反物質到底存不存在，有多貴，會被壞人利用毀滅人類嗎？

過去多次說過反物質的問題，還是有許多朋友質疑，主要歸結有如下幾點：1、反物質真的存在嗎？2、反物質的能量到底有多大？3、反物質貴嗎，值多少錢？4、恐怖分子會利用反物質危害社會和人類嗎？

今天時空通訊就和網友們一道，再討論討論，弄明白這個問題。

簡單地說，我們常見的物質都是正物質，這些物質都是由原子組成的。原子由原子核和核外電子組成，原子核則由質子和中子組成。原子核中的每個質子帶1個單位的正電荷，中子不帶電荷；核外電子與原子核中的質子數量對應，也就是有一個質子就有一個核外電子，而且每個電子帶1個單位的負電荷。

這樣，原子核的正電荷與電子的負電荷就相互抵消了，原子就以電中性的方式存在。如果原子或原子基團失去或獲得一個或幾個電子，就形成帶電荷的粒子，叫離子。失去了核外電子的離子帶正電，因此叫正離子；獲得了核外電子的離子帶負電，因此叫負離子。

反物質也是由原子組成，但原子核和核外電子的電荷與正物質正好相反，也就是原子核帶負電，核外電子帶正電。在亞原子粒子中，反質子帶負電，反電子帶正電，就是正電子。

反物質和正物質各自單獨存在，如果不碰到一起，什麼事都沒有，但要碰到一起，就水火不容暴跳如雷，一道閃光過後就沒了，這種現象叫湮滅，在湮滅的同時爆發出巨大能量。

諾貝爾物理獎得主、英國物理學家保羅·狄拉克早在1928年就預言，每一種粒子都應該有一個與之相對的反粒子，如反電子，它們質量一樣，但電性相反，自旋量子數也相反。因此，狄拉克被認爲是最早提出反物質概念的科學家。

後來的科學發現證實了狄拉克的預言，而且宇宙中廣泛存在着反物質，在某些特殊區域還大量聚集。在我們周圍的自然界，也廣泛存在反物質。如人體中存在的鉀-40，這種不穩定的同位素會釋放出正電子；香蕉也存在少量的鉀-40，一根香蕉約每75分鐘釋放一個正電子，一天能夠釋放19個正電子。

這些正電子一出生，就與我們世界存在的無數正物質中的負電子湮滅了，因此這點“反物質”掀不起任何浪花。要知道1立方厘米空氣就有2.6875×10^19個分子（約27億億個），空氣中主要氣體分子是氧和氮，每個氧分子有16個負電子，每個氮分子有14個負電子。

1995年，歐洲核子研究中心在實驗室裡製造出了世界上第一批反氫原子；這之後，世界上許多實驗室都製造出了各種反粒子，如負質子和正電子等；2011年，中美科學家合作製造出了迄今最重的反物質~反氦4原子。

由此可見，反物質存不存在的問題已經不是問題了，它確確實實地存在於我們的世界，並且能夠人造出來。但迄今爲止，人類發現和製造的反物質都還停留在原子或亞原子粒子層面，真正能夠讓人眼看到的整塊反物質還沒有被發現。

反物質是迄今爲止，理論上能爆發出最大能量的物質，只能轉換嚴格遵循愛因斯坦質能方程：E=MC^2。這裡的E就是能量，單位爲J（焦耳）；M爲物質質量，單位爲kg（千克）；C爲真空光速，單位爲m（米）。

愛因斯坦質能方程是人類20世紀最偉大的發現之一，別看這個公式非常簡單，卻詮釋出了一個深刻的道理：質量和能量是能夠相互轉化，並且等價的，它們之間有確定的當量關係。

但要將質量轉化爲能量卻絕非易事，人類現在掌握的最大質能轉化技術是核裂變和核聚變，核裂變的質能轉化率約爲0.13%，核聚變質能轉化率約爲0.7%。這種看起來少得可憐的轉化率，卻爆發出驚人的能量，如原子彈爆炸和氫彈爆炸，完美地驗證了質能方程無比正確。

而反物質遇到正物質的湮滅是瞬間發生，是將全部物質質量100%轉化爲能量，一點都不會浪費和剩下，因此被稱爲是質能完美的轉換。而且，1克反物質必須與1克正物質實現完全的湮滅，這樣實際上1份反物質湮滅的結果能得到雙倍質量的能量。

根據愛因斯坦質能方程計算，1kg反物質與1kg正物質碰到一起，就能夠產生1.8*10^17J的能量，這個能量有多大呢？相當於500億度電，或約4302萬噸炸藥爆炸能量。這是3300多顆廣島原子彈同時爆炸的威力。

由此，我們得到：1克反物質與1克正物質湮滅的能量就約爲5000萬度電，或3.3顆廣島原子彈的爆炸威力，不可小覷。

可以說，世界上沒有任何物質能貴於反物質。因爲迄今爲止，全世界科學家幾十年製造的反物質全部加起來，還是原子級別，在電子顯微鏡下面才勉強能夠看到模糊的影子，人眼還無法看到。

舉個栗子：費米實驗室採用萬億電子伏特的加速器，動用了大量科技資源和能量奮鬥了26年，製造出的反質子加起來只有15納克，即1億分之1.5克。而全世界所有實驗室製造的各種反氫原子或反質子、反電子等反物質加起來，也沒有超過20納克。

製造反物質的費用是無法計算的，因爲大量的科學家數十年如一日地在那裡燒錢，才燒出了這麼點反粒子。花費的研究經費還有價可估，但科學家們花費的寶貴的精力就無價可估了。我們只計算一下製造反物質的能量消耗，就可見其昂貴之一斑。

有專家測算，根據目前製造反物質所消耗的電能，製造1克反物質需要用電2.5*10^16千瓦時（度），如果每度電按1元人民幣計算，電費就需要2.5億億元，摺合成美元約爲3600萬億元。而全世界2021年GDP總量才約94萬億，其中美國約23萬億，中國約18萬億。也就是說全世界不吃不喝勒緊腰帶全部去做反物質，38年才能夠製造出1克。

因此，世界上沒有什麼能比反物質更貴。

我認爲，至少在可預見的未來，任何人都沒有條件利用反物質毀滅世界。理由就是前面說的，反物質太難做了，也太貴了，世界上再大的富豪也難以得到1克的反物質。而1克反物質湮滅得到的能量也相當幾顆廣島原子彈，這點能量會對某個區域造成巨大破壞，但要毀滅整個人類就差遠了。

現在全世界人造的反物質加起來纔有不到20納克，這些反物質全部湮滅的能量有多大呢？根據質能方程計算，這些反物質與同等量的正物質湮滅，產生的能量只有3600000J，正好1度電，大概只能燒開一小杯開水。

而且，反物質除了製造十分困難，且保存也非常困難。因爲我們的世界到處都是正物質，反物質一旦與世界任何物質接觸，包括空氣，就會湮滅了。科學家們爲了讓好不容易得到的一點點反物質粒子能夠保存得久一些，挖空心思了很多辦法。

其中最主要的辦法就是利用反物質有電場或磁性的性質，製造一個磁阱，或叫磁瓶，將這些反物質禁錮在各種各樣的磁場陷阱中，磁阱中高度真空，且異常寒冷。這種冷不是我們常見的那種冷，而是冷到零下272.65攝氏度，極爲接近絕對零度。

反粒子被禁錮在這種上不着天下不着地，量氣體分子都極難遇到的“牢獄”中，寒冷讓其振動頻率活躍度降低，處於低能級，就只有老老實實地呆着，保存得相對久一些。

這樣極其難得，極其昂貴且極難伺候的反物質，恐怖分子能弄到，或製造和保存嗎？因此，恐怖分子也好，一些好戰的國家也好，在一個相當長可預見時期，想要利用反物質要挾危害社會和人類，只能是癡人說夢，毫無實現的可能。

當然，現在反物質無法推上實用，不代表未來一直這樣。如今的科技文明發展一日千里，而反物質是最理想最完美的清潔能源，肯定是人類夢寐以求的目標。據一些研究和預測，未來採用蟲洞或時空摺疊技術實現超光速星際穿越，就必須要採用反物質和反能量。

這些目標很可能會在我們的子孫後代手裡實現。對此，各位有什麼看法，歡迎討論點評。

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