學過物理的朋友大致都了解熱力學第一定律,也就是能量守恆定律,或者叫能量不滅原理。熱力學第一定律的定義是:能量既不會憑空產生,也不會憑空消滅,它只能從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,在轉化或轉移的過程中,能量的總量不變。我們知道,熱力學定律可以算是是物理學中「鐵則」,無數的實驗已經證明了它的成功並使得它保有至高的地位。
但是,隨著近幾十年來量子力學的發展,對於定義中的第一句話,物理學界目前產生了激烈的爭論。定義中的第一句話說「能量不能憑空產生」,而當今的量子力學告訴我們,真空並不是「空」的,而是充斥著各種活動。這就產生了一個相當誘人的、又具有爭議的問題:「零點能」是否真的存在?從虛無之中可以獲取能量嗎?
對這個問題持肯定態度的人物之一是20世紀的科學怪才、著名科學家尼古拉·特斯拉,他明確支持「零點能」,即真空可能擁有無法計數的能量。他認為,真空並不像人們認為的那樣空無一物、不具有任何物質,而是最大的「能量源」。如果這是真的,那麼真空就是終極的「免費午餐」,取之不盡用之不竭。特斯拉雖然堅信他能夠從真空中獲取無限的能量,但很不幸他在有生之年未能證明自己的斷言。
說真空中蘊含能量,乍看上去似乎違反了熱力學第一定律。但是關於零點能的概念,最近幾年卻從一個出人意料的方向凸顯了出來,這就是暗能量。當科學家們分析來自WMAP(威爾金森微波各向異性探測器)衛星的數據時,他們得出了令人震驚的結論——宇宙中有73%是由暗能量組成的,那時一種純淨真空中的能量。這意味著,在整個宇宙中,分離各個星系的真空就是最大的能量「蓄水池」。
暗能量的出現很貼合特斯拉的猜想,看上去特斯拉又正確了一次。但事實也沒這麼簡單,科學家們證實,暗能量遍布宇宙,甚至存在於你的起居室和你的身體內部。太空中的暗能量的總量是個巨大的天文數字,它超出了所有星體和星系的能量總和。但是,通過計算得出的地球上的暗能量總量卻相當至少,少得不足以為一臺永動機提供動力!
還有一個令人尷尬的地方,如果使用量子力學來計算宇宙中暗能量的總量,與WMAP衛星得到的數據之間的誤差達10^120倍,這是目前在物理學中出現的理論與實驗之間最嚴重的不匹配!所以,儘管現在人們知道暗能量的存在,但是卻沒有人能夠計算這種「虛無中的能量」,更不要談提取和利用這種能量。如果特斯拉還活著,事情會產生怎樣的變化?誰也不知道!