專家預言：20世紀是核能世紀，21世紀是真空能世紀

專家預言：20世紀是核能世紀，21世紀是真空能世紀
 

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真空零點能是潔淨、廉價的能源，是大自然給予人類的“免費午餐”

記者：與一般能源相比，真空能的特性有哪些？
高歌：現代理論認為，所有的物理現象都與真空有關，而真空是巨大的能量漲落的海。真空中粒子運動是個自循環係統，零點能推動粒子運動，粒子運動產生零點能。取之不盡，用之不竭。零點能是潔淨、廉價的能源，是大自然給予人類的“免費的午餐”。宇宙中所有的顯物質都來源於零點電磁漲落能，我們身上的每一個物質粒子不停地與真空零點能發生能量交換，也就是說，沒有任何一個物理體係稱得上是孤立體係的。根據物理真空的性質，我們可以從空間任何一點提取零點能，並轉換成我們所需要的能量形式。原子中電子繞核轉；太陽係中，行星繞太陽轉，幾十億年永不停息；超導和超流現象，這些都是大自然給我們的關於能源的啟示。
據此，我們可以探索許多未知領域，為解決能源、通訊、材料、生物醫學等學科中的問題提供新思路。有人認為，21世紀是真空工程的世紀，物理學的發展趨勢是伴隨著對宏觀宇宙和微觀粒子研究的深入而深入的。研究自旋及由自旋產生的撓場的性質，利用零點能，開發零點能是21世紀科學發展的必然。為了加速零點能的相關產業的開發過程，需要科學家、發明家和投資者聯手做好信息、科普、研發和產業化的工作。可以預期，率先開發潔淨廉價的真空零點能能源，建立分布式的能源網點，將使我們在21世紀經濟發展中成為最大的贏家。

記者：那麽，科學界是否重視這一領域？現在是否已經有成功提取零點能的事實？
高歌：1997年，美國航空航天局主辦了一個名為“突破性推進物理”的學術研討會，重點研討開發零點能。美國航空航天局甚至製訂了詳細的研究開發計劃。2001年1月20日至22日，第一屆國際“場推進”會議在英國召開。世界各地的科學家齊聚英國，研究“利用零點能推動宇宙飛船引擎”的可能性。一旦成功，人類將可在太空中自由來去，而且不需要耗費任何燃料，飛行數百年之久也沒有問題。
NASA（美國國家航空航天局）在1998年把真空能的研究列入NASA的研究計劃。實際上，美國在1984年就製造出了提取真空能的裝置，但是當時的裝置大部分都是電磁裝置。他們輸入1份能量，獲得了大於1的輸出能量。從最開始的輸入/輸出=1/4到現在的輸入/輸出=1/20。真空能的利用，真正實現了一句話：又要馬兒跑，又要馬兒不吃草。經過計算，在一個直徑50米、高200米的真空能發生裝置的作用下，其產生的能量將不亞於三峽水電站，並且真空能是無汙染的能源。俄羅斯聖彼得堡的科學家製造出了旋渦提取真空能機，能夠達到500瓦的水平。
這些方麵的實踐已有一些成功的先例。俄羅斯還研製成功了利用旋渦裝置提取真空能量的取暖係統，其輸出/輸入功率比達到了2.54／1。2005年俄羅斯已有9家企業在生產這種供暖係統。匈牙利科學家在 2006年製造成功利用真空能的發電裝置，但是有一個關鍵問題就是：成本太高、體積太大。總的來說，目前科學界對真空能的提取和利用還處於初級科研階段。
所以，科學家斷言：“20世紀是核能世紀，21世紀是真空能世紀。”

記者：這是不是違反了能量守恒定律？
高歌：如果你不把真空能算作能量，這些依靠真空能運行的裝置就成了不吃草的馬。如果你把真空能算作能量，你會發現它們同樣嚴格遵守著能量守恒定律。
真空不空，是一個巨大的能量海，蘊藏著取之不盡的能量

記者：初看到關於真空能的資料很震驚，因為在我們印象中真空就是什麽也不存在，既然有真空能，這裏的真空還是傳統意義上沒有空氣的那個“真空”嗎？
高歌：不是，現代科學研究領域的真空定義很寬泛，原子與原子之間的虛空都屬於廣義真空的範疇。真空是物質的一種凝聚態，真空也是一個巨大的能量海，取之不盡。隨著現代物理學研究的深入，發現了誇克、電子、繆子等更小的組成物質的粒子，它們的大小不足原子的十億分之一。在宇宙中，星球之間的距離遠得要用光年來計算。物體裏的原子之間的距離也是這樣遙遠，當電子等這些更小粒子要穿越原子之間的虛空時，就像是光在星球之間穿越一樣。那麽這些更小粒子間的空隙就是真空。因此，我們現代研究的真空不再僅僅限於狹義的沒有空氣的真空。這種真空概念是對傳統的真空概念的強烈衝擊。

記者：這樣的真空中會存在能量？
高歌：在量子物理學領域中一種理論派別認為，真空是由正電子和負電子旋轉波包組成的係統，這種過程的動態能量可以作為工業能源、未來星際航行能源以及家庭生活等諸多領域的能源。量子真空是一個非常活躍的空間，它充滿時隱時現的粒子和在零點線值上漲落的能量場。而與這種現象伴生的能量，被稱為零點能，也就是說，即使在絕對零度，這種真空活性仍然保持著。早在1891年，科學家忒斯拉（NikolaTesla）在一次演講中就提到：幾個世紀之後，也許我們可以從宇宙中的任意一點提取能量來驅動我們的機械。用今天的科學語言解釋，這種能源就是真空零點能，或稱空間能、自由能等。
現代理論的一種派別認為，真空零點能起源於宇宙邊界條件，或是由組成物質的帶電粒子的量子漲落運動產生的。零點能推動粒子運動，粒子運動產生零點能，形成了宇宙自生的反饋模式，宇宙的所有物質對真空都是開放的，零點能的漲落可以看作是具有隨機狀態的經典電磁輻射模式的集合。我個人認為，真空能是暗物質能量粒子在強旋激活狀態從真空中汲取並釋放出的斥力能量。

記者：為什麽要強調“零點”？
高歌：我們知道運動也好，壓力也好，都是分子的熱運動，這種運動雜亂無章、隨機碰撞，就是說分子不是靜止的。比如空氣中分子運動會對地麵產生壓力，這就是氣壓。那麽對於真空來說，沒有分子撞擊，我們就定義為絕對零度。當然，這個零度不是攝氏零度，是開氏溫標中的零度，等於－273.16℃，所以真空能也叫零點能。

記者：如何證明真空中存在能量？
高歌：關於零點能的設想來自量子力學的一個著名概念:海森堡測不準原理。該原理指出：不可能同時以較高的精確度得知一個粒子的位置和動量。因此，當處於絕對零度時粒子必定仍然在振動；否則，如果粒子完全停下來，那它的動量和位置就可以同時精確地測知，而這是違反測不準原理的。這種粒子在絕對零度時的振動（零點振動）所具有的能量就是零點能。狄拉克從量子場論對真空態進行了生動的描述，把真空比喻為起伏不定的能量之海。J?Wheeler估算出真空的能量密度可高達1095g/cm3，這可是個了不起的天文數字的巨額能量。
有人認為零點能來自各種類型的力場，包括電磁場、引力場和核力場，並可以通過幾種方式表現出來。一種方式是蘭姆移位，即受激原子發出的光的頻率的輕微改變；另一種形式是電子和光學儀器中可記錄到的一類特殊的不可避免的電平噪聲。但是影響最大也最為明顯的要算卡西米爾效應。1948年，荷蘭物理學家卡西米爾在理論上計算出兩塊靠得足夠近的金屬板之間將會有輕微的相互吸引。原因在於金屬板之間的微小距離隻允許真空能量中高頻電磁成分存在，其它那些較大成分則被金屬板擋在外麵，因而內外存在著壓力差，正是這樣的力使得金屬板相互靠攏。這也被稱為靜態卡西米爾效應。爾後，許多物理學家對其進行了實驗上的驗證，用原子力顯微鏡對卡西米爾力進行的測量結果，與理論值相差不到1%。《Science》雜誌曾載文稱：這是一個讓所有教科書都要重新改寫的實驗。
我國對提取零點能研究同美、俄等國家處於同一起跑線上。江興流教授提出的渦旋動力學提取零點能的理論在國際上擁有重要影響

記者：對於真空零點能的研究我國處於什麽水平？
高歌：大家處在同一條起跑線上。在理論研究上，我校（北京航空航天大學）江興流教授提出渦旋動力學提取零點能理論，在國際上擁有重要的影響。

記者：請您簡單介紹一下這方麵的研究。
高歌：真空是一切物質現象的基礎。電與真空作用產生電場，質量與真空相互作用產生引力場，旋轉的物質與真空作用產生撓場。我們知道，宇宙普遍規律是渦旋。如銀河係在旋轉著，太陽係在旋轉著，電子在旋轉著，微觀的基本粒子也在自旋。從超導體中的渦旋點陣，到宏觀的等離子體加速現象，還有電化學的點腐蝕、龍卷風、銀河係、類星體、黑洞等諸多現象都存在渦旋。可以說旋渦運動是宇宙中最為普遍的運動形態，整個宇宙通過渦旋而聯係在一起。通過實驗發現，這種旋轉將產生撓場。撓場波的速度是光速的10億倍。俄國科學家在測量太陽黑子的時候測出來了撓場波的速度。蘇聯把撓場的研究作為國家最高機密，蘇聯解體以後，蘇聯科學家來到美國，西方科學家才震驚地獲知這個絕密領域的研究。

記者：撓場這一詞太專業，如何理解？
高歌：撓場理論最初源於愛因斯坦——— 康頓理論，在廣義相對論中，若要考慮物質自旋的作用，需引入非對稱的聯絡，即撓率不為零的情況就會導出撓場的存在，撓場的能量來源是零點能。眾所周知，基本粒子的“電荷”對應於電磁場，“質量”對應於引力場，那也應有對應於“自旋”的撓場存在。撓場有許多獨特的性質：它隻改變物質的自旋性質；類似於引力場的高穿透性；滯後效應；軸向加速效應等。
粒子和物質產生的渦旋幾乎瞬間地通過撓場相互作用著。因而有人把渦旋稱為宇宙的引擎，它是連接不可見能量和可見物質的橋梁。而且許多異常物理現象都與渦旋相關。人們也發現，大量的異常放能和核反應現象不能用現有的強相互作用、弱相互作用、電磁作用、引力作用這四種相互作用加以解釋，需要引入撓場或自旋場。撓場效應屬於新的基本相互作用，它有許多獨特的性質，如：高穿透性、記憶和滯後效應、超光速傳遞和全息特性等，它是物理真空極化的一種表都與渦旋相關。人們也發現，大量的異常放能和核反應現象不能用現有的強相互作用、弱相互作用、電磁作用、引力作用這四種相互作用加以解釋，需要引入撓場或自旋場。撓場效應屬於新的基本相互作用，它有許多獨特的性質，如：高穿透性、記憶和滯後效應、超光速傳遞和全息特性等，它是物理真空極化的一種表現。
人也有撓場存在，每個人的撓場波都不相同，就像每個人的指紋都不相同一樣。隻要獲得了人的撓場波的信息，就能夠找到這個人的位置。談戀愛中的人，孿生的兄妹，父母子女之間為什麽能夠進行思維傳感？過去認為是腦電波，現在發現根本不是，靠的就是撓場波。

記者：江興流的實驗成功地提取了真空能嗎？
高歌：江興流的渦旋實驗是這樣的：電解水過程中，出現渦旋運動，繼而產生撓場。由於氫（或氘）氣泡的不斷射出和離去，在電極尖端將出現周期性的瞬態變化過程。瞬變的氣泡可能產生動態卡西米爾效應而吸收零點能，並以光子的形式放出，這樣，通過撓場與真空的相幹作用而提取能量（零點能），導致了過熱和異常核現象的出現。這一理論也成功地解釋了近年來頗有爭議的 “冷核聚變”（《Nature》雜誌2005年4月28日刊登的，美國加州大學洛杉磯分校用熱電晶體在氘氣的環境中，在溫度變化不到30℃時產生的核聚變，這被稱為“口袋中的核聚變”）的實驗結果。渦旋動力學提取零點能理論也為氣泡核聚變現象提供理論依據：氣泡破裂的瞬態過程，產生自收縮渦旋，通過撓場相幹作用提取量子真空零點能而形成高度定向的能量射束。這種微細射束，可以是光束，也可能是引起核反應的高能粒子束。從1989年至今，全世界有不少科學家克服種種困難，探索著冷核聚變這一新的物理現象，有更多可靠、可信的實驗證據已表明，被稱之為“冷核聚變”的這一現象的確是存在的。

記者：您在這裏所說的氣泡是我們理解的傳統意義上的氣泡嗎？
高歌：不是。用一個簡單的常識可以理解這種現象：我們在用水泵抽水時，總會發現在水泵的內壁上出現許多小坑兒，這種鋼鐵內壁為什麽會出現這麽多的小坑兒點呢？水流的阻力作用太小並不可能使鋼鐵出現這一現象。用渦旋理論就可以解釋了。其實就是水在流動過程中產生“氣泡”，這可以看做是真空能的一種存在形式， “氣泡”發生“冷核聚變”，其產生的能量相當大，會在瞬間產生上千攝氏度的高溫，在鋼鐵內壁上“炸”出小坑兒。
渦旋動力學模型的主要論點在於：局域瞬態非平衡體係產生渦旋，而渦旋的內聚作用和極化效應，使體係內的粒子相互靠近，通過渦旋動力學與真空零點能產生撓場相幹，提取真空零點能，並產生局域極化核反應和高度定向的軸向加速高能粒子。江興流教授的這一理論成功地解釋了許多異常放熱和核嬗變現象，因而受到了廣泛重視。剛才說的發生在水泵上的這種現象就可以理解了。

記者：今天的采訪涉及到了尖端學科和物理學的高深知識。高老師的講解理解起來比較費勁。除了真空能外，現在科學家還在研究哪些屬於尖端科技的能量？
高歌：現在發現宇宙中存在95.6%的暗物質和暗能量，而看得見摸得著的顯物質僅僅隻有4.4%。與正物質對應的是反物質。2002年，歐洲核子中心成功地製造了5萬個反氫原子。反質子與正質子碰撞，將產生巨額的能量。21世紀在能源方麵，反物質能量也要粉墨登場。2001年，哈佛大學的一位女博士成功地把光速降低到了每秒17米。2004年在1毫秒的時間內把光速降低到了零。她的實驗方法是讓光穿過金屬銣蒸氣，最後把光速降低。當光速降低到每秒0.37 米的時候，則光的推進力就會增加10億倍。
還有一位俄羅斯科學家做了一個關於引力方麵的試驗，他通過穿透超導磁盤的強電流脈衝製造出引力射線，釋放出來的能量把幾公裏以外的靶子都打倒了。還有很多這方麵的實驗。
總之，21世紀是高科技開發新能源的世紀，目前各國科學家都在研究，誰有突破性進展誰就成為贏家。
背 景
21世紀最大的問題就是能源問題。當前，許多新能源發生裝置不斷出現，並能很快應用到百姓的生活中，能源革命的新時代已經到來。
科學家們在能源問題上仍在孜孜不倦地研究。隨著物理學的發展，量子理論預示，真空中蘊藏著巨大的本底能量，它在絕對零度條件下仍然存在，被稱為真空零點能。科學家通過對卡西米爾力（一種由於真空零點電磁漲落產生的作用力）的精確測量，證實了這一物理現象。隨著物理真空理論和實驗研究的推進，人類將會把處於“閑置”狀態的真空作為一塊“新油田”加以開發。若能將這種能量轉換為可供人類應用的動力，等於為人類開啟了一座永不枯竭的能源寶藏。
可喜的是，目前俄羅斯、匈牙利等國的科學家已經在實踐這一理論，並把部分裝置試用到百姓生活中。北京航空航天大學教授江興流通過研究提出了渦旋動力學理論提取真空能，使人們對於真空能的認識又大大前進了一步。
這種新能源被專家稱為21世紀的“免費午餐”。
需要提醒的是，本文的“真空”和“零點”是量子物理學名詞，請讀者注意。

 

人 物 檔 案
高歌 1945年生。現任北京航空航天大學 “動力工程及工程熱物理”一級學科責任教授，兼“航空發動機氣動熱力”國防重點實驗室副主任。
在攻讀碩士學位期間，完成沙丘駐渦火焰穩定器設計和研究工作，該項成果1984年獲國家發明一等獎，錢學森同誌稱之為“一項為中國人民爭氣的重大發明”，現已用於我國多種軍用航空發動機。1986年獲國家有突出貢獻專家稱號；1991年獲中國傑出博士稱號，並榮獲航空金獎及國防科工委光華特等獎。1987-1993年從事潛艇減阻降噪研究，發明潛艇減阻降噪新型流水孔，並在潛艇上應用；該項成果1992年獲中國船舶工業總公司科技進步一等獎，1993年獲國家發明三等獎。此外，在直升機旋翼鋸齒形傾斜尾緣技術、碟型飛行器設計與研究、龍卷風加力燃燒技術、湍流基礎理論研究等方麵都取得了重要進展。
1985年起至今，曆任中國工程熱物理學會理事、中國航空學會理事以及中國空氣動力學會理事。著有“燃燒室空氣動力學”一書（科學出版社出版），發表論文約50餘篇。近年來研究興趣包括：新能源的基礎理論，新型動力裝置研製，空天飛行器設計與研究等。