巨大的能量,正是人類探索宇宙所需要的。在這種強大的能量下,我們的飛船速度可以大幅度提高,至少達到亞光速。
未來,若要掌握曲率引擎技術,則需要反物質作為強大的能量來扭曲空間。這是一種對人類未來非常重要的能量,因此科學家一直在積極地研究和探索它,希望能夠產生更多的反物質。可惜,以人類目前的技術力量,雖然我們能製造出一些反物質粒子,但它們很快就會湮滅,不能真正保存下來。
現在生產反物質的成本也很高。據科學家公布的數據,大約需要60億美元才能生產出十億分之一克反物質。這是我們無法承受的代價,人類需要大量的反物質才能將反物質這種強大的能量應用於實際。只要掌握了廉價的製造反物質的方法,它的應用就會真正變成現實。
除廉價製造反物質外,儲存反物質還存在著極大的技術困難,需要不斷加以克服。對人而言,反物質技術的應用還遠遠不夠。第二步是儘快實現可控核聚變,即化石能源與反物質能源的過渡階段。
核融合可以讓我們輕鬆地離開地球,自由探索太陽系。根據科學家對宇宙文明分類的標準,人類文明在此時將會上升到一級。一旦我們掌握了反物質能量,我們就能輕易地離開太陽系,去探索宇宙之外的星空。在這個時候,人類將成為星際文明,正式開啟宇宙霸權的征程。