很多人通過觀看一些科幻電影，了解到了一種比核武器威力更加強大的一種新型武器：反物質(zhì)武器，這種武器在科幻電影中會描繪成了動輒就可以毀滅一個國家甚至地球的恐怖武器，最近一些讀者來問我反物質(zhì)武器是不是被幻想出來的？威力真的有電影中演繹的那樣強大嗎？所以今天就和大家一起來聊一聊反物質(zhì)。
什么是反物質(zhì)？既然是反物質(zhì)中有一個“反”字，那么一定會有對應(yīng)的“正”物質(zhì)，沒有正，何來反呢？
雖然反物質(zhì)給人的感覺挺神秘的，但是正物質(zhì)卻是隨處可見的，我們生活中所見到的所有物質(zhì)全部都是正物質(zhì)，其實反物質(zhì)就是與正物質(zhì)性質(zhì)相反的物質(zhì)。
性質(zhì)相反，主要是體現(xiàn)在微觀性質(zhì)，舉個例子，電子是大家都很熟悉的一種微觀粒子，電子帶有負電荷，自旋是1\2，那么反電子的性質(zhì)就與電子相反，也就是反電子帶有正電荷，自旋方向也是相反的，即-1\2，不過正反電子的性質(zhì)也并非完全相反，兩者的質(zhì)量、帶有的電量是一致的，也就是說：將電子與反電子的物理性質(zhì)加上一個數(shù)學(xué)上的絕對值，那么兩者就是完全相同的。
正反物質(zhì)與中國古典哲學(xué)中的陰陽概念十分相似，陰陽兩者是普遍存在于世界之中的規(guī)律，而正反物質(zhì)也如此，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：任何的微觀正粒子都有其對應(yīng)的電荷相反、自旋相反的反物質(zhì)，如果是中子這樣不帶電荷的微觀粒子，那么反中子的性質(zhì)就是自旋方向與中子相反，如果是光子這樣既不帶電荷，自旋方向又為零的微觀粒子，那么光子的反物質(zhì)就是其本身。
反物質(zhì)是如何發(fā)現(xiàn)的？相對于反物質(zhì)的性質(zhì)，很多讀者更關(guān)心的是反物質(zhì)究竟是如何發(fā)現(xiàn)的？因為在我們的日常生活中，我們見到的全部都是正物質(zhì)，從來也沒有見過反物質(zhì)長的是什么樣子。
其實反物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程，有點類似于黑洞的發(fā)現(xiàn)過程，黑洞概念的首次提出，并不是哪一位天文學(xué)家真正先觀察到了黑洞，而是數(shù)學(xué)家史瓦西通過愛因斯坦的廣義相對論方程式解出來的一個解，通過這個數(shù)學(xué)解，可以得到很多黑洞的物理性質(zhì)。
反物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)也是如此，反物質(zhì)的提出是源于物理學(xué)家狄拉克提出的狄拉克方程式，這是一個將量子力學(xué)和狹義相對論互相融合后的物理理論，也是一個跨越時代的物理公式，公式如下
其中m是自旋-?粒子的質(zhì)量，x與t分別是空間和時間的坐標(biāo)，不過我們不需要過多的去解釋這個復(fù)雜的方程，我們只需要知道反物質(zhì)就是根據(jù)狄拉克方程式的解推導(dǎo)出來的一個物理概念就可以了。
反物質(zhì)武器真的威力巨大嗎？反物質(zhì)武器真的可以毀滅地球嗎？在探討這個問題之前，我們先要明白：為什么反物質(zhì)可以作為武器。
如果單單只是反物質(zhì)的話，其本身并沒有什么威力，更談不上作為武器了，可一旦反物質(zhì)遇到了正物質(zhì)的話，那么兩者相遇就會釋放出巨大的能量，這種現(xiàn)象被稱為湮滅，其本質(zhì)是質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量的過程，原子彈的核裂變、氫彈的核聚變也是質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量的過程，只不過正反物質(zhì)的湮滅轉(zhuǎn)化效率是極高的，理論上可以達到100%.
不過，即使正反物質(zhì)湮滅會纏身巨大的能量，但是也完全達不到像科幻電影那樣足以毀滅世界的地步，原因有二
一、反物質(zhì)在自然界中幾乎是找不到的，人工制造也只能通過大型的粒子對撞機，通過大型離子對撞機制造反物質(zhì)成本極高，而且每一次對撞僅僅能夠制造出幾個反粒子，反粒子遇到正物質(zhì)就會湮滅，故極難保存，所以想要通過大量的反物質(zhì)制造反物質(zhì)物理，成本巨大。
二、雖然轉(zhuǎn)化率幾乎于完美，但是受制于反物質(zhì)成本的限制，導(dǎo)致反物質(zhì)能夠真正提供的能量有限，這點是很好計算的，我們通過愛因斯坦的質(zhì)能方程就可以計算：E=mc2，E是能量，m是質(zhì)量，c2是光束的平方。
我們假設(shè)一個正電子與一個反電子發(fā)生湮滅，那么當(dāng)質(zhì)能轉(zhuǎn)換率達到100%時
釋放的總能量E=9.10956×10-31kg×2×299792458m/s2,
所以一個正電子與一個反電子發(fā)生湮滅釋放的能量并沒有想象的那么大，甚至肉體根本就感覺不到，即使是大量正反物質(zhì)湮滅，也絕對達不到科幻片中可以毀滅地球的地步。
