第11章 神秘能量

和很多人一樣，我對能源生產並沒有什麽直接的經驗。我從沒去過發電廠，也沒有仔細思考過電源插座裏的電到底是從哪裏來的。從廣義的角度說，我確實比較認真地思考過化石燃料對全球氣候變暖的影響，以及綠色新能源一類的問題。我的內心深處還有年輕時從科幻作品中獲得的對未來的遐想，我總覺得隨著時間的流逝，能源會越來越便宜，來源會越來越穩定。艾薩克·阿西莫夫提出了可以隨身攜帶的核桃大小的核能發電器這個想法，他也憧憬過未來世界的能源都像太陽光一樣便宜和便捷。在那個年代的科幻作品中，從來不覺得能源的來源（或者能源生產對環境的影響）會成為問題。

也許科幻作品中的情節和現實生活的最大區別就在於對待能源的態度。如果我們真如科幻作品中那樣擁有取之不盡且（幾乎是）免費的能源，那麽整個世界會大不同。太空漫遊將變得簡單，水資源短缺和幹旱也不再是問題，因為這些需要耗費大量能量的活動可以無須顧忌能源危機。尤其是漫畫類科幻作品，它們經常在能源問題上不夠嚴謹。隨便翻開一本超級英雄漫畫，你就會發現無數的問題，因為它們無視最基本的能量守恒定律。早期的通俗科幻作品也沒有好到哪裏去，因為它們認為能量用之不竭。

即便是我們的老朋友赫伯特·喬治·威爾斯也違背過最經典的物理定律之一——熱力學第一定律。在他的作品《登月第一人》（First Men in the Moon）中，神奇能源“卡沃爾”是一種可以抵消重力影響的人工物質，能讓宇宙飛船從地球上飛起來。抵消重力影響的難度暫且不談，這種物質若真的存在，太空漫遊就會變得輕而易舉，因為通過合理利用這種物質，我們可以無限生產免費的能源。比如，威爾斯筆下的卡沃爾先生只需要把水車的每個刮板下面都塗上這種物質，就能造出一台生產能量的機器——永動機。刮板上有卡沃爾塗料的一邊將會抵消掉重力，沒有卡沃爾塗料的另一邊則會受到重力作用，並將勢能轉化為動能，從而使刮板不停地運動下去。

在早期的科幻作品中，反重力的概念常常出現。那時的科幻作家根本沒有深思熟慮過反重力的能量從哪兒來，但是這個概念確實滿足了一些人的夢想——浮在空中。不是像鳥那樣飛翔，不是像鷹那樣滑翔，不是像我們在第7章裏討論的在動力裝置作用下浮在空中，而是簡單地懸在空中，好像重力不存在。這純粹是披著科幻外衣的幻想。科學裏與之最接近的是懸浮，就是用電磁力抵消掉重力。

與磁體互斥的超導體已經很好地證明了懸浮的可行性，在超導體上方的磁體會神奇地浮在空氣中。運用這個原理，超導磁體讓磁懸浮列車浮在鐵軌之上。日本鐵路公司的磁懸浮列車MLX–01和鐵軌之間有很小的間隙，極大地減少了阻力，因此該列車的最快速度可以達到每小時361英裏。強大的磁體甚至能讓一只青蛙毫發無損地浮起來，青蛙體內的水分子像內置磁場一樣，和青蛙體外的磁場相互排斥，這種排斥力足以抵消掉青蛙的重力，讓青蛙懸浮在空中。但是，這些反重力現象都是基於外部的電磁場，反重力無法自控。

和青蛙實驗略有不同，還有一種實現反重力的可能。某個裝置在地表或者其下方的空氣中形成強烈的磁場，使裝置浮起來。這需要裝置內部有一個非常強大的能量源（也可能會對裝置下方的環境產生災難性影響）。但這樣的反重力裝置不太可能實現，顯然它無法成為一個無限能量源，相反它還會消耗巨大的能量。在20世紀70年代末，隨著廣義相對論被人們理解，人們更深刻地認識到重力的本質，科幻作品也放棄了反重力裝置。像超人那樣在空中飄浮變成了純粹的幻想。

在真實的物理世界裏，絕大多數地球上的能量都來源於太陽。太陽讓地球有合適的溫度和四季變遷；海水受熱蒸發，凝結成雨水落到山頂等高處，水便有了勢能，水的勢能可以被運用在水壩和水車上。太陽能也可以被間接地轉化為化學能，化學能通過光合作用被儲存在植物裏，植物被動物吃掉後，部分化學能留在動物的肌肉中。燃燒會更直接簡單地釋放化學能，並產生熱量。

早期的科幻作家已經意識到科幻作品中常見的高耗能設備需要傳統太陽能以外的能量。擅長創作太空歌劇的高產作家愛德華·埃爾默·史密斯從1915年開始寫作。他後期的作品《透鏡人》系列算是我接觸到的最早的經典通俗科幻小說，在這套作品中隨處可見神秘的能量源。在史密斯的早期作品《宇宙雲雀號》系列中，宇宙飛船由神奇的“金屬X”產生的“原子能”驅動，這完全是披著科學外衣的魔術。