一些小型的電子設(shè)備，如收音機、手機、剃須刀、mp3播放器等將能夠隨時、隨地充電。出去旅游的時候，我們不必再讓多余的電池和各種各樣的充電器充斥我們的行囊了。我們也再不會因為打電話時手機突然沒電而煩惱，當你把綿綿的細語溫柔地送入家人和朋友的耳朵時，非輻射共振能量傳輸裝置將如同武俠小說中的高手一樣，運足功力，把綿綿的能量無聲地傳進你的手機中。

柯林上校的日記

公元2182年1月31日。今天，我——地球聯(lián)合部隊的空軍上?！獙⒙暑I(lǐng)士兵，駕駛著最后的1000架戰(zhàn)機同敵人作最后的決戰(zhàn)。

我們抵抗黑暗星球的侵略已經(jīng)兩年多了?，F(xiàn)在我的部隊是地球上最后的一支武裝力量，遠道而來的黑暗星球的部隊也蒙受了巨大的損失，它們糾集了剩余全部兵力，與我們展開了最后一戰(zhàn)。戰(zhàn)斗從黎明一直進行到黃昏，我一生中從未經(jīng)歷過如此慘烈的戰(zhàn)斗，不斷有戰(zhàn)機在空中爆炸，殘骸直落太平洋。然而致命的是，我方戰(zhàn)機的能量已經(jīng)不足了，必須馬上返回總部補充。而一旦給敵人以可乘之機，它們勢必長驅(qū)直入，將我們徹底擊敗。我和我的士兵都抱定了必死之心，決心用生命來保衛(wèi)地球最后的安全。

正在危急時刻，通訊喇叭里突然傳來總部的指示，命令我方的戰(zhàn)機全部打開能量輸入系統(tǒng)。這是怎么回事？在敵人密集的攻勢下，能量輸送飛機是不可能起飛的。疑惑之余我還是服從了命令，奇跡出現(xiàn)了，指示器顯示戰(zhàn)機的能量在迅速增加，一會兒就恢復(fù)到了最大的狀態(tài)。“W博士的遠程能量傳輸系統(tǒng)剛剛裝備完成，你們現(xiàn)在有用不完的能量了，現(xiàn)在去把那些混蛋干掉吧！”我和士兵們都被這個消息所鼓舞，奮不顧身地沖入了敵人的戰(zhàn)機群。黑暗星球的戰(zhàn)士顯然懵了，他們節(jié)節(jié)敗退，在付出了慘重代價之后狼狽逃離了地球。

不堪大用的電磁波

上面這個短短的科幻情節(jié)寄托了我們一個美好的夢想：如何把能量以無線的方式輸送到需要的地方？它不僅能夠成為扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)局的關(guān)鍵(純粹劇情需要)，我們還希望它能大大方便我們未來的生活。如果我們將來駕駛電動汽車出遠門，甚至可以不需要停車充電，在公路上每隔一段距離設(shè)置一個發(fā)電裝置，我們就想開多遠就能開多遠。這項技術(shù)類似武俠小說中的吸星大法，只是方向相反，不是吸收別人的功力，而是向外傳輸能量。

人們早就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，能量并非完全不能以無線方式傳輸，太陽能電池把光能轉(zhuǎn)化為電能，就是一種特殊的能量傳遞過程。太陽能主要由硅、砷化鎵、硒銦銅等材料制成。以晶體硅為例，當太陽照射到硅的表面時，一部分光子的能量會被硅原子吸收，使原子內(nèi)的電子發(fā)生躍遷，從而在材料內(nèi)部形成一定的電位差，這樣光能就轉(zhuǎn)化為電能儲存了起來。當太陽能電池接通電路時，電壓會產(chǎn)生電流流過外部電路。但這種過程受到“電源”——確切地說應(yīng)該是“光源”的制約，我們并不能直接加以利用。

光是一種電磁波，其實所有的電磁輻射都在傳播著能量。我們拉開天線，打開收音機收聽廣播，天線接收到的信號就是一定頻率的電磁波，稱為微波。微波通過電磁輻射把能量傳播出去，但是這種傳播是面向四面八方，大部分能量都在傳播過程中損失掉了，接收的效率太低。我們需要的無線傳輸技術(shù)，是希望能量可以從發(fā)射裝置直接抵達接收裝置，最大限度地減少在空間傳播過程中的損失。怎樣才能讓這個暢想變成現(xiàn)實呢？

隔空傳能

在科幻故事里，我們把無線能量傳輸技術(shù)大顯神威的時間設(shè)定在了2182年，或許這還太過于保守了?，F(xiàn)在，聰明的科學(xué)家們已經(jīng)開始嘗試這種可能。他們正在開發(fā)一種無線充電裝置，而這項革命性技術(shù)的理論基礎(chǔ)卻是一個已經(jīng)被人們發(fā)現(xiàn)一百多年的原理：電磁感應(yīng)。

當一個導(dǎo)體放在變化的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)的電子會發(fā)生定向移動；如果導(dǎo)體連接著一個閉合電路，那么電路中就會產(chǎn)生電流。這就是法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律。它早就被人們廣泛地應(yīng)用，比如變壓器的發(fā)明。變壓器內(nèi)部有兩個線圈，當一個線圈通過交變電流時，它的周圍就會產(chǎn)生變化的磁場，另外一個線圈上就會感應(yīng)出電流。兩個線圈的匝數(shù)不同，感應(yīng)出電流的電壓就不同。

美國麻省理工大學(xué)的兩個科學(xué)家就是從變壓器中得到了啟發(fā)。變壓器里兩個線圈之間很接近，那么把它們拉得遠一點兒會如何呢？讓它們相距1米、2米……甚至更遠，讓通入交變電流的線圈作為電源，放置在遠處的線圈作為接收器，電流不就可以遠距離感應(yīng)出來了嗎？這就好比是相隔一段距離的兩個音叉，當敲擊其中的一個發(fā)出聲音時，另一個也會不由自主地開始振動，這種現(xiàn)象叫做“共振”。感應(yīng)電流在相距較遠的線圈上產(chǎn)生，也是一種共振現(xiàn)象，能量通過共振的形式從一個地方“飛”到了另一個地方。

這種能量傳輸并不是以電磁輻射的形式完成的。電磁波的傳播是面向四面八方，而感應(yīng)電流只在特定的接收器上才會產(chǎn)生，空間并不會因此而充滿電磁波。只要接收器的頻率和電源的頻率保持一致，電流就只會出現(xiàn)在安裝了接收器的電器上，相當于一把鑰匙只能開一把鎖，其他的所有物體因為頻率與電源不同，所以不會受到任何干擾?？茖W(xué)家把這種技術(shù)命名為“非輻射共振能量傳輸”。

盡管在傳輸過程中也會有極少的能量損失，但是比起傳統(tǒng)方式，它的傳輸效率還是大大提高了。并且這種技術(shù)并不會對周圍的環(huán)境造成損害，科學(xué)家指出，感應(yīng)磁場對人體的影響甚至比地磁場還要小。科學(xué)家在電源處還設(shè)計了能量回收系統(tǒng)，沒有被接收器收到的能量會被吸收回去，進一步保證了能量不向周圍環(huán)境流失。

無線時代

經(jīng)過理論計算和電腦模擬，科學(xué)家證實了這種技術(shù)的可行性，現(xiàn)在他們正在進行試驗，力圖盡快制作出樣機。根據(jù)現(xiàn)在的設(shè)計，電源覆蓋的范圍能夠達到5米，如果在每個房間里放置一個電源，就可以為整個住宅里的電器供電了。但是，有些科學(xué)家也提出了一些困難，比如，把電源和接收器頻率調(diào)整為多少就是一個關(guān)鍵的問題，在這方面研究人員還要繼續(xù)摸索。

在不久的將來，一些簡單的、低功率的遠程供電和無線充電裝置可能就會出現(xiàn)在家庭里。插座和插頭將被扔進垃圾堆里，冰箱、電視、洗衣機等家用電器會更加美觀，再也不會拖著長長的“尾巴”，人們可以隨意擺放它們的位置。

一些小型的電子設(shè)備，如收音機、手機、剃須刀、mp3播放器等將能夠隨時隨地充電。出去旅游的時候，我們不必再讓多余的電池和各種各樣的充電器充斥我們的行囊了。我們也再不會因為打電話時手機突然沒電而煩惱，當你把綿綿的細語溫柔地送入家人和朋友的耳朵時，非輻射共振能量傳輸裝置將如同武俠小說中的高手一樣，運足功力，把綿綿的能量無聲地傳進你的手機中。

（選自《科學(xué)之謎》）