开发洁净新能源我们可以利用一无所有的真空吗?

　　你是否能够想像，也许有一天能源可以随手可取，而来源正是“一无所有”的真空——

　　现代科学认为真空并不意味着一无所有，真空是由正电子和负电子旋转波包组成的系统。量子真空是一个非常活跃的空间，它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场。而与这种现象伴生的能量，被称为零点能，也就是说，即使在绝对零度，这种真空活性仍然保持着。早在1891年，科学家特斯拉在一次演讲中就提到：几个世纪之后，也许我们可以从宇宙中的任意一点提取能量来驱动我们的机械。狄拉克从量子场论对真空态进行了生动的描述，把真空比喻为起伏不定的能量之海。2010年第3期《前沿科学》发表了北京航空航天大学江兴流教授的《21世纪是零点能世纪》一文，为我们展现了开发利用真空的恢弘前景。

　　江兴流教授介绍说，1948年荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔提出了一项检测这种能量存在的方案。从理论上看，真空能量以粒子的形态出现，并不断以微小的规模形成和消失。在正常情况下，真空中充满着几乎各种波长的粒子，但卡西米尔认为，如果使两个不带电的金属薄盘紧紧靠在一起，较长的波长就会被排除出去。接着，金属盘外的其他波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力，金属盘越靠近，两者之间的吸引力就越强。1996年，物理学家首次对这种所谓的卡西米尔效应进行了测定。华盛顿大学Lamoreaux在他的学生Dev Sen协助下，对卡西米尔效应进行了精确的测量，该测量结果与卡西米尔对这一特殊板间距及几何构形所预测的力相差不超过5%。

　　如果零点能可以提取，无疑将是人类所能够利用的最佳能源了。它是洁净、廉价的能源，是大自然给予人类的“免费的午餐”。宇宙中所有的物质都来源于零点电磁涨落能，我们身上的每一个物质粒子不停地与真空零点能发生能量交换，也就是说，没有任何一个物理体系称得上是孤立体系。根据物理真空的性质，我们可以从空间任何一点提取零点能，并转换成我们所需要的能量形式。原子中电子绕核转，太阳系中行星绕太阳转，几十亿年永不停息，这些都是大自然给我们的关于能源的启示。

　　诺贝尔奖获得者李政道教授在他的《粒子物理和场论引论》一书中提出了真空工程的概念，他写道：“用实验的方法改变真空的性质，可以称作真空工程……，如果能真正改变真空，那么我们将发现许多新的、预料不到的现象。”真空作为现代物理的核心结构，研究真空是全面理解各种自然力的一把钥匙。

　　1989年3月，弗雷希曼和庞斯在美国宣布他们用钯电极在常温下电解重水，观察到了异常的热量输出和少量的中子。该现象一经公布就在全世界范围内引起了一场轩然大波。由于当时的实验用的是重水又是在常温下，人们就把这种现象称之为“冷核聚变”。当初的实验用的是重水和钯电极，这很容易给人以错觉，认为这种电化学异常现象就是核现象。因此大部分研究者都在寻求“冷核聚变”的核解释，但在理论上遇到了强大的阻力，进展甚微。另一方面大多数的理论解释认为“冷核聚变”是一种体效应，没有分析电极微观结构的作用。

　　2003年12月19日出版的《Science》杂志载文称，本年度最大的科学突破是暗能量的发现。研究表明，近73%的宇宙由神秘的暗能量组成，它是一种反重力。真空零点能是暗能量的一种表现，暗能量的证实，为冷核聚变的研究提供了新的物理依据。

　　江兴流教授提出的涡旋动力学提取零点能理论认为：电解过程中，电极的棱角及表面的凸起，将引起局部电场集中。如果是阴极，将出现局部高密度电子发射，而导致远离平衡态的非线性的涡旋运动，这一涡旋效应将产生挠场。由于氢（或氘）气泡的不断出射和离去，在电极尖端将出现周期性的瞬态变化过程。瞬变的气泡可以看作是带有可动边界的谐振腔，它们可能产生动态卡西米尔效应而吸收零点能，并以光子的形式放出，这样，通过挠场与真空的相干作用而提取能量（零点能），导致了过热和异常核现象的出现。这一理论合理地解释了美国加州大学洛衫矶分校用热电晶体在氘气的环境中，在温度变化不到30℃时产生的核聚变。这种被称为“口袋中的核聚变”的实验结果，用了热电晶体和尖端放电效应产生核聚变中子。

　　随着物理真空理论和实验研究的推进，人类将会把处于“闲置”状态的真空作为一块“新油田”加以开发。若能将这种能量转换为可供人类应用的动力，等于为人类开启了一座永不枯竭的能源宝藏。当前，许多新能源发生装置不断出现，能源革命的时代已经到来。

　　然而，江兴流教授坦承，尽管该项创新具有非常广阔诱人的前景，由于真空能这种新能源的广泛应用必然引起世界能源结构的巨大变革，对世界经济格局乃至政治格局都将产生深重影响，研究的开展总是要受到来自各方面的阻力，而且这个领域本身的理论和实验研究也还不够成熟。

　　未来真空是否能够开发出洁净的新能源？也许《道德经》第6章能给我们一些启示。“万物负阴而抱阳，冲气以为和。道冲而用之，或不盈。夫唯不盈，故蔽而新成。天地万物生于有，有生于无。道生一，一生二，二生三，三生万物。”