从虚无中提取能量

来源 :科学大众(中学) | 被引量 : 0次 | 上传用户:panyufei1989
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  能源是人类社会活动的基础,随着工业的发展,人类对能源的需求也日益增长。目前的能源绝大部分都是矿物燃料,如石油、煤和天然气等。虽说燃料资源丰富,但总有用完的一天。到时候又拿什么作为“工业的血液”呢?按目前的消耗量,石油、天然气最多只能维持半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。核电燃料也只能支持几百年。近乎用之不竭的风能、水能、地热、太阳能等新型能源,因难以大规模使用,又显得杯水车薪。人类面临的能源危机日趋严重。
  寻找新能源代替石油和煤炭等常规能源,成了一代代科学家的重要任务。近年来,科学家们终于找到了一种取之不尽、用之不绝的能源——真空。为什么一无所有的真空会是能源呢?首先让我们来认识一下什么是真空。
  
  真空不空
  
  “真空”是一个古老而常新的物理学术语。从两千多年前亚里士多德的著名论断:“自然界厌恶真空”开始,“真空”一词已经在物理学中经历了两千多年的岁月了。然而,它并没有因古老而陈旧,相反的,随着物理学的不断发展,真空的概念得到不断的演变,变得越来越新,也越来越复杂。
  以前,人们头脑中的真空是指什么都没有的空间。倘若一个容器内什么东西都没有,甚至连电磁场都没有,那么这个容器内部便是真空。今天我们知道,真空实际上是能量最低的物质形态,它不以粒子的形式出现,而是一种具有能量的场物质。真空像是一个不安定的“粒子海洋”,它的能量起伏不定。当某处的真空能量很大时,就会出现一些粒子或电磁波,随后(瞬间的)这里的能量又会变得很低,这些刚产生的粒子或电磁波又消失得无影无踪。早在1930 年,物理学家狄拉克就预言了高能量光子的碰撞能够激发真空,使其产生电子和它的反粒子——正电子。后来物理学家们发现,只要给真空能量,它就会给你粒子和它的反粒子。利用这一原理,欧洲核子中心于2002 年成功地制造了5 万个反氢原子,用于研究反物质。
  真空除了能够“生产”粒子以外,还具有力的效应。1948 年,物理学家卡西米尔发现了两块金属板靠得很近时会自发地互相靠拢,这就是来自真空的力量。真空具有力量的现象被称为“卡西米尔效应”。一些液体的流动现象、微小零件的变形等问题都与卡西米尔效应有关。甚至,不少科学家认为,宇宙膨胀的原动力就是真空产生的。现在,真空不再是一个简单的概念了。
  既然真空具有力量,那么它必然具有能量——真空能。对真空能的开发研究,只是近十多年来的事情。
  
  万能之王
  
  在20 世纪60 年代,科学家们设想在海水中提取氘(氢的同位素)作为核聚变的燃料,并且相信这是用之不完的能源。半个世纪过去了,这个设想还没来得及实现,一个新的计划又展开了:开发真空能。相对于核能,真空能具有多方面的优点:所需的技术条件宽松,成本低廉,更重要的是无须考虑“燃料”问题。真空无处不在(即使在原子内部,真空仍然是主体,电子和原子核只占了极小的部分),只要具有提取真空能的装置,无论何时何地都能获得能量。物理学家威廉·惠勒通过计算发现:真空能非常巨大,几乎是无穷的——每立方厘米的真空具有10106焦耳的能量,这相当于1096吨煤燃烧时释放的能量。这个超级天文数字一方面表明了真空能是真正的取之不尽的能源,另一方面也消除了人们生怕“挖光”真空的疑虑。
  由于理论认识的滞后,真空能不容易为科学界所接受。1989 年弗雷希曼和庞斯发现的“冷核聚变”一度被科学界所怀疑,虽然一开始便有人将之解释为真空能的释放现象,但是科学界还是推迟了十多年才接受这个观点。1998 年,当美国宇航局首次把开发真空能作为研究项目时,当即就遭到了许多科学家的反对。直到最近10 年,真空能的开发工作才为科学界所认可。今天,科学家们放出豪言:“20 世纪是核能世纪,21 世纪将是真空能世纪。”
  在真空能的开发历程中,发明家们走在了理论家们的前头。早在20 世纪80 年代,一些“违反能量守恒的动力装置”就已经进入了实用阶段。那些装置大部分都是电磁装置,输入1 份能量,能够获得大于1份的输出能量(多出来的能量来自真空能)。不过,因为当时的理论水平不足,很多发明者都不明白其中的原理,只是稀里糊涂地碰了个巧,说不出个所以然来。他们的专利不是被当作伪科学,就是被错误地解释了。今天,仍有诸如“造出打破能量守恒的永动机”一类的新闻。可见,公众对真空能至今还是十分陌生的。对真空能的开发利用现在还处于起步阶段。
  真空能的利用,真正实现了一句话:又要马儿跑,又要马儿不吃草。现在提取真空能的装置,可以做到输入1 份能量,输出20 份能量了(提取了19 份真空能)。真空能的提取率正日趋提高,专家预计在未来10 到20 年的时间内可以建造出真空能发电厂。由于真空能是低廉的、无污染的,到时候,电、煤气、石油、天然气等能源都将大幅降价,继而可以降低大部分市场产品的成本,老百姓们将受益无穷。而且,真空能的普及还可以舒缓环境问题,解决资源争夺所引发的战争问题,对于人类的持续发展,这无疑是一个福音。可以毫不夸张地说,真空能将是继普罗米修斯的火以后,人类得到的第二大礼物。
其他文献
建构主义理论对现代教育观念的影响很深,同时也是我国新课改的理论基石之一,深刻地学习和理解建构主义对教师先进教学观的形成、对教师自身的专业成长都具有重要意义。笔者于
语文教学实质上是促进人的文化生成和精神发展,以此关注人的精神成长,张扬人的个性、实现人的主体超越。丰富多彩的中学语文教学主要指向于学生的言语实践,增强学生的言语智
对于新奥集团和其董事局主席王玉锁来说,2016年无疑是极为关键的年份。这家依靠天然气分销业务发家的民营企业,如今已成为国内城市燃气领域主要供应商之一,其业务触角伸及美
制造业是国民经济的支柱产业,是工业的主要组成部分,也是强省之基、兴省之器。随着《浙江省制造业发展“十三五”规划》发布,浙江制造新蓝图已经绘就。未来五年,浙江将以创新
我国的社会主义刑事辩护制度起步很晚,律师诉讼主体的地位问题,在侦查、起诉各阶段辩护权益的实现问题以及我们长期关注的控辩关系不平等问题都是值得我们研究解决的。现阶段
现在能源紧缺,国家提倡大家要实行节能减排,那什么节能方法比较好呢?开发节能建筑全世界每年消耗的能源有36%是用于为房屋取暖和降温,因此节能建筑是解决能源紧缺问题最好的
曹德旺有两个标签。一个标签,是改革开放以来创业最早、最成功的企业家之一。他一手创办的福耀玻璃集团经过30年的发展,已经成为中国第一、世界第二大汽车玻璃制造商。没有人
基于财务管控在线稽核模块的现有功能,重点梳理资产全寿命周期全链条各节点可能存在的风险点,研究资产设备业务在线稽核监督规则和查询方案,建立一套完整的资产全寿命周期管
【世界核新闻网站2016年9月22日报道】国际能源署(IEA)近日表示,核电机组重启对于日本能源政策的成功“十分关键”。但是,日本只有在保持最高安全标准并重获日本公众信任的前
中图分类号:G633.3 文献标识码:A文章编号:1673-1875(2008)04-135-02    【目标定位】①分析杜十娘聪明机智、刚强自尊的性格特点及其人物形象的典型意义。②概括小说深刻的主题,理解作者在作品中体现的感情态度。③认识明代小说在中国古代小说发展史上的价值和意义。  【整体设想】运用自主、合作、探究式的教学方法,突出学生认知的主体地位和能力发展要求,采取板块推进、问题切入、逐