第二 個 愛因斯坦 * 116 * 【 第二 章 】 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story of Light 千奇百怪 * 117 * 讓 月亮 來 解決 能源 問題 經過 廣泛 深入 的 研究 ， 科學家 們 估計 大約 50 年 後 ， 人類 目前 廣泛 使用 的 傳統 能源 ── 煤 、 石油 和 天然氣 ， 將 出現 嚴重 短缺 的 局面 。 看來 ， 能源 危機 不再 是 杞人憂天 了 。 人類 不得不 將 目光 轉向 浩瀚 的 宇宙 ， 而 在 尋找 地 外 能源 的 嘗試 中 ， 月球 再一次 成為 人類 的 首選 目標 。 這 是 因為 月球 具有 獨特 的 環境 特徵 ， 並且 很 可能 儲藏 著 巨大 的 能源 。 把 電廠 建到 月球 上 本來 ， 試圖 解決 能源 危機 的 科學家 ， 一直 把 希望 寄託 在 太陽能 和 核反應爐 上 。 如果 真 能 實現 核 裂變 發電 和 核聚變 發電 ， 就 等於 有 了 良好 的 開端 ， 距離 成功 也 就 不遠 了 。 然而 ， 由於 地球 大氣層 太 濃密 了 ， 在 地球 上 利用 太陽能 存在 著 很多 不 穩定 的 因素 。 而 利用 核 裂變 反應 獲得 電力 ， 往往 會 同時 產生 大量 的 放射性 廢料 ， 容易 造成 嚴重 的 環境 污染 。 目前 科學家 正在 加緊 研究 ， 希望 利用 氘 和 氚 熱核 聚變 反應堆 來 生產 能源 。 但 這 個 方法 同樣 存在 放射性 問題 ， 因為 它 形成 了 強大 的 中子 輻射 。 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 118 * 【 第二 章 】 月球 與 地球 的 最 明顯 區別 ， 是 它 的 表面 幾乎 沒有 大氣 ， 可以 任由 太陽 輻射 長驅直入 。 科學家 的 計算 表明 ， 每 年 到達 月球 範圍 內 的 太陽光 輻射 能量 大約 為 12萬億千瓦 ， 相當於 目前 地球 上 一 年 消耗 的 各 種 能源 所 產生 的 總能量 的 2.5萬 倍 。 假設 太陽能 的 能量 密度 為 每 平方公尺 1.353 千瓦 ， 如果 在 月球 上 使用 目前 光電 轉化率 為 20％ 的 太陽能 發電 裝置 ， 則 每 平方公尺 太陽能 電池 每 小時 可 發電 2.7千瓦 。 如果 電池 的 面積 是 1000 平方公尺 ， 那麼 每 小時 產生 的 電能 將 達到 2700 千瓦 。 由於 月球 自轉 周期 恰好 與 其 繞 地球 公轉 周期 的 時間 相等 ， 所以 月球 的 白天 是 14 天 半 ， 晚上 也 是 14 天 半 。 也就是說 ， 月球 上 的 一 天 相當於 地球 一 個 月 的 時間 。 這 意味 著 在 月球 上 可以 獲得 更多 的 太陽能 。 科學家 認為 ， 如果 在 月球 表面 建立 全球性 的 並聯式 太陽能 發電廠 ， 就 可以 獲得 極其 豐富 而 穩定 的 太陽能 。 這 不但 解決 了 未來 月球 基地 的 能源 供應 問題 ， 而且 隨著 空間 轉換 裝置 技術 和 地面 接收 技術 的 發展 與 完善 ， 科學家 還可以 用 微波 把 月球 上 的 太陽能 傳輸到 地球 上 ， 提供 源源不斷 的 能源 。 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story of Light 千奇百怪 * 119 * 月壤 中 富含 氦 3 現實 可行 的 解決 未來 能源 問題 的 途徑 之 一 ， 是 建造 和 使用 氦 3 同位素 的 熱核 反應堆 。 由於 這 種 反應堆 沒有 中子 輻射 ， 不會 造成 環境 危害 ， 科學家 們 都 認為 這 個 方法 很 值得 一 試 。 但 遺憾 的 是 氦 3 在 地球 上 的 儲量 極為 有限 ， 從 理論 上 說 ， 地球 天然氣 中 包含 的 氦 3 總量 只有 10 ─ 15 噸 。 而 月壤 中 富含 氦 3 。 除了 極 少數 非常 陡峭 的 撞擊坑 和 火山 通道 的 峭壁 上 可能 有 裸露 的 岩石 外 ， 整個 月球 表面 都 被 月壤 覆蓋 。 月海區 的 月壤 平均 厚度 約為 5 公尺 ， 而 月陸區 的 厚度 則 達到 10 公尺 左右 。 這些 土壤 由於 長期 受到 太陽 的 直接 照射 ， 伴隨 著 太陽風 粒子 的 滲入 ， 豐富 的 揮發性 化學 元素 和 同位素 儲藏 到 月壤 之中 。 在 這些 稀有 氣體 中 ， 就 有 大量 的 氦 3 。 據 估算 ， 月壤 中 氦 3 資源 的 總量 可 達 100萬 ～ 500萬 噸 。氦 3 是 一 種 清潔 、 安全 和 高效 的 核 聚變 發電 燃料 。 據 專家 計算 ， 如果 利用 氘 和 氦 3 進行 核 聚 變 反應 產生 電能 ， 達到 美國 年 發電 總量 的 程度 ， 只 需要 消耗 25 噸 氦 3 。 而 中國 1992年 的 年 發電 總量 只 需 8 噸 氦 3 。 照 此 推算 下去 ， 全 世界 一 年 有 100 噸 氦 3 就 夠 了 。 以 目前 全球 電價 和 太空 運輸 成本 算 ， 1 噸 氦 3 的 價值 約 40億 美元 ， 而且 隨著 太空 技術 發展 ， 太空 運輸 成本 肯定 將 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 120 * 【 第二 章 】 大大 下降 。 最近 法國 科學家 宣佈 ， 2030年 將 實現 氦 3 核 聚變 發電 的 商業化 。 這樣 開發 、 利用 月壤 中 的 氦 3 ， 就 理所當然 地 成為 解決 人類 能源 危機 的 極 具 潛力 的 一 種 途徑 。 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story of Light 千奇百怪 * 121 * 地球 轉動 的 證明 據 記載 ， 300多 年 以前 伽利略 受到 羅馬 教廷 的 審判 ， 當 他 被迫 承認 地心說 的 時候 ， 伽利略 喃喃自語 道 ： 「 可是 地球 仍然 在 動 啊 ！ 」 伽利略 是否 說 過 這 句 話 已經 不可 考證 。 很 難 想像 有 人 聽見 了 伽利略 低聲 說出 的 「 異端 」 言論 ， 並且 把 它 記錄 了 下來 ， 更何況 當時 伽利略 已經 神志 不 太 清醒 。 聖經 說 大地 是 不 動 的 ； 而 現在 ， 即使 是 小學 三年級 的 學生 也 知道 地球 存在 自轉 和 公轉 。 那麼 ， 人們 是 如何 證明 地球 的 運動 ── 比如 自轉 呢 ？ 1851年 ， 法國 科學家 傅科 在 巴黎 的 先賢祠 大廳 裏 ， 進行 了 一 項 有趣 的 實驗 。 傅科 在 大廳 的 穹頂 上 懸掛 了 一 條 67 公尺 長 的 繩索 ， 繩索 的 下面 是 一 個 重達 28 公斤 的 擺錘 。 擺錘 的 下方 是 巨大 的 沙盤 。 每當 擺錘 經過 沙盤 上方 的 時候 ， 擺錘 上 的 指標 就 會 在 沙盤 上面 留下 運動 的 軌跡 。 按照 日常 生活 的 經驗 ， 這 個 碩大 無 朋 的 擺 應該 在 沙盤 上面 畫出 惟一 一 條 軌跡 。 當 實驗 開始 時 ， 人們 驚奇 地 發現 ， 傅科 設置 的 擺 每 經過 一 個 周期 的 震蕩 ， 在 沙盤 上 畫出 的 軌跡 都 會 偏離 原來 的 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 122 * 【 第二 章 】 軌跡 。 準確 地 說 ， 在 這 個 直徑 6 公尺 的 沙盤 邊緣 ， 兩 個 軌跡 之間 相差 大約 3 毫公尺 。 傅科 的 這 個 擺 是