能源是指能够提供能量的资源。它是人类社会发展和生活不可或缺的基础,广泛应用于工业、交通、家庭和商业等领域。我们日常生活中的汽车、冰箱、手机、电脑等,就连我们自己的人体每天都在消耗能量,如果能量消失,那么人类世界可能也将不再存在。
能源的种类多样,包括化石能源、核能源、可再生能源等。这其中又以化石能源最为好用,因为它便于携带、能量密度高、成本。但它同时也存在污染环境和资源有限的问题,全球变暖的形势下,人类必须尽快找到一种廉价的、甚至是免费的清洁能源,以摆脱对传统化石能源的依赖。
然而自上世纪以来,无数科学家和民间高手前赴后继,却都倒在了这一步。民间不由产生了一种阴谋论:其实科学家早就找到了免费能源,但却受到特殊利益集团的打压,财阀们本就是石头行业等化石能源巨头,他们害怕这种免费能源造成他们的利益受损。于是千方百计禁止研究和使用免费能源。这是真的吗?科学家在寻找能源上曾有哪些突破?
永动机的幻想
人类在寻找免费能源的路上实际已经走了很多年。早在13世纪,就有人开始尝试永动机的制造。文艺复兴时期的艺术家达芬奇就曾亲自出马,他的永动机仿照了古典样式,并将圆盘中装满了球,其中右边的球质量更高一些,离轮心也更远以下。达芬奇认为,在两边不均衡的作用下,轮子会沿着逆时针方向转动不息,但实验结果却是否定的。
敏锐的达芬奇当场就判断永动机不可能实现。但其他人可不愿仅凭一句话就放弃,于是永动机的研究还在继续。此后所谓的软臂永动机、阿基米德螺旋永动机、磁力永动机等相继被研究出来。但最终事实证明,这些所谓的永动机都无法实现自持。

19世纪中叶,能量守恒定律已经确定。它表明在任何物理系统中,能量都不能被创造或者毁灭,只能在不同形式之间相互转化。换句话说,要想输出能量你必须得输入能量,比如水力发电,就是利用了水的动能带动涡轮机发电。这彻底堵死了永动机的大门,完全免费的能源是不可能出现了。
科学界已经接受了这个事实,但实际上还是不断有人沉浸在幻想中,试着制造出永动机来一鸣惊人。但这部分人毕竟已经是少数,多数科学家自此开始寻找新能源,也就是获取成本较低的清洁能源。
人造太阳构想
在新能源中,太阳能是应用最广泛的一种。因为太阳能可以通过光伏电池板转换成电能。太阳能具有可再生性、环保和广泛性等优点,但也存在能量密度低、天气条件限制等问题。一旦进入阴天或者雨雪天气,太阳能发电就完全没用了。为此,科学家们就在想,太阳是难以控制的,但我们能不能人为地制造出一个太阳,这样太阳能就不受天气限制了。

这个构想就比永动机科学多了。核聚变是一种将轻元素原子核融合成为重元素原子核,并释放出能量的过程。在太阳内部,氢原子核聚变成为氦原子核,会释放出大量的能量和热量,维持着太阳的亮度和温度。与核裂变不同,核聚变的最终产物没有污染,而且原材料氢原子可谓是取之不尽,可谓是清洁能源的理想样品。因此人造太阳的目标就是模拟太阳内部的核聚变反应,释放出能量和热量,并控制聚变反应的过程,以便进行科学研究和产业应用。
然而这种技术的难点也是巨大的。我们要实现核聚变反应就必须输入巨大的能量,以此模拟太阳的高温高压环境。目前虽然在实验室已经实现核聚变,但是我们输入的能量始终大于输出的能量,人造太阳无法自持,导致实验陷入停滞。这时有人提出了一个新观点:能不能在低温下,或者在常温下实现核聚变?这就是著名的冷核聚变。