科學家找到超級能源,取用不盡,實驗已證實,是人類突破大過濾器希望

根據狹義相對論的質能互換方程，E等於MC的平方，質量和能量是可以相互轉換的。我們人類獲取的食物，就是植物通過光合作用把太陽的光能轉換成食品中蘊含的化學能。

隨著袁隆平同學讓我們吃的越來越飽，人類對能源的索取和渴望越來越無節制。以煤炭、石油為能源的化石能利用，急劇擴大。雖然世界的煤炭儲量很多，但是由於大量燒煤產生的溫室效應，會加劇全球氣候變暖。

所以尋找清潔的替代能源，是人類長期發展中的重要問題。

》狄拉克預言的虛粒子海洋，蘊含巨大能量。

大家都知道狄拉克是著名的量子物理學家，也是量子物理學的奠基人之一。量子力學的方程裡經常會解出負能量態（具體的說是電子的負能量態）。我們知道量子有自動的從高能量態向低能量態轉移的趨勢，假如出現負能量態，那麼就必須有電子向負能量態轉移的過程中釋放出能量，而且理論上講負能量態可以到負的無窮大。

》這就變成了一個問題：一個小球在無限向下延伸的樓梯上會發生什麼？

當然是順著樓梯不停的往下掉啦。對應在現實中粒子的世界，這就意味著電子會不停的向負能態轉移，不停的釋放出能量，而變成永動機。

但是實際上這種事情並沒有發生。所以狄拉克同學對這種情況的經典解釋：所有的負能級都已經被填滿了。這些填滿了負能量級的粒子構成了真空中虛粒子的海洋，在正常的情況下，它們總的表現是一個基態為0的能量態。只是在額外有能量激發的時候，會飛出一個電子（現在已經可以做到用能量在真空中激發光子），然後留下一個帶正電的電子空穴。

狄拉克同學的這一經典解釋，同時預言了正電子的存在。1932年，物理學家安德森發現了正電子，證實了狄拉克同學的理論。

為了紀念狄拉克同學的貢獻，在真空中的虛粒子海洋被命名為狄拉克海。

現在很多科幻小說中都利用狄拉克海提取能源。狄拉克同學簡直就是人類能源的大救星，再加上科幻小說素材的創造者。

在科幻背景的遊戲《崩壞三》裡，就有利用真空能作為永動機的劇情。

》萬物波動，永不停止。

根據量子力學測不準原理，粒子的動量和位置是不能同時確定的。當然測不準的說法可能是比較通俗，不是完全準確。其實粒子的波動性和粒子性是一個硬幣的兩個面，根據量子力學描述的法則，我們只能選擇一次看其中的一個面。基本粒子的波動性和粒子性是同時存在的，只是在人類的觀測上不能同時看到。

根據這一原理，即使把基本粒子冷卻到絕對零度，它們仍然會震動。

絕對真空的溫度，就是絕對零度，真空裡的虛粒子仍然在不停的震動，這就是所謂的真空零點能。

物理學家卡西米爾，在真空中，用兩個靠的很近的平板做實驗，精確的證明了這個能量的存在。

》這個能量實在是大的驚人，比全宇宙中所有可見物質的含能量都多。

科學家慧勒（此人發明了「黑洞」這個稱呼）計算出真空能的含能量是每立方米10的95次方焦耳。

實際上，這個能量可能會遠遠超過計算值，根據集合論的觀點和量子力學的基本假設~能量是一份一份的，在任何一個有限區域，能量和整個宇宙真空中含能量是一樣的，就像任何一個有限長度的線段上的點的數目是一樣多。

整個宇宙大爆炸的時候蘊含的總能量可能與之相當。這些能量一部分產生了可見物質，一部分產生暗物質，另外一部分產生了暗能量。這些能量的大小違反直覺，但並不違反最嚴格的數學法則~集合論。

真空是虛粒子的海洋，其中蘊含的虛粒子個數是無窮個。虛粒子的數目與整個由1、2、3、4、5以及到無窮大的自然數構成的集合是等勢，都是屬於無窮可數集。而所有的無窮可數集都是等勢的。

所以我們也可以認為，一立方米真空的虛粒子個數和全宇宙真空中的虛粒子個數是相等的。

而真空能是因為虛粒子漲落而存在的，所以可以認為宇宙空間一個局部的含能量和整個宇宙空間的含能量是相等的。

這也說明，如果有一個超級智慧存在，可以在宇宙中任何一個局部提取全宇宙的能量。

》化石能源終將枯竭，人類越來越接近能量利用的極限瓶頸。

比如說石油還能夠用50~100來年，煤炭還能夠用1000來年。

除了裂變能以外，人類在聚變能的研究上舉步維艱。但是就算我們獲得聚變能，也是有限的。

使用託卡馬克裝置產生聚變能，也只能把物質的0.7%轉變為能量。而且還必須消耗反應裝置啟動以及在反應過程中維持的能量。

》對於能源問題的嚴肅思考，讓很多科學家提出了自己的見解，最著名的就是弗裡曼戴森提出的戴森球計劃。

想必關於戴森球大家都很熟悉。就是用太陽能電池板之類的，把整個太陽一個天文單位的周圍完全包起來。

這裡有兩種建設方法，一種是建造一個完全固定的剛體，但是這會遇到材料強度上巨大的挑戰，以及結構問題。

還有一種方法就是製造圍繞太陽的巨大的環形陣列~戴森環，這些環形陣列彼此圍繞太陽旋轉。但是這樣做，1是要浪費材料，2是在不同層次上旋轉的環會相互遮擋。

而且建造這樣的巨大的結構，把水星、金星、火星全部拆光了，可能材料都不夠。

而且佛裡曼戴森同學還有一個最大的問題沒有考慮過：把這些材料分散到引力場的各個部分需要在引力場中對材料做功，而萬有引力場是一種保守場，做功的大小，只和材料質量、位置有關，和過程無關。也就是說戴森同學如果要建他的戴森球，他一點也偷不得懶，他必須克服這種巨大的引力勢能。

那麼這種引力勢能到底有多大呢？告訴諸位：大的不得了。

在量子物理學發現核聚變之前。太陽發光的能量來源最主流的說法就是引力勢能收縮：如果太陽直徑每收縮36米，釋放出來的能量就能讓太陽發光一年。

雖然這種引力勢能發光學說被原子聚變能學說所替代。但是也從一個側面可以反映出引力勢能是極其強大的。就算我們把戴森同學所要建造戴森球的全部材料準備好，建成一個戴森球所需要消耗的能量也需要用盡太陽幾萬年乃至幾十萬年所發出的能量。

總的來說，戴森球或者是戴森環，是極其不靠譜的。

如果人類能夠成功利用託卡馬克裝置開發出聚變能，在太陽系內生活和生存是沒有問題，但是進行星際旅行和移民，仍然可望不可及。所以，對人類能源問題的終極解決方案是零點真空能的提取。這才是真正的取之不盡，用之不竭的能源。