夢想已經走出兩米遠

　　生活中，相信每個人都有過“被電線牽著鼻子走”的尷尬經歷，比如說，想要給手機充電，卻發現怎么也找不著拖著長尾巴的充電器，或者是有了充電器卻發現插座壞了。其實，跟那些翻山越嶺和穿街過巷的電線比起來，插座和充電器那個小尾巴所帶來的麻煩簡直可以忽略不計。作為電力普及所必需的電線帶來的不完美，實在是太多了，即使是辦公桌下面那些亂麻一般的電源線，有時候就夠讓我們難堪了。
　　1901年12月，意大利發明家馬可尼成功地用莫爾斯電碼傳輸無線電信號，首次跨越了大西洋，距離遠達3200千米。至此，無線通信在地球上史無前例地熱鬧起來，并在隨后的人類生活中扮演著極其重要的角色。那么，在無線通信已經高度發達的今天，為什么偏偏就不能實行無線輸電呢？這其中最致命問題在于能量損耗。
　　我們知道，電磁波傳播出去，彌漫在廣闊的空間中，這意味著能量的分散。隨著距離的增加，電磁波強度會急劇衰減。陽光就是一種電磁波，太陽每秒釋放的能量足以把地球毀滅很多次，不過由于地球離太陽有1.5億千米，只接收到太陽能量中微不足道的一部分，所以我們才擁有了現在這個適合棲居的美麗家園。相比之下，火星就沒那么幸運了，僅僅因為離太陽比地球遠一點，表面平均溫度就低到零下幾十攝氏度，想想都覺得冷。
　　這些事實意味著，用普通電磁輻射的方式來傳輸能量，是毫無效率可言的，絕大部分能量都會在路上被浪費掉。而無線通信對此不太在意，相反的，要保證信號能覆蓋到盡量大的范圍，電磁波的這種發散甚至是必不可少的。收音機、電視機或手機需要的是電磁波運載的信息，不是能量本身，只要信號不至于弱到無法還原，就不要緊。
　　用無線方式輸送電力這種想法已經有近兩百年歷史，與電磁學幾乎是一起誕生的。19世紀上半葉，電磁鐵問世不久，電磁感應現象剛剛被發現，英國的一位牧師和自然哲學家尼古拉斯卡蘭就設計了一個簡單的無線輸電裝置：通過改變一個線圈的電流，使旁邊另一個線圈的兩端間產生火花。9eef82b92e1c3e7029f254e94b6f3d7bc94df3e18597b908bb3a1a71f2d23df1電學先驅、交流電之父特斯拉曾試圖利用地球本身和大氣電離層為導體來實現無線輸電，但由于資金耗盡，他雄心勃勃的計劃打了水漂。
　　對無線輸電來說，能量傳遞的效率是最重要的。因此，方向性強、能量集中的激光與具有類似性質的微波束進入了科學家的“法眼”。這種設想在二三十年前就出現了，它們在許多科幻作品中成為未來世界的標準配置。美國宇航局和能源部在20世紀70年代就考慮建設一個功率1000萬千瓦的宇宙太陽能發電站，通過微波向地球輸電。日本在微波輸電方面取得了不少成績，打算在此基礎上試建宇宙電站，卻也只能是打算罷了。為了保證傳輸效率，發射端和接收端中間不能有障礙物，這是微波和激光輸電付諸實用的巨大障礙。
　　雖然科學家們從未停下探索的腳步，然而在電燈、電話、廣播、電視和互聯網給世界帶來了一次又一次翻天覆地的變化的今天，唯無線輸電技術似乎總在原地打轉。直到2007年6月，美國麻省理工學院的物理學家馬林索爾加斯克領導的一個研究小組宣布，他們成功地利用無線輸電技術，點亮了一個離電源約2米遠的60瓦電燈泡。這個有點“偽氣功”色彩的試驗的成功讓人看到了無線輸電的曙光。其原理非常簡單——電磁共振。
　　他們使用了2個直徑大約60厘米的線圈。一個線圈接在電源上送電，另一個線圈則在約2米之外的地方接上一個燈泡。當第一個線圈內的電流以10兆赫的頻率振動時，根據電磁共振原理，它就會定向發出電磁場。而2米之外的另外一個線圈，對10兆赫的電磁場振蕩非常敏感，立即產生強烈的共振效應，并同時將第一個線圈輻射出來的電磁能量一并拿下，成功將燈泡點燃。
　　電磁共振，最早為英國物理學家麥克斯韋19世紀預言，并在1888年被德國赫茲的實驗所證實。因為物體在特定頻率下會比較容易振動，其他頻率下則不然，這些特定頻率就被稱為固有頻率或共振頻率，而有著相同共振頻率的物體，彼此交換能量的效率比較高。所以利用電磁共振進行無線輸電，實際上就是從減少能量消耗上去考慮的。這也是麻省理工的實驗引人注目的原因所在，他們在輸電效率方面實現了突破。
　　與理想目標相比，2米實在是微不足道，但不管怎么樣，夢想總算挪了挪步子了。也許在可預見的未來，筆記本電腦或手機自動進行無線充電會成為現實。如果膽子夠大，還不妨把理想的觸角舒展到月亮上去。初步估計，月球上有100萬到500萬噸氦3，如果用它們實現聚變發電，能供全世界用上幾萬年。這天真的到來了的話，我們與其辛辛苦苦把氦3運回來發電，還不如直接在月球上發電然后無線傳輸回來呢。
　　編輯/梁宇清