好些科幻电影和小说里啊，老是出现反物质武器、反物质空间之类的概念，要么就把反物质当成星际飞船超厉害的燃料。这反物质的能量啊，大得超乎常人的想象。就说一克反物质吧，释放的能量能顶两颗广岛原子弹呢。10克反物质产生的推力，能让飞船一个月就飞到火星。不过呢，这反物质也贵得离谱，一克就得花上百万亿美元。到底啥原理让反物质有这么老大的能量呢？又为啥反物质造价这么高得吓人呢？在正式开始今儿个的主题之前啊，咱们先一块儿琢磨琢磨，反物质被发现了，这到底是好事还是坏事呢。
1. 反物质是咋来的呢？
反物质的研究啊，得先从英国物理学家保罗·狄拉克那儿说起。微观世界里呢，粒子待的地儿只能用概率去描述，描述这概率的方程叫波函数方程，是薛定谔提出来的，所以也叫薛定谔方程。薛定谔方程是不错，可它本质上不是相对论那种形式的，描述高速运动的粒子时就会出岔子。1929年的时候，狄拉克就把相对论引进量子力学里了，搞出个特有名的狄拉克方程。不过当时好多人都质疑这个方程呢。用狄拉克方程求解的时候，电子会有负能级，这可跟常识对着干了。电子有好多不同的能级，最低的叫基态，往上可能有第一激发态、第二激发态啥的，哪来的负能级啊？狄拉克最后给的说法是：负能级带正电，已经被带负电的电子填满了，所以电子没法跃迁到负能级，咱也就感觉不到它存在。这片由负能级和电子组成的地儿就是咱们说的「真空」。1931年，狄拉克又说电子的反粒子也就是反电子是存在的。他还进一步讲，质子和其他粒子也该有对应的反粒子。要是所有粒子都有反粒子，那就可能有完全由反粒子组成的物质，这就是反物质呗。这就是人类头一回觉着可能有反物质。
1932年的时候啊，美国有个科学家叫安德森，这人想探索反物质是咋回事儿呢。他就用那个叫「威尔逊云室」的实验设备去瞅宇宙射线，嘿，这一瞅可不得了，无意中就瞧见了带正电的电子。安德森就管这带正电的电子叫正电子。您想啊，平常的电子都带负电，这么一看，这正电子可不就是电子的反粒子嘛。后来到了1955年，意大利有个物理学家叫塞格雷，还有个美国的物理学家张伯伦，这俩人发现了反质子。这还没完呢，就过了1年，1956年的时候，美国的科学家考克又发现了反中子。这么一来二去的，大家就慢慢明白过来了，可不只是电子、质子、中子啊，所有的微观粒子都有对应的反粒子呢。好些年过去，到了1995年，欧洲核子中心有个叫瓦尔特的，带着科研团队鼓捣出了反氢原子。得嘞，打这儿起，人类就有制造反物质的本事喽。
2. 反物质那吓人的威力
在物理学里，「守恒」那可老重要了。就说爱因斯坦捣鼓出狭义相对论之后吧，按照E = MC2这公式，咋能把尽可能多的质量给「勾引」出来，变成能量释放出去呢，这就成了物理学研究里的热门事儿。科学家照着爱因斯坦狭义相对论里的「能量守恒公式」，鼓捣出了原子弹和氢弹。可原子弹（转化率才0.135%）和氢弹（转化率0.7%），这核裂变能量释放转化率也太低了。得嘞，科学家就把目光转到了「更危险」的反物质研究上。反物质嘛，简单理解，就像是正常物质的镜子里的像，两边是对称的。这里边有个特重要的特性，反物质和物质一碰上，就相互抵消、一块儿没了，还能产生老大的能量。正反物质这么一抵消之后，可不会再弄出啥相应的物质元素了，而是变成两个没质量的光子。这就意味着，正反物质抵消释放能量的时候，消耗的是这两种物质的全部。所以啊，跟核裂变或者核聚变比起来，正反物质抵消释放的能量，那是谁也比不上的。按照质能方程E = MC2，要是一克反物质摆脱磁束缚，跟正常物质一接触，这一克反物质就和正常世界里的一克物质相互抵消了，总共两克物质就变成纯能量释放出去了，那威力就跟4.3万吨TNT爆炸一样。简单说，一克反物质的威力相当于两颗广岛原子弹。这能量到底是啥概念呢？而且反物质抵消可不像原子弹爆炸，它不产生辐射。这么一来，反物质可不就理所当然地成了比核能更理想的能源物质嘛。
3. 反物质有啥价值呢？
科学家为了揭开反物质的神秘面纱，鼓捣出个造价千亿的粒子对撞机。物理学家就用这玩意儿收集「反物质」。眼巴前儿呢，在实验室里制造正电子、负质子这样的基本反粒子倒是做到了，可除了反氢原子，那些能构成反物质的其他反原子、反分子啊，啥都没找着。到现在为止，美国费米实验室弄出来的反质子全加一块儿还不到15毫微克呢，世界上最大的粒子物理研究中心欧洲粒子物理研究所搞出来的反物质总共才一毫微克。就照现在这科技水平，想弄出一克反物质，那简直是白日做梦。
哪怕使上世界上最大的大型强子对撞机，没个数百万年的对撞，都甭想得到反物质呢。这反物质啊，和普通物质可不一样，哪怕就碰上一丁点儿普通物质，「噗」的一下就湮灭没了。所以啊，就算有本事大规模造这反物质，想把它存起来那也是难如上青天。不过呢，科学家们没少研究，发现磁场这玩意儿插一杠子的话，好像能让反物质多活会儿，从一开始的几微秒能撑到大概0.17秒了。这时间虽说还是短得可怜，但对科学家来说，能撑这么久已经是到顶儿了。虽说科学家研究反物质已经有了些初步成果，可真要把这能源彻底拿捏住，那还得走老长的路呢。反物质这东西少得可怜，以前一克能卖到100万亿，过了几年科技发展了，现在制作成本一克也还得大概62.5万亿呢。这么贵，私人肯定是想都别想，只能国家管着，这对人类来说也算是不幸中的万幸了。
4. 反物质能有啥用呢？
嘿，您知道吗？反物质在医学领域都已经派上用场了呢。好多医院里用的PET设备啊，就是靠正电子来把身体图像给显示出来的。简单说呢，就是往身体里弄点正电子进去，这正电子跟咱们身体里的电子一碰上啊，就「同归于尽」了，这时候就会放出能量来，这能量能弄出特别亮的光，这么一来，身体里的毛病就更容易被瞅见了。不过呢，反物质虽说能在医疗上用，可它真正厉害的地儿可不是这儿。您想啊，那些一门心思要弄出大规模「能量大爆发」的研究啊，到最后都是为军事服务的，原子弹、氢弹不就是这样嘛，反物质的研究也没逃开这个套路。就说今年特火的科幻片【流浪地球2】吧，整部片子设定的大框架就是用了「反物质和正物质」这么个概念。但反物质可不是只能用来做那种「毁天灭地」的武器的。科学家为啥一直研究反物质呢？因为反物质能用来对付地球以后可能出现的「能源大危机」，还能给人类以后探索宇宙提供能源动力呢。科学家发现啊，反物质能把人类带进「宇航新时代」，它能把人类对宇宙飞船飞行速度的认识给彻底打破。有专家估摸啊，反物质能把飞船的速度从现在最高的光速的万分之一，一下子提到光速的十分之一呢。就10克反物质产生的推力，就能让飞船一个月就到火星。到那时候啊，人类星际移民可就不是做梦了。这对航天和物理领域来说，那可真是一个超级大的进步啊。
