反物質(zhì)武器仿佛從是一個(gè)很遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想，反對(duì)者嘲笑它是紙老虎，一種“思想武器”，但事實(shí)是人類已經(jīng)能夠制造出反物質(zhì)，而且“湮滅”不會(huì)產(chǎn)生輻射或污染反物質(zhì)炸彈將因此繞過全面禁止核試驗(yàn)條約，擁有它的歸家可以在局部沖突中隨意使用這種威力超過原子彈10000俯的超級(jí)炸彈。

電影，游戲，還是真實(shí)

《天使與魔鬼》，一部很不怎么樣的商業(yè)電影取了一個(gè)再貼切不過的名字。不錯(cuò)，影片真正的主角不是湯姆·漢克斯或者伊萬(wàn)·麥克格雷格，而是一種堪稱“人造太陽(yáng)”、威力遠(yuǎn)超核聚變的超級(jí)炸彈——反物質(zhì)，這種超乎人類想象的能量對(duì)世界的未來(lái)意味著什么?天使與魔鬼!

電影很驚悚地把一種神秘反物質(zhì)武器曝光到了公眾面前。實(shí)際上，《天使與魔鬼》并不是這種神秘武器的首秀，幾年前在電腦游戲《紅色警戒3》盟軍武器欄選項(xiàng)中就有一件超級(jí)武器——質(zhì)子撞擊炮，那是游戲玩家們的最愛。傳媒塵囂日上地炒作正逐漸剝落反物質(zhì)的神秘面紗。

不過，真正讓反物質(zhì)武器成為各國(guó)軍界關(guān)注的焦點(diǎn)，則是源于美國(guó)軍方設(shè)計(jì)的一次電腦推演。它不是一款游戲，也不是一部電影，而是在預(yù)演一場(chǎng)未來(lái)完全可能發(fā)生的戰(zhàn)爭(zhēng)。這次代號(hào)為“反物質(zhì)特攻－2008”的電腦模擬演習(xí)算不上新聞，卻長(zhǎng)久地成為人們熱議的話題：201×年，一名(美軍)特工潛入敵國(guó)國(guó)都的總參謀部，隨身攜帶著一枚重量?jī)H為五千萬(wàn)分之—克的微型反物質(zhì)定時(shí)炸彈，把它安置在廁所里，撤出之后實(shí)施引爆，這所軍事大樓及附屬建筑在須臾間被夷為平地。隨后，另一枚反物質(zhì)脈沖炸彈在該國(guó)電力和通信網(wǎng)絡(luò)上空引爆了，一個(gè)國(guó)家的軍事和社會(huì)活動(dòng)被徹底癱瘓了……五角大樓的將軍們?cè)谟^摩之后，驚嘆說，“幾克重的反物質(zhì)炸彈就能毀滅整個(gè)地球!”

也有人對(duì)此不以為然，認(rèn)為這是美國(guó)在經(jīng)濟(jì)危機(jī)中為鞏固世界霸權(quán)地位而故弄玄虛，玩弄蒙蔽世人的慣用伎倆。不過，有一點(diǎn)是毋庸置疑的，科學(xué)家們正通過在世界各地的粒子加速器進(jìn)行著高能撞擊，試圖制造反物質(zhì)。這種新型炸彈“秒殺”掉一個(gè)城市將不再是神話，而且沒有任何征兆或預(yù)警，不明真相的人無(wú)法對(duì)此類災(zāi)難做出合理和信服的解釋。而這個(gè)城市如果是國(guó)家的首都，那就意味著整個(gè)國(guó)家的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)能力會(huì)輕易地被徹底摧毀。

在美國(guó)國(guó)防部下屬有一個(gè)叫“國(guó)防高技術(shù)研究計(jì)劃局”(DARPA)的高級(jí)秘密機(jī)構(gòu)，它主要負(fù)責(zé)研制各種運(yùn)用于未來(lái)的新式武器，該機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)新概念武器將顛覆現(xiàn)在人們關(guān)于大規(guī)模殺傷武器的所有想象，一連串神秘而炫目的名字，“等離子武器”、“太陽(yáng)能武器”、“基因武器”、“氣象武器”、“地震武器”等等。而前文中所提到的這種最為兇悍的“大殺器”，卻是在美國(guó)空軍下屬的一個(gè)研究機(jī)構(gòu)取得了“重大突破”，那種原本游離于夢(mèng)境，近似于宗教傳說的武器也因此具備了在現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)的可能。

“湮滅”

與許多未來(lái)武器源于微觀世界的能量相同，反物質(zhì)概念也必須深入到那些人們看不到的粒子中去一探究竟。

我們把自然界紛呈多樣的宏觀物體還原到微觀本源，它們都是由質(zhì)子、中子和電子所組成的。1928年，英國(guó)劍橋大學(xué)教授保羅·狄拉克通過數(shù)學(xué)計(jì)算，提出了電子有兩種存在形式，除了有帶負(fù)電荷的電子外，還有帶正電荷的電子。帶負(fù)電荷的電子叫正電子，帶正電荷的電子叫反電子。當(dāng)時(shí)人們不以為然，但兩年后，狄拉克的學(xué)說被科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明是正確的，這是人們認(rèn)識(shí)反物質(zhì)的第一步。20世紀(jì)的50年代，隨著反質(zhì)子和反中子的被發(fā)現(xiàn)，人們開始明確意識(shí)到，任何基本粒子都在自然界中有相應(yīng)的反粒子存在。

在粒子物理學(xué)中，反物質(zhì)是反粒子概念的延伸，反物質(zhì)是由反粒子構(gòu)成的，如同普通物質(zhì)是由普通粒子所構(gòu)成的一樣。愛因斯坦特殊相對(duì)論告訴我們，質(zhì)量與能量是等價(jià)的。因此世界萬(wàn)物都有“同性相斥、異性相吸”的共性。反物質(zhì)也一樣，它一旦遇上正物質(zhì)，就會(huì)與之“迅速結(jié)合、互相湮滅”。這種“湮滅”并非正反兩種物質(zhì)化為烏有而消失，而是它們的全部質(zhì)量都轉(zhuǎn)變成能量釋放出來(lái)。按照愛因斯坦的質(zhì)量能量關(guān)系式E=mc2，人們可以計(jì)算出釋放的能量：1毫克反物質(zhì)“湮滅”放出的能量達(dá)到180兆焦耳，是普通炸藥的100億倍，比原子彈、氫彈的威力大得多。

那么，反物質(zhì)武器“湮滅”的那一瞬間，我們能見到什么樣的圖景呢?人類恐怕早已見識(shí)過了，1908年6月30日凌晨，俄羅斯帝國(guó)西伯利亞通古斯地區(qū)的森林里，突然發(fā)生了一次史無(wú)前例的大爆炸。其威力相當(dāng)于1000枚原子彈齊爆，數(shù)百平方公里內(nèi)的城鎮(zhèn)與森林被瞬間毀滅。因?yàn)闆]有更合理的解釋，人們猜測(cè)罪魁禍?zhǔn)缀苡锌赡苁莵?lái)自外太空的反物質(zhì)隕石，在通古斯河上空與正物質(zhì)結(jié)合放出大量能量而造成的災(zāi)難。

粒子對(duì)撞機(jī)與太空搜捕

在我們可以觀測(cè)到的宇宙范圍內(nèi)，至今還沒有發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)存在，也就是說，反物質(zhì)在自然界是無(wú)法找到的。那么，想要獲取反物質(zhì)就只有在實(shí)驗(yàn)室里人工制造，或者是到宇宙空間中去尋找。

可以肯定的是，以人類現(xiàn)在的科技就已經(jīng)可以制造出瞬間存在的反物質(zhì)了。1996年1月，歐洲科學(xué)家利用粒子對(duì)撞機(jī)獲得了9個(gè)反氫原子，但在億分之三秒之后就分散成為反質(zhì)子和反電子，但這仍標(biāo)志著人類已經(jīng)能夠制造出反物質(zhì)。人工制造的反粒子往往很不穩(wěn)定，而且研制成本高得嚇人，據(jù)測(cè)算提取每一千億分之一克需要花費(fèi)掉60億美元。由于技術(shù)難度太大，歐美各大武器公司尋求聯(lián)手合作研制反物質(zhì)武器。即使這樣，因資金耗費(fèi)巨大且收效甚微，反對(duì)聲浪一直不絕，相關(guān)試驗(yàn)不時(shí)傳出暫停的傳聞。當(dāng)然，事實(shí)上美國(guó)從來(lái)就沒有真正停止過反物質(zhì)武器的開發(fā)。

那么外層空間有現(xiàn)實(shí)的反物質(zhì)可供人類利用么?1979年，美國(guó)科學(xué)家把一個(gè)60層樓高的巨大氣球放到離地面35公里的高空，氣球上載有一批十分靈敏的探測(cè)儀器。結(jié)果，它在高空獵取了28個(gè)反質(zhì)子。這是在地球以外第一次發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)。理論上，茫茫宇宙中有無(wú)數(shù)的高速粒子，好比是一臺(tái)天然加速器，可以在地球軌道或月球上建造大面積的收集裝置接受空間中的反物質(zhì)，大幅提高產(chǎn)量。不過到宇宙中去尋找反物質(zhì)也并非易事，首先不知道哪里有，其次必須使用先進(jìn)的粒子物理傳感儀，而這類儀器大都過于笨重龐大，將其安裝在天基平臺(tái)上又會(huì)提出巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)和花贊天文數(shù)字般的資金。

盡管難度很大，但神秘的太空的確能給人類無(wú)限的希望。如1997年4月，美國(guó)天文學(xué)家宣布他們利用伽馬射線探測(cè)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)，在銀河系上方約3500光年處有一個(gè)不斷噴射反物質(zhì)的反物質(zhì)源，它噴射出的反物質(zhì)形成了一個(gè)高達(dá)2940光年的“反物質(zhì)噴泉”。

諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、美籍華人科學(xué)家丁肇中教授就是反物質(zhì)研究方面的專家，他領(lǐng)導(dǎo)了國(guó)際太空反物質(zhì)探索計(jì)劃，共有美國(guó)、中國(guó)、俄羅斯等10多個(gè)國(guó)家(地區(qū))亟37個(gè)科研機(jī)構(gòu)參與其中。1998年6月2日，美國(guó)“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)攜帶“阿爾法”磁譜儀發(fā)射升空，這次飛行的目的就是到宇宙中去尋找、捕捉反物質(zhì)?！鞍柗ā贝抛V儀是專門設(shè)計(jì)用來(lái)尋找宇宙中反物質(zhì)的儀器，依靠一個(gè)巨大的超導(dǎo)磁鐵及六個(gè)超高精度的探測(cè)器來(lái)執(zhí)行任務(wù)。雖然這次飛行沒有什么收獲，但采集到了大量富有價(jià)值的數(shù)據(jù)。而一臺(tái)新的“阿爾法”磁譜儀也在2008年組裝完畢，等待著搭載飛船升空，繼續(xù)尋找反物質(zhì)。

裝“撒旦”的盒子

反物質(zhì)的穩(wěn)定儲(chǔ)存也是個(gè)大問題。在歐洲，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在磁場(chǎng)的作用下反物質(zhì)是有可能得到保存的。于是科學(xué)家們嘗試用磁場(chǎng)“陷阱”來(lái)束縛反粒子的方法，即高速原子核和質(zhì)子相撞產(chǎn)生反質(zhì)子后，用減速器將其速度降低到光速的十分之一，然后用高能磁場(chǎng)做“陷阱”將其束縛起來(lái)，再依賴電場(chǎng)將速度進(jìn)一步降低下來(lái)。另一方面，科學(xué)家們也嘗試用電磁場(chǎng)“陷阱”來(lái)減速由放射性衰變收集來(lái)的正電子。最終，減速了的負(fù)質(zhì)子和正電子在電磁場(chǎng)“陷阱”中結(jié)合，即可形成較穩(wěn)定的反氫原子。不過用這種辦法只能貯存10億個(gè)反電子，而制造1克反氫原子需要有6.023x1023個(gè)反電子和同樣數(shù)量的反質(zhì)子，顯然現(xiàn)在的成果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

專家們指出，反物質(zhì)不像普通物質(zhì)，必須有強(qiáng)大的磁場(chǎng)能量來(lái)束縛。然而，強(qiáng)大并不可間斷的磁場(chǎng)能量，不僅需要更加先進(jìn)可靠的設(shè)備，更需要強(qiáng)大的電能來(lái)維持。反物質(zhì)由于威力過于恐怖，因此要將其武器化、實(shí)用化，就必須保證萬(wàn)無(wú)一失的100％安全性，那么儲(chǔ)存的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)就變得十分巨大，一旦失控，被毀滅的可能就不僅是使用者自己，而是一切。因此，反物質(zhì)的儲(chǔ)存問題未來(lái)也將成為其大規(guī)模使用所面臨的最大障礙。

世界追逐“人造太陽(yáng)”

這樣說來(lái)，反物質(zhì)武器仿佛只是一個(gè)很遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想，反對(duì)者嘲笑它是紙老虎，一種“思想武器”，將永遠(yuǎn)停留在新概念的范疇內(nèi)。最有代表性的觀點(diǎn)來(lái)自美國(guó)哈佛大學(xué)粒子物理學(xué)家弗蘭克·克洛斯，他甚至悲觀地認(rèn)為：人類有能力制造可以使用的反物質(zhì)需要等到數(shù)十億年之后。

真的是這樣嗎?

反物質(zhì)巨大的軍事應(yīng)用潛力仍然強(qiáng)烈地吸引著美國(guó)軍界。五角大樓斥巨資加以研制，美國(guó)空軍就在進(jìn)行一項(xiàng)名為“革命性炸藥”的反物質(zhì)武器研制計(jì)劃，由洛斯阿拉莫斯和勞倫斯·利弗莫爾核武器研究所、費(fèi)米研究所等眾多單位進(jìn)行相關(guān)研究，通過不懈的努力，科學(xué)家們的設(shè)想正逐漸接近現(xiàn)實(shí)。

1995年，世界上第一家反物質(zhì)研制工廠——位于瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心制造出了第一個(gè)反氫原子。在世界各地9個(gè)研究所39位科學(xué)家通力合作下，到2002年底已經(jīng)制造出了約5萬(wàn)個(gè)反氫原子，這是人類首次在實(shí)驗(yàn)室條件下制造出大批量反物質(zhì)。誠(chéng)然，這種所謂的“批量生產(chǎn)”離可使用量還是有很大的距離。

不過，人類技術(shù)進(jìn)步的潛力和速度總是會(huì)讓不同時(shí)代像弗蘭克·克洛斯那樣的科學(xué)家吃驚。2008年9月10日開始試運(yùn)轉(zhuǎn)的大型強(qiáng)子對(duì)撞器(LHC)是世界上最大的粒子加速器設(shè)施，有全球85個(gè)國(guó)家中的多個(gè)大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)，超過8000位物理學(xué)家共同參與。也是在這個(gè)月，美國(guó)格林空軍基地“革命性彈藥”研發(fā)小組的負(fù)責(zé)人、物理學(xué)家肯尼斯·愛德華茲在五角大樓向軍方匯報(bào)了他的進(jìn)展，稱“在反物質(zhì)武器的研究上已獲得重大突破”，即研制成功了“有效儲(chǔ)存反物質(zhì)的容器”并現(xiàn)場(chǎng)電腦模擬推演，鑒于愛德華茲在反物質(zhì)研制方面的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，人們?yōu)樗谝粤艘粋€(gè)令人不安的稱呼——“開啟魔瓶的人”。同年，美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室宣布他們用激光向圖釘頭大小的黃金樣本射擊，創(chuàng)造出了數(shù)以十億計(jì)的反物質(zhì)粒子。另?yè)?jù)《自然》雜志介紹，美國(guó)軍方的科學(xué)家還發(fā)明了一種產(chǎn)生反物質(zhì)的新方法，使得產(chǎn)生百萬(wàn)分之一克反物質(zhì)的成本從10億美元降低到了1億美元。

現(xiàn)在來(lái)看，美國(guó)用激光技術(shù)通過實(shí)驗(yàn)室獲得反物質(zhì)及實(shí)現(xiàn)反物質(zhì)儲(chǔ)存——兩大制約著反物質(zhì)武器發(fā)展的瓶頸——皆有了重大突破，這意味著美國(guó)向武器級(jí)反物質(zhì)的可實(shí)戰(zhàn)化邁出了最關(guān)鍵一步。

由于耗費(fèi)巨大(肯定比JSF項(xiàng)目大得多)，西方國(guó)家在反物質(zhì)研究上采取了國(guó)際合作的模式。歐洲核研究組織中的法國(guó)、意大利、英國(guó)等國(guó)的科學(xué)家們均與美國(guó)展開合作，承擔(dān)著相關(guān)項(xiàng)目中的大量研究工作。俄羅斯更是從上世紀(jì)50年代的蘇聯(lián)時(shí)期開始，就在其“氫彈之父”薩哈羅夫的領(lǐng)導(dǎo)下從事反物質(zhì)武器的研制工作。俄羅斯還曾經(jīng)通過衛(wèi)星在宇宙空間實(shí)驗(yàn)反物質(zhì)武器，并且據(jù)說也獲得了“重大進(jìn)展”。

面對(duì)這場(chǎng)爭(zhēng)奪未來(lái)戰(zhàn)略級(jí)科技話語(yǔ)權(quán)的大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)必須作出回應(yīng)。中國(guó)的反物質(zhì)研究所成立于上世紀(jì)80年代初，由世界著名核物理學(xué)家、反物質(zhì)發(fā)現(xiàn)者趙忠堯擔(dān)任技術(shù)顧問，西方稱趙為“中國(guó)反物質(zhì)武器之父”，不過，趙老已于1998年去世，享年96歲。因?yàn)槭孪祰?guó)家安全，我們不可能得到中國(guó)反物質(zhì)武器的詳細(xì)資料，只能從相關(guān)的新聞管中窺豹。

1984年，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了8312工程即正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的建設(shè)。2009年7月，十五期間的重大科學(xué)工程，總投資6.4億元的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)改造工程實(shí)現(xiàn)了升級(jí)換代，將我國(guó)對(duì)撞機(jī)和譜儀技術(shù)推進(jìn)到國(guó)際前沿，這是我國(guó)在高能物理發(fā)展領(lǐng)域的一個(gè)重大里程碑式成就。

另有國(guó)外專家猜測(cè)，中國(guó)合肥“科學(xué)島”世界上第一臺(tái)全超導(dǎo)“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”(俗稱“人造太陽(yáng)”)被認(rèn)為是具有反物質(zhì)武器的雛形，它最大的特點(diǎn)在于該裝置只要稍加改進(jìn)即可用來(lái)釋放正電子，即反物質(zhì)粒子。不過，合肥的這個(gè)“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)堆只設(shè)計(jì)有35年使用周期，且由歐盟、中國(guó)、日本、美國(guó)、俄羅斯、韓國(guó)、印度七方共同參與修建，耗資100億歐元以上。中國(guó)最終承擔(dān)占總投資9％的費(fèi)用，約合100億元人民幣。

是星際旅行，還是毀滅?

誰(shuí)擁有“達(dá)摩克利斯之劍”誰(shuí)就將掌控世界!

1983年，美國(guó)蘭德公司曾耗資200萬(wàn)美元為美國(guó)空軍進(jìn)行了一項(xiàng)生產(chǎn)和使用反質(zhì)子的可行性研究，結(jié)果得出，反物質(zhì)的四項(xiàng)軍事用途：一、用作超高速火箭的推進(jìn)燃料；二、用作軌道上軍用空間站以及其他領(lǐng)域的超小型、超輕型能量發(fā)生器；三、用作啟動(dòng)各類核彈，四、用作集能速武器(指與粒子束武器結(jié)合)。

反物質(zhì)還可用來(lái)制造星際航行的火箭、航天器、太空船等的超級(jí)燃料。英國(guó)著名物理學(xué)家史蒂芬·霍金在接受媒體采訪時(shí)認(rèn)為，“人類必將離開太陽(yáng)系尋找別的可生存行星，反物質(zhì)能源將是星際旅行中飛船的主要?jiǎng)恿?。”一克反物質(zhì)產(chǎn)生的能量，就足可以為23架航天飛機(jī)提供動(dòng)力。這可以從根本上改變能源供應(yīng)的模式，將會(huì)是一場(chǎng)能源革命。

美國(guó)航空航天局(NASA)正研究的反物質(zhì)太空船預(yù)計(jì)在15年后能夠制造出反物質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)的原型機(jī)，且是以正電子為燃料。幾十年之后將制造出反物質(zhì)飛船，只需要用到幾十毫克正電子，速度卻比核動(dòng)力太空船快一倍，6周內(nèi)即可抵達(dá)火星。還可以把人類引入到從前在太空中，從未涉足過的區(qū)域，譬如木星旅行，甚至遠(yuǎn)赴到“太陽(yáng)駐點(diǎn)”(太陽(yáng)輻射所能到達(dá)的最遠(yuǎn)點(diǎn))之外。

反物質(zhì)作為空間探索和和平利用的無(wú)限能源必將造福于人類未來(lái)；然而，巨大能量瞬間釋放所帶來(lái)的誘惑也可能毀滅人類自身。軍事專家預(yù)言，未來(lái)的反物質(zhì)武器具有史無(wú)前例的摧毀力，一旦研制成功，將會(huì)使現(xiàn)今所有的熱核武器黯然失色，人類將面臨新的、更大的災(zāi)難。

據(jù)俄羅斯《科學(xué)》網(wǎng)報(bào)道，美國(guó)軍方現(xiàn)正在秘密研制以反物質(zhì)作為彈藥的“質(zhì)子炸彈”，并已在這方面投入了大量資金。反物質(zhì)炸彈極易引爆，它不像原子彈那樣必須達(dá)到一個(gè)臨界質(zhì)量，也不像氫彈那樣要求很高的爆炸點(diǎn)火溫度。另外，由于所有質(zhì)量均轉(zhuǎn)化為能量釋放，反物質(zhì)炸彈爆炸時(shí)將沒有任何殘留物，因此不會(huì)產(chǎn)生輻射或污染，是一種“干凈”的大規(guī)模殺傷性武器。這一特點(diǎn)使反物質(zhì)炸彈繞過了全面禁止核試驗(yàn)條約的限制，美軍據(jù)此將反物質(zhì)武器歸類為常規(guī)武器。那就意味著在未來(lái)，美軍可以在常規(guī)戰(zhàn)爭(zhēng)或局部沖突中隨意使用它。反物質(zhì)武器的威力相當(dāng)于原子彈的千、萬(wàn)倍，它將以“第四代核武器”的身份全面取代現(xiàn)有的輻射型核武器。