据说有一种神奇的东西叫反物质。它是世界万物的源头，神的力量也蕴藏在其中。那到底是怎么回事呢？咱们今天就来好好的聊一聊。

年10月的一天，比利时首都布鲁塞尔天气晴朗。一群衣冠楚楚的绅士来到户外，排好队准备照相。其中有一个腼腆的英国人，他刚拿到剑桥大学理论物理的博士头衔。他叫狄拉克。狄拉克兴奋地穿行在人群当中，左看看，右看看，想要和身边的人说话，但是腼腆又怯场的他又开不了口。

这群人整齐地排列在了一幢建筑物前面。摄影师「咔嚓」一下，就拍下了下面这张照片。这张照片被称之为《世纪之照》。狄拉克在这个位置，请看看他周围的人，你就知道他为什么不敢说话了。前面是爱因斯坦、普朗克、居里夫人，旁边是康普顿、波尔，后面是泡利、薛定谔、海森堡等人。他们全都是二十世纪初物理界最牛的大咖们。

一张照片上就有17位诺贝尔奖得主。他们有些在这次会议之前已经拿奖了，有些是在之后得奖的。当时的狄拉克在这群大咖当中只算是一个学徒工。照片上的人都是来参加第5届索尔维会议的。这次会议被称之为物理学界最高水平的华山论剑。狄拉克虽然年轻，初出茅庐，却因为在量子物理学里的出色研究，拿到了这次会议的入场券。

在会议上，以爱因斯坦和波尔为首的两大门派，在量子物理理论上发生了激烈的争论。爱因斯坦顶着乱蓬蓬的头发，大声说：“上帝是不掷骰子的”，意思是说，量子世界的不确定性是一个笑话。但是波尔也大声反驳说：“你不能指导上帝怎么做呀”，意思是说，在量子世界里，是我们人类根本就无法探知的未知数。双方争得面红脖子粗，不分胜负。

会后一群年轻人聚在咖啡馆里聊天，大家还在回味着会上两位大佬的精彩发言。一直沉默不语的狄拉克突然开口了，他说：“我觉得大佬不必提上帝，因为很可能并没有上帝。”狄拉克继续说……

《圣经：创世纪》里面写的光是从空虚混沌当中产生出来的。可光是有能量的，怎么能够从虚空、空无一物当中产生呢？这实在很不合理，因此上帝是不存在的。没错，这就是狄拉克当时内心所想的，但是只能说是当时，因为他后来在证实这个想法的过程中却心悦诚服的被打脸了。当然这是后话。

话说狄拉克的话音一落，所有人都像看怪物一样看着他。恰好海森堡和泡利也在邻座喝咖啡，听到狄拉克的话以后，哈哈大笑，笑得狄拉克脸都羞红了，赶紧闭嘴。泡利笑着说：“狄拉克的信仰是上帝不存在，狄拉克，你就是先知。”说完又是一通哄堂大笑。

当时虽然是科学兴起的年代，但是大多数科学家并不是无神论者，他们其实是有神论，是相信上帝存在的，只是不信任当时的宗教。狄拉克受到了嘲笑，心里憋了股气。他虽然生性腼腆，不善交际，但那只能说明他并非社交达人。他心里还是有着一股子傲气和自信的。

在会议之后，狄拉克憋足了劲，想要证明自己的想法。在物理学的世界当中，并不存在上帝。狄拉克决定以《圣经：创世纪》的第一句话作为证伪的对象。这句话是这样写的：

起初神创造天地，地是空虚混沌，渊面黑暗。神的灵运行在水面上。神说要有光，就有了光。狄拉克就开始琢磨着，如何用科学的方法来证实，光的产生是需要能量的，虚空没有能量，所以光不是上帝从虚空中创造出来的。这样也就间接的证明了上帝不存在，这是他的思路。

他想到了自己最擅长的办法，从微观量子入手。狄拉克能够参加物理学界最高水准的华山论剑，那他自己的功夫肯定也是一流的。于是他埋首在办公桌前奋笔疾书，一年之后，他居然用数学方式推导出了解释微观粒子的原子构造方程式。有了这个成果，狄拉克很兴奋，他觉得自己终于找到了产生光的正确方向了。

在一次学术会议上，狄拉克得意洋洋地给所有学者解释了自己的发现。原子的中心是原子核，带正电。原子核周围是带负电的电子，它们围绕原子核高速旋转着。他一边说，一边刷刷刷地写出自己的方程式。狄拉克写着写着，突然觉察出有点不对劲，就是他的方程式很奇怪，虽然能够容忍带负能量的电子存在，可是按照他自己以前的想法，能量都应该是正的呀。

怎么会有带负能量的电子呢？狄拉克突然发现了自己的bug。于是他又回到了书桌前，继续冥思苦想。几天之后，他终于提出了一个巨大的脑洞。

我们常说的真空并不是啥也没有，而是一个深不见底的大海。位于海平面的电子能量为零，低于海平面的电子都在负能量级别的不同位置上，整个海洋非常平静，没有波澜，这就是真空。狄拉克对自己的这个脑洞非常满意，是一个完美的闭环，可以解释一切了。

可是正当他起身的时候，脑子里突然闪现了一念。天哪，这个真空的海洋，难道不正是《圣经：创世纪》当中所讲的产生了光线的虚空吗？狄拉克震惊了，他自己的初衷是想要证明虚空当中没有能量，可现在的结果是却证实了虚空当中有能量，而且还是负能量。

他的第一反应是难道是自己的数学公式出错了。他立刻坐下来，拿起笔继续计算。几天之后，狄拉克终于无可奈何的承认，公式没有错，量子世界的确存在带负能量的虚空。

不过狄拉克是个虚怀若谷的人，既然证明了自己之前的想法是错的，那就改嘛，从虚空当中去重新构想光是怎么来的。狄拉克于是思绪飞扬出了这样一幅画面：

虚空中有一片平静的海洋，一股不知名的能量打进海洋里，正好给了一个电子。于是电子吸收能量之后，立刻跃出海面，变成拥有正能量的电子。而在海洋原来的位置上，会产生一个新的电子。不过这个电子和跑掉的，跃出海面的那个电子截然相反，带正电，叫作正电子。正电子和普通电子在海洋上一碰撞，就会释放出一道闪光，叫作伽马射线。

狄拉克说：“这股不知名的能量就是来自于神，而这道伽马射线，就是从虚空中诞生的光啊。”狄拉克接着叹了口气说：“原来上帝竟然是如此高明的数学家，我跪了，自叹不如啊。”

狄拉克的思绪飞扬一出来就被当成了科幻，因为没有人理解他在讲什么，但是大伙都觉得他很厉害，很厉害。年，在量子物理领域硕果累累的狄拉克终于也获得了诺贝尔奖，和其他的那些大咖站在了一个领奖台上。

直到几年之后，才有人真实的观测到了正电子，因为电子应该带负电嘛，所以正电子就被物理学家归为反物质之列。那按照狄拉克的计算，反物质除了正电子，还应该有反物质原子。当时的人们只观测到了正电子，反质子这些亚原子级别的粒子。至于反物质原子长成啥样呢，就没人知道了。

直到年，瑞士欧洲核子研究中心的物理学家们在高速粒子对撞机里，才撞出了第一个反物质氢原子。大家才恍然大悟，原来狄老前辈所说的反物质真的是存在的。那反物质是啥样呢？图片的左边是我们这个世界正常的氢原子，它的中间是一个带正电的质子，外围是一个带负电的电子，电子围绕着中间的质子旋转。

图片的右边就是一个反物质氢原子的结构了。中间是一个带负电的质子，叫作反质子。外围是一个带正电的电子，叫作正电子。正电子围绕着中间的反质子旋转着。

看到反物质氢原子，所有的科学家都凌乱了。这反物质世界中的一切，原来和我们世界中的物质都是反着来的。那这是不是意味着，元素周期表上的一切元素，都可能像氢原子一样，有它的反物质世界的伙伴呢？比如有碳原子就有反碳原子，有氮原子就有反氮原子等等。

有的科学家越想越玄，反物质世界里面有着反太阳，燃烧着反氢原子。这个世界的一切，都是由反物质构成的，包括生命，他们的头发、皮肤、DNA，一切的一切看起来都和我们一样，只不过都是由反物质构成的。

但是大家知道，所有这些仅仅就是脑洞大开而已。在我们的现实当中，是绝对观测不到反物质世界的，因为反物质没有办法在我们这个世界里稳定的存在。但是科幻粉们却对反物质充满了幻想，因为有人拿出爱因斯坦的质能方程式换算了一下：1克反物质释放的能量就相当于两颗「小男孩」原子弹，大约3万多吨TNT的爆炸当量啊，这实在是太惊人了。

如果人类能够提取出反物质，加以利用，那么地球上的一切能源问题不就都迎刃而解了嘛。更进一步，如果有人能够设计出反物质发动机，那人类的宇宙飞船不要说冲出太阳系，就是冲出银河系都是分分钟的事。你还别说美国科幻系列剧《星际迷航》当中就用到了反物质引擎的概念。

反物质火箭的设计其实很简单直观，只需要把反物质储存在安全的容器当中，然后源源不断地再进入反应舱，它在舱内和普通物质爆炸性结合，就能够产生强大的光能了。「腾」的一下就能够产生庞大的推进力，推动火箭高速前进，而且爆炸的产物只有光能，没有任何残留物，也不产生任何其他物质，可以说是百分之百的绿色环保。

就在大家都以为反物质只存在于科幻小说的臆想当中的时候。

突然坊间传出谣言，NASA很可能已经研制出了反物质武器。原来在年，在NASA的一次会议上，一位来自佛州的叫爱德华兹的弹药专家就一本正经的讨论了反物质在武器研发上的潜力。这位猛人举了一个相当政治不正确的例子。

他说，年，美国俄克拉荷马城发生了恐怖袭击，市中心的艾尔弗雷德.默拉联邦大楼被炸，导致了多人伤亡，有多栋建筑被损毁，造成了6亿美金的损失。FBI调查之后，认为恐袭炸弹大约相当于1公斤TNT的爆炸当量。

爱德华兹话锋一转说：“你们知道吗，如果是使用反物质当炸弹，只需要20纳克的正电子，也就是万分之一克啊，就可以做到这一点，就相当于是1.8吨TNT爆炸的当量了，而且不会产生任何有害物质，百分之百的绿色环保。”他的话音一落，语惊四座。

记者们在报道中纷纷惊叹道，美国军方已经研制出了反物质武器，可以杀敌于无形。这下就炸了锅了，更多的人跳出来追问：“这是真的吗？”《旧金山纪事报》的记者立刻找到空军发言人询问。发言人的回答也很奇葩，他说：“我们严禁雇员发表任何有关反物质研究项目的讯息。”大家一听目瞪口呆。

那这个回答相当于妥妥承认了存在反物质武器研究的项目嘛。科幻粉们个个心花怒放。如果美国军方已经能研制出反物质武器，那岂不是说《星际迷航》当中的反物质火箭研制成功也很现实嘛。那人类冲出太阳系，奔向银河系就指日可待了。

可真的是这样吗？在回答这个问题之前，咱们得先提出另外一个问题，就是上哪儿去找反物质呢？目前，科学家们能够观察到的反物质只有两种来源。第一，就是宇宙射线当中偶尔发现的反物质，但是数量极少，几乎可以忽略不计。第二，就是物理学家在高能粒子加速设备里合成出来的简单反物质，比如前面讲道的欧洲核子研究所在高速粒子对撞机里制造出了反氢原子，但数量也极少，而且能不能撞得出来还得碰运气。

另外，一个更现实的问题是，反物质是世界上最昂贵的物质。按照现在的价格计算，制造1克的反物质需要花费60多万亿美元。相比之下，开发出第一颗原子弹的曼哈顿项目，换算成今天的价格，才花费了多亿美元。美国年的GDP总额才25万亿美元，而制造1克反物质就要花费60万亿美元。

那这1克反物质就足以让整个美国破产了。所以说美国空军已经拥有了反物质武器这个说法不靠谱。但是这也并不意味着美国军方没有正在研究反物质。NASA的科学家曾经提出过一个解决方案，建立专门生产反物质的工厂。当然，NASA专家并没有对公众详细解说细节，只是说反物质的生产成本通过这种方式可以降低到每克花费大约50亿美元。这个听起来似乎是一个可以接受的价格了。

但是作为武器，一颗B61核弹最大爆炸当量可以达到5万吨TNT，价格只有2万美金，所以相比起来，反物质武器还是太昂贵了。

科幻剧《星际迷航》提供了另外一种思路。既然自己制造划不来，那就到宇宙当中去找现成的呗。去寻找反物质行星。当然，如果人类将来真能在星际旅行当中找到反物质行星，可能对地球文明来讲也不是一件好事，因为价廉物美、危险至极的反物质武器可能搞得满地都是。那反物质行星是找到了，地球就该被炸没了。

就算找到了反物质，如何储存反物质呢？在我们这个世界当中，也是难上加难哪，因为它只要碰到我们这个世界当中的任何物质，不管是空气还是容器的钢筒内壁，它就会立刻变成一股光了，什么也不剩了。

欧洲核子研究中心是这样保存反物质的。首先在加速器中碰撞产生的反物质，这种粒子会沿着加速器的管道以接近光速的速度奔跑。在这种速度之下，实验室是储存不了它的，所以研究人员首先要让反物质减速，然后用一个有强大磁场的容器将反物质困住，不让它们接触到容器的内壁，这样反物质才能够被储存起来。可是一旦发生了断电或者机器故障，反物质碰到了容器的内壁，那就消失的无影无踪，彻底完蛋了。

因此不管是反物质武器还是反物质火箭，现在还是和狄前辈所处的时代一样，是一个科幻题材。科学界一直在研究反物质，但是有一个问题一直困扰着物理学家们，那就是宇宙诞生之初，物质和反物质的数量应该是一样的，那么碰撞之后，让我们这个宇宙中有光之后，正物质和反物质应该是相互抵消的，那也就不存在我们这个可见的物质世界了。

那为啥又存在着我们的太阳系、银河系和整个宇宙呢？于是一种解释出现了，我们所居住的物质世界是在那次碰撞之后被留下来的一部分物质，是没有充分反应的残余。也就是说有那么一股神奇的力量改变了宇宙的对称性，在正反物质的大碰撞之后刻意保留了一部分正物质，才会形成了太阳系和其他的物质星系。如果保留下一部分正物质，形成了正物质宇宙。

那么也很可能保留下了一部份反物质

形成了反物质宇宙

而且这股神秘的力量

把正物质宇宙和反物质宇宙相隔开

让碰撞不再发生

不再互相抵消毁灭

难道说真的像狄前辈所猜测的那样

是神注入的能量吗

是神以自己的手分开了物质与反物质

让这两者永远不再接触吗

估计这个问题在当前的科学认知当中

还会一直是一个谜

那么好

今天的故事就分享到这

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散会

最后剪辑师小谢拍了个案

神说要有光就有了光

原来有这么深刻的奥义啊

那是不是意味着我们搞清楚了反物质