自从踏入工业时代后,如何获取可用能量就成为困扰人类千年的难题。在人类未走向无垠宇宙前,从天然物质中获取化学能一直是主要的供能手段。即使在原子能时代,以火力发电为首的传统供能方式也一度占据超过百分之五十的比例。
显然,这种方式是不长久的,在用尽地球上有限的燃料储备前,人类必须找到一种全新的能量来源。当时主流的替代方案是综合利用诸如太阳能、地热能、潮汐能等可再生能源,只是这种方案从理论上就锁死了功率上限,是无法满足人类日益增长的供能需求的。
直到可控核聚变的实现为人类打开了一道新时代的大门,即使如今的联盟依旧可以说仍处在核聚变供能时代。
核聚变技术带来的是“无限”的能源,这里的无限自然不是说真的没有穷尽,而是其足以供人类在可预见的未来肆意消耗。核聚变使用的氢元素燃料是这个宇宙中含量最多的元素,且不说从太阳那直接获取燃料——这个难度确实相当高,仅依靠木星一颗气态行星就能提供超过10^27kg的氢燃料,而联盟总能耗速率能否达到10^27W都是一个问题。
就目前而言,以核聚变的方式提供能源完全没有问题,它几乎无输出功率限制的特点使得即便发电功率上升几个数量级,其成本的增加也完全在可控范围内。所以即便联盟再发展几世纪乃至更久,只要没有本质上的一个飞跃,核聚变供能将一直陪伴着人类。
当然,我们也不得不承认,核聚变确实是一个相当低级的供能技术,它仅在结合能上薅了物质的羊毛:放出了占粒子总能量不到1%的一丁点能量。而无法做到将物质整个吃下,按质能方程将物质百分之百的转化为能量,彻底榨干其利用价值。
这种缺陷在宇宙航行领域最为明显。在曲率航行尚不成熟的时候,联盟前身曾组织过一支开拓舰队去探索比邻星系,这支采用核聚变反应堆的舰队当时的航行速度仅为3%光速,连单程都要花上近145年的时间。还没等开拓舰队抵达目的地,他们就收到了来自比邻星系的通讯。其内容大致是感谢这些开拓先锋为人类发展做出的贡献,赞扬了他们无畏、奉献的先锋精神,并表示殖民地这边很快就派人来接他们了,准备交接工作就可以了。
即使后来曲率航行技术发展起来了,一般的航行不再受能源的困扰,军方依然在寻求如何在有限的空间中塞更多的能量。而研究者们对于创新与经费的渴望也推动着他们在探寻供能方式这条路上不断的走下去,并在近几个世纪中给出不少方案。
最先被实用化的是反物质反应堆,其通过正反物质湮灭百分百地将物质转化为能量。其原理简单,质能转化效率达到上限,并同样具有几乎无输出功率限制的特点,很快就成了军方的梦中情……堆。且和基于核聚变原理能造出氢弹一样,基于反物质的特性同样能将其武器化,直到南河舰问世,反物质战斗部依旧占据联盟武器库的半壁江山。
只是反物质反应堆只打高端局,若想用它去替代核聚变供能就会发现:
“你产能量啊”
“你得先给我反物质”
“那你给我搞反物质啊”
“你得先给我能量,我才能给你产反物质”
……
是的,反物质是被制备出来的,而且制备过程中能量的损耗率相当之大,制取速度亦是相当之缓慢。所以它从底层逻辑上就和核聚变供能在两条赛道上,属于是战争特化能源。直到其实用化四个世纪之后,军方还是扣扣索索的,日常就让军舰用核聚变反应堆凑合,由此可见距离反物质的民用化还有相当漫长的一段路要走。
下一个被实用化了一半的是质子衰变技术。在衰变室的特定条件下,自由质子将衰变成中性π介子和正电子,其中中性π介子又将在极短时间内衰变为光子。显然,通过此途径几乎能将质量完全转化为能量,这是个和反物质供能一样的优质供能方法。而且它并不挑食,只需要你付一点小费将原子核打碎,就能把所有常规物质喂给它吃,而不像核反应一样只吃轻元素还吐垃圾。
不过,从联盟依旧在大规模使用聚变反应堆就可以猜到,由质子衰变提供能量并不像想象中的那么美好。事实上,它只有一个缺点,而正是这个缺点断送了它的地位,那就是:慢,太慢了。即使衰变室中将电弱力与核力进行特定的调整,质子衰变的半衰期依旧相当漫长,以这种方式获取能源的输出功率上限极低。在该技术刚出现时,其功率还是够看的,而经过几百年的发展,质子衰变技术却进步不多,至今已完全跟不上时代的发展了。
至于中子衰变技术,呃……单个中子本来就不稳定,很快就会衰变。
还有一项尚未走出实验室的技术比较有意思:黑洞辐射供能。其原理是人工养殖一颗微型黑洞,利用其将投入的物质转化为辐射的形式输出。这种方法相当有戏,一满足质能转化效率100%,二满足无输出功率限制,而且还附带装置安全可靠,维护成本低的优势。就是有那么一个小小的问题:怎么才能创造一个黑洞呢?
好在南河不用考虑这个问题,在接受白夜改造时就已经换装了黑洞引擎,享受新手礼包了属于是。
当然,联盟内部从不缺乏奇思妙想的创意:从解除夸克禁闭到降低粒子自由度,在探求能源的道路上,他们提出了无数点子,只是绝大部分都在理论层面被pass了。其中最著名的思路就是提取真空零点能,即从不依赖物质而存在的真空量子涨落中提取能量,只是提出此的人并没有明白我们所用的“能量”的本质并不是物理意义上的能量——否则我们就什么都不用做了,反正能量守恒嘛。“能量”本质是指一种低熵的有效能量,我们“使用”能量的过程实质是依赖于降低熵的过程。而真空零点能并不是一种有效能量,想要提取它来获得近乎无尽能源,实际是犯了类似于第二类永动机的错误。