虛無(wú)中的“能量聚寶盆”

李敏豪

打破能量守恒？

英國(guó)《每日郵報(bào)》曾報(bào)道過(guò)一則驚人的新聞：英國(guó)Ecowatts公司耗時(shí)10年研發(fā)出一個(gè)神奇的電熱轉(zhuǎn)換裝置——“熱能箱”。這是一個(gè)長(zhǎng)30厘米、直徑5厘米的管狀裝置。電流經(jīng)過(guò)管中的由水、碳酸鉀和鉻合金催化劑混合而成的液體后釋放出熱量，這本來(lái)只是一個(gè)電能轉(zhuǎn)化為熱能的簡(jiǎn)單過(guò)程，但據(jù)該公司聲稱，這個(gè)裝置產(chǎn)生的熱能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)輸入的電能。

“打破能量守恒定律？”這恐怕是對(duì)物理有所了解的人的第一反應(yīng)。難道能量守恒定律可以被打破？多出來(lái)的能量從何而來(lái)？事實(shí)上，類似的裝置近年來(lái)常常見諸報(bào)端，真假撲朔迷離，一些學(xué)者認(rèn)為不可信，而另一些學(xué)者則認(rèn)為，這種現(xiàn)象是可能的，它并不違反能量守恒定律，而是建立在真空能的物理理論上。

真空不空?

“真空”是一個(gè)古老而常新的物理學(xué)術(shù)語(yǔ)。從2000多年前亞里士多德的著名論斷“自然界厭惡真空”開始，“真空”一詞已經(jīng)在物理學(xué)中經(jīng)歷了2000多年的歲月了。然而，它并沒有因古老而陳舊，相反地，隨著物理學(xué)的不斷發(fā)展，真空的概念得到不斷的演變，變得越來(lái)越新，也越來(lái)越復(fù)雜。

以前，人們頭腦中的真空是指什么都沒有的空間。倘若一個(gè)容器內(nèi)什么東西都沒有，甚至連電磁場(chǎng)都沒有，那么這個(gè)容器內(nèi)部便是真空。1930年，物理學(xué)家狄拉克認(rèn)為真空充滿了負(fù)能量的電子，還預(yù)言高能量光子能夠激發(fā)真空，使其產(chǎn)生電子和它的反粒子——正電子。由此，物理學(xué)中也把真空稱為“狄拉克海”。

現(xiàn)在的物理理論認(rèn)為，真空是物質(zhì)處于能量最低時(shí)的形態(tài)，它不以粒子的形式出現(xiàn)，而是一種具有能量的場(chǎng)。“狄拉克海”之中不但“蘊(yùn)含著”電子，還有其他類型的粒子。“狄拉克海”的能量起伏不定，當(dāng)某處的真空能量很大時(shí)，就會(huì)自發(fā)地產(chǎn)生一些粒子或電磁波，隨后這里的能量瞬間變低，剛產(chǎn)生的粒子或電磁波又變回真空形態(tài)，消失得無(wú)影無(wú)蹤。正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的實(shí)驗(yàn)表明，高能光子確實(shí)可以把真空激發(fā)成各種不同的粒子。歐洲核子中心用這種理論于2002年成功地制造出了5 萬(wàn)個(gè)反氫原子，用于研究反物質(zhì)。

真空除了能夠“生產(chǎn)”粒子外，還具有力的效應(yīng)。1948年，物理學(xué)家卡西米爾發(fā)現(xiàn)兩塊金屬板靠得很近時(shí)會(huì)自發(fā)地互相靠攏，這就是來(lái)自真空的力量，后來(lái)這種現(xiàn)象被稱為“卡西米爾效應(yīng)”。一些液體的流動(dòng)現(xiàn)象、微小零件的變形等問題都與卡西米爾效應(yīng)有關(guān)。甚至有人認(rèn)為宇宙膨脹的原動(dòng)力就是真空產(chǎn)生的。真空不再只是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念，而是一種物質(zhì)形態(tài)。

既然真空具有力量，那么它必然具有能量——真空能。對(duì)真空能的認(rèn)識(shí)和開發(fā)，只是近十多年來(lái)的事情。上面所說(shuō)的“熱能箱”，如果真的具有那樣的神奇效應(yīng)，可能就是一種提取真空能的裝置。

取之不盡?

提取真空能是一個(gè)激動(dòng)人心的設(shè)想，傳說(shuō)有一種叫做“聚寶盆”的寶貝，你放什么東西進(jìn)去，它就會(huì)變出一模一樣的東西來(lái)，無(wú)論什么東西都可以取之不盡、用之不完。蘊(yùn)含著真空能的真空就好像“能量聚寶盆”，有理論認(rèn)為，只要用一定的能量激發(fā)真空，真空就會(huì)釋放出一定的能量。

在20世紀(jì)60年代，科學(xué)家們?cè)O(shè)想在海水中提取氘（氫的同位素）作為核聚變的燃料，并且相信這是用之不完的能源。半個(gè)多世紀(jì)過(guò)去了，這個(gè)目標(biāo)還沒有實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在又出現(xiàn)了一個(gè)新的計(jì)劃：開發(fā)真空能。雖然大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為不能從真空提取能量，但是也有很多被真空能“無(wú)中生有”的魅力所吸引的科學(xué)家，堅(jiān)信未來(lái)是真空能的時(shí)代。相對(duì)于核能，真空能成本低廉，更重要的是無(wú)須考慮“燃料”問題。真空無(wú)處不在，只要有提取真空能的裝置，無(wú)論何時(shí)何地都能獲得能量。

盡管面臨著極大的爭(zhēng)議，但國(guó)際上研究真空能的工作已有不少，一些研究提取真空能裝置的科學(xué)家，號(hào)稱可以做到輸入1份能量，輸出20份能量。俄羅斯的一位科學(xué)家聲稱制造出了旋渦提取真空能機(jī)，能夠達(dá)到500瓦的水平；2006年，一位匈牙利的科學(xué)家聲稱成功制造出了利用真空能的發(fā)電裝置。這些裝置的輸出功率還比較低，且成本高昂。還有人認(rèn)為，在本世紀(jì)可能建造出具有實(shí)用價(jià)值的真空能發(fā)電廠。

真空能，這種流行于科幻小說(shuō)、電影中的未知能源，在科學(xué)界中仍是眾說(shuō)紛紜，真?zhèn)文妗５偃缢娴拇嬖冢苍S將成為繼普羅米修斯盜來(lái)的火種之后，人類得到的第二大禮物。