“有人发明了离子发动机,这种发动机喷出的东西是微小的高能粒子,粒子质量很小,发动机可以持续喷出,不会像化学火箭那样喷出气体,没多少分钟就喷完了。但离子发动机的缺点就是,由于喷出的物质质量太小,因此能提供给飞船的反作用力也太小,没法提供很大的加速度。在太空中长距离巡航时,离子发动机能发挥作用,但想要在起飞阶段在太空中突然加速,就力不从心了。”
“要是能把粒子发动机喷出的粒子加速到无限接近光速呢?”
“粒子加速到光速,在理论上可以给飞船提供很大的加速度,满足星际航行的需要。但难点在于,由于能量守恒定律,要把粒子加速到接近光速,就需要耗费非常巨大的能量。这些能量从何而来呢?还是悖论,想要储存能量,就只能增加飞船的质量,而飞船的质量又会成为飞船加速的最大阻碍。”
“所以,想要突破星际航行技术的关键问题就在于如何用很小的质量获得巨大的能量。”
“你很聪明。我们现在能够利用核能,但核能还不够。人类目前已知的产生能量最高效率的方式是正反物质对撞湮灭,可以做到百分百的质能转化,一点点微小的质量就能爆发出惊人的能量。”
“反物质从何而来呢?”
“这是问题的关键。正物质遍布宇宙,而反物质则极为稀少,在宇宙中收集反物质粒子效率太低。而如果人造反物质,则又要消耗巨大的能量。诸位刚开始学习量子力学,它不简单,它给人类打开了一扇门,也许能不消耗能量就可以获得反物质。”
“如何办到呢?”
“具体说来,真空并不是完全真空的,从微观层面来看,真空就像是一个沸腾的海洋,充满了量子涨落。无数的正反粒子会在瞬间凭空产生,又瞬间互相湮灭。假如我们能够成功预测正反粒子产生的时间和位置,在它们产生的那一瞬间,将正反粒子分开,就等于在真空中捕获到了反物质。”
汪若山言及至此,下课铃响了。
“好了,今天先讲到这里。”汪若山从不拖堂,哪怕一分钟他也不拖。
同学们收拾书本。汪若山的眼睛落在了刚才回答问题的女生身上。
而此刻,她也望着他。
她叫刘蓝,是物理系的系花。
刘蓝经常挑战她的老师汪若山,故意引起他的注意。
汪若山刚想表扬刘蓝,刘蓝却抢先一步说话了。
“相比较科学而言,我更喜欢哲学。”刘蓝俏皮地说。
科学和哲学谁更胜一筹的问题,汪若山并不关心。但问题是刘蓝是系里专业成绩最好的,她却说自己喜欢哲学。
“哲学是认识世界的一种思维方式,自有它的道理。”汪若山说,“我也曾对柏拉图和康德喜爱有加。但当我看到哲学家罗素的话‘哲学只负责思考问题,不负责解决问题’时,我突然想明白了,哲学的研究领域最终都会被科学一一接管,因为人类需要解决他们所面临的问题。就好像高原现在面临的终极问题我们只能依靠科学去解决。人类终将发现主宰这个世界的不是上帝,而是自己。我们主宰世界的工具就是科学。科技越向前发展,人类就越接近‘上帝’。”
“我倒是认为,它们分管不同的领域。科学不是万金油。我是谁?我从哪里来?我到哪里去?我不认为科学能解决‘哲学三问’。况且,哲学会使人安心,但科学会吗?”刘蓝挑战着他。
“人类需要确定感。科学会带给人确定感。”汪若山被问得愣住了,但他很快又摆出了这番道理。
“您所研究的量子力学也是这样吗?”
汪若山不禁笑了。他当然知道量子力学的不确定原理。公元1927年,德国物理学家海森堡提出了“测不准原理”,后来,这个原理又被进一步发展成量子力学的第一原理——“不确定原理”。
“在量子的世界,虽然没有确定的状态,但有确定的概率。我们依然可以用数学公式精确地预言一群粒子的总体位置和状态。”汪若山道。
“那单个粒子不还是预言不了吗?”刘蓝也笑了。

