最近在阅读迈克斯·泰格马克的著作《生命3.0》。
因为书中的概念和观点太过超前，很难定义这本书到底是正经的科普书，还是耸人听闻的“未来预言书”。
该书的主要内容在讲述未来的人工智能会以什么样的形式出现，以及对整个世界，乃至宇宙造成的影响。
其中有一个章节谈到，如果超级人工智能出现了，他们会选择如何去获取能源，或者通俗地讲，怎么去发电？
作者认为，根据爱因斯坦的质能方程式，最完美的能源获取效率，就是把物质100%转换成能量。
结果，有了百分百作为比较，人类目前使用的所有发电方式都显得“落后不堪”，就连尚未实现的核聚变发电都十分低效。
首先，我们来看看作者提出的能量获取方式有哪些。
生物氧化
排在第一位的方式，是生物消化食物获得能量的方式。能量来自于物质的化学能。
零后一串小数点，数得人头大。
平心而论，生物利用能量的效率确实低效，连其中的化学能都不能全部提取出来。
最直接的证据就是，动物的粪便可以继续燃烧释放热量。
牛粪可以作为燃料
迈克斯·泰格马克计算，如果我们的胃利用食物的效率提高到0.001%，那么我们一辈子只要吃一顿饭就够了。
竟然只吃一顿饭？有了这样的胃……
人生岂不是少了一大享受？
燃烧
作为对比，能源物质，比如煤和汽油，直接燃烧获得能量的效率比生物消化高了3到5倍。
听起来好像提升很多，可是实际上，在一个极小的基数上增长数倍，结果依然少得可怜。
而且，燃烧虽然可以释放更多的能量，但是能量的转化效率并不高，只有大概40%能转换为电能。
核裂变
从零的个数来看，核裂变确实是人类利用能源方式的巨大进步，简直可以说是飞跃了。
不过，核裂变发电远远不够“完美”。供能的效率不但还不到极限的千分之一，而且还有着不小的安全隐患。
所以，即使核电比常规发电方式高效很多，核电在总体能源结构中占比还不大。
各国核电占比（截至2019年）
美国：现有核电站104座，发电量占全国总发电量19％法国：现有核电站59座，发电量占全国总发电量78％日本：现有核电站56座，发电量占全国总发电量23％英国：现有核电站23座，发电量占全国总发电量22％德国：现有核电站17座，发电量占全国总发电量28％
中国：现有核电站19座，发电量占全国总发电量5％
核聚变
想必很多人对核聚变充满了美好的想象，特别是读过《三体》的读者。
《三体》中，人类掌握核聚变后，能源简直便宜得好像不要钱一样，只要有接收器，就能通过无线输电技术，从空间中获取无穷无尽的电能。
不过从表格中可知，核聚变的效率不过比核裂变高了一个量级而已，远没有千百倍的提升。
核聚变的优势不只在于效率，更在于安全性。
相比核裂变，核聚变的原料和废料没有可怕的放射性。而且，核聚变的原料，氦3，听说在月球上多的是。
什么路途太远？
直接在月球上发电不就行了。到时候真出了什么问题，也波及不到地球……
应该吧……
戴森球，将太阳的能量一网打尽
相比于人类自己辛辛苦苦建造核电站，有人早就注意到世界上有一个天然的“核聚变反应堆”——太阳。
这些打起“太阳公公”主意的人当中，弗里曼·戴森的想法很别致。
他打算建造一个超级巨大，能够把太阳包裹起来的球形外壳，外壳的内部放上吸收阳光的装置。这个意图“榨干”太阳的装置叫做戴森球。
说到底，“戴森球”算是一种利用太阳能的方式，只不过尺度是在太大了，以人类目前的科技水平……再等个100……年？
实际上，“技术落后”的人类其实连太阳“分给”地球的那一丁点阳光（二十二亿分之一）都利用不起来。
迈克斯·泰格马克在书中说，如果人类能利用好撒哈拉大沙漠0.5%面积上的阳光，就能满足全球的能源需求。
其实作者并“不满意”戴森球的设想。因为，就算能收集恒星释放的全部阳光，并不意味着能利用恒星蕴藏的全部核能。
因为恒星也是有生命的，或是爆炸，或是熄灭，剩下的物质都无法转换成能量。
所以表格中，核聚变的效率是0.7%，而戴森球的效率只有0.08%。
黑洞引擎
不得不佩服科学家们，能在吞噬一切的黑洞上打注意，竟然能想出让黑洞往外输出能量的方式。而且想法好像还挺简单。
简单复述一下其中的原理：
找到一个快速旋转的黑洞，越快越好，比如接近光速。
随便往黑洞扔一个硬币，你将看到硬币就像被漩涡卷住的小船，打着旋，最终被黑洞吞噬。（理论上，因为光线无法逃脱黑洞的引力，你看不到这个场景）
恭喜你，你失去了一块钱
这次，你精挑细选一个角度，再次快速扔出一枚硬币。
这次带着一定初速度的硬币擦着黑洞的边，被黑洞的引力带动，开始飞快旋转起来，就像一颗卫星一样。不过硬币并不能一直绕黑洞运行下去，没有东西能逃过黑洞的吞噬。
不过在硬币彻底落入黑洞之前，因为速度太快，硬币被恐怖的向心力撕裂，分成两半。
一半硬币还是被黑洞吞噬，但是另外半个硬币，因为速度不变，质量骤减，能够脱离黑洞的引力，飞了出来。
而且飞出来的速度比一开始进入黑洞的速度快得多。
这样，你就相当于把半个硬币的质量转换成了另外半个硬币的动能。
理论上，这个方法可以将质量的29%转化为能量。
是不是很机灵？
不过，作者没说怎么利用剩下半个硬币携带的能量。
我想那玩意儿，应该是世界上最有破坏力的*弹子**了吧
类星体戴森球
抱歉，我智商不够，愣是没看懂。有兴趣的看官请阅读原书。
大致上，也是打黑洞的注意。
夸克引擎和溜滑子
这个方法终于不用麻烦黑洞了。
物理上，有一个毁灭夸克，并将其转化为轻子、电子等粒子的过程，叫做“溜滑子”过程。
由于最初夸克的质量大于得到的粒子的质量，因此，二者的质量差被转化为了能量，其大小符合爱因斯坦质能方程，类似核裂变。
而夸克引擎，就像柴油发动机一样，可以压缩内部的燃料（普通物质），直到温度达到几千万亿度，接着，溜滑子发挥作用，毁灭夸克释放能量，就像汽油被点燃一样。
值得注意的是，该过程需要温度达到一个几千万亿度，乖乖，人类目前最高的温度记录才一亿度。
这是个几乎不可能达到的条件，科学家难道是空口白话？
其实不然。科学家们已经知道这个过程的结局是什么。
因为这正是我们的宇宙在138亿年前所经历的事情。那时候，宇宙非常炙热，几乎100%的物质都被转化为了能量，只剩下了几十亿分之一的粒子幸存下来，形成了普通物质的基本构件：夸克和电子。
从中可以看出，夸克引擎的效率理论上可以无限接近于100%。
恩，理论上……
黑洞蒸发
绕了一圈，我们又回到黑洞身上。不知道黑洞如果知道“渺小”的人类总是打他的主意，是生气呢，还是好笑呢？
（如果百度“黑洞蒸发”，会看到一个小彩蛋）
在我们的印象里，黑洞是在时间和空间中形成的“洞”，在不断地吸积着周围的物质，质量增加，还是空中的“强盗”，光子的“牢笼”。它贪得无厌，永不停息地吞噬着周围的一切。
而在1974年，史蒂芬.霍金发现了黑洞的蒸发现象，从而改变了黑洞的经典图像：黑洞已不是完全“黑”的，也不单纯是个“洞”，它既可以通过吸积物质使质量增加，也可以向外发射物质，从而使质量减小。
他的计算显示：量子引力效应使得黑洞就像一个热物体——黑洞越小，就越热，它能发出一种热辐射，现在被称为“霍金辐射”。
霍金发现的黑洞辐射，就是这种提取能源的理论基础。
而且，操作方法也简单至极：扔一枚硬币进入黑洞，等着黑洞把硬币转换成能量，辐射出来。（没想到吧，上面损失的一枚半硬币还是可以回本的）
简单的操作，100%的质能转换效率，是不是觉得黑洞辐射是在棒极了？
先别高兴太早，霍金的计算还没完。
霍金的计算还有一个重要发现：黑洞的质量越小，温度越高，辐射也越强。显然，蒸发只有对微型黑洞来说才有特别的影响，而微型黑洞的温度是很高的。在黑洞中，质量越大的黑洞，温度越低，蒸发的越慢；质量越小的黑洞，温度越高，蒸发的也越快。
如果一个黑洞的尺寸比原子大，那么即使宇宙毁灭，它所辐射出来的能量还没有一个蜡烛的光亮。
所以，黑洞的羊毛还是不好薅滴！
终极方式
其实作者还提到了一种方式，并没有出现在上表中，那就是正反物质湮灭。
物质湮灭的质能转换效率就是标准的百分之百。
作者打了一个比方：
只需要把一茶匙反物质水倒入正常水中，就可以释放相当于20万吨*NTT***药炸**的能量，相当于一颗普通*弹氢**产生的能量，足够为全世界供电大约7分钟。
又是一个震惊人心的好消息！
唯一的问题就是，反物质从哪来……
作者没说……
总结
《生命3.0》是一本打开视野（脑洞）的好书，推荐一读。
虽然他的论点正经无比，不过内容比科幻还要科幻。
