欧洲核子研究中心把反物质工厂开满1年，全部反质子攒起来，湮灭后释放的能量大约500焦耳，只够点亮100瓦灯泡5秒。

同一种东西，单位质量释放的能量却比化学燃烧高约100亿倍。火箭现在主要靠化学燃料，把燃料烧热、喷出去，飞船就被反推向前。反物质更直接：它一碰到普通物质，质量几乎全部变成能量。

这就解释了为什么埃隆·马斯克（Elon Musk）和NASA局长贾里德·艾萨克曼（Jared Isaacman）会在X上的简短互动里提到反物质推进。它听起来遥远，但它切中了航天面对的一道墙：飞船要飞得更远，就得带更多燃料；燃料越多，飞船越重；飞船越重，又需要更多燃料。

反物质像一把极小的钥匙，理论上能撬开这道墙。

反物质（antimatter）可以理解成普通物质的镜像搭档。电子带负电，它的反粒子叫正电子（positron），带正电；质子有反质子对应。粒子和反粒子质量相同，电荷相反，一相遇就湮灭，生成高能光子等粒子。这里的湮灭不是消失，是质量按爱因斯坦的质能关系转成能量。

化学火箭吃的是分子之间的能量差，核聚变吃的是原子核结合时释放的能量，反物质直接吃质量本身。NASA一份技术资料给出的量级是：物质和反物质湮灭的单位质量能量约为化学燃烧的100亿倍，约为核聚变的300倍。

今天的深空飞行常常以年计算，去火星也要看发射窗口和轨道安排。反物质发动机如果能做成，飞船可以在同样质量下拿到更高速度，或者把原本留给燃料的重量换成仪器、补给、屏蔽材料和货物。载人飞船最缺的正是这些东西。

它甚至让恒星际旅行进入严肃论文的讨论范围。离太阳最近的恒星比邻星也在4光年以上，现有化学火箭按常规思路很难把人类送到那种距离。困难也从这里开始变得清楚。

人类已经能制造反物质。欧洲核子研究中心（CERN）有专门的反物质工厂，能产生反质子，实验室还能制造反氢原子。可这和推进飞船之间隔着一个巨大数量级鸿沟。CERN资料显示，它的设施运行时每小时可向实验输送约4亿个反质子，实验能捕获其中约10%。听上去很多，换成质量就几乎摸不到。

CERN给过一个更刺眼的估算：即使有一个完美陷阱，能无损保存所有反氢原子，并让反物质工厂全年不停运行，1年最多也只能攒到约3000万个反氢原子，质量约为0.00000000000000000003千克。把它们一次性湮灭，能量只有几千分之一焦耳，大概相当于手指轻轻点一下手机屏幕。

全人类迄今为止造出来的所有反物质加在一起，如果全部湮灭，大概也只够烧开几杯水。

这就是反物质推进最尴尬的地方。它的能量密度高到离谱，人类能攒到的量又小到离谱。

制造只是第一关，保存更难。反物质不能碰任何普通物质。容器壁不行，空气分子不行，一碰就湮灭。所以实验室用极高真空和电磁场把带电反粒子悬在中间，像用无形的手托住一粒不能落地的灰。CERN的BASE实验曾把反质子保存超过1年，真空度达到地面实验中极端水平。

但火箭需要的不是几百个、几百万个粒子。发动机要的是可控、持续、大功率的能量输出。带电反粒子彼此排斥，存得越多，陷阱越大，电磁场越强，系统越复杂。中性的反氢原子不排斥，反而更难抓，因为它不太听电场指挥，只能靠特殊磁场困住。

还有第三关：怎么把湮灭能量变成推力。反物质湮灭会产生高能光子、介子等粒子，它们不是锅炉里规规矩矩的热水蒸气。发动机必须把这些高速粒子的能量导向后方，变成稳定喷流，同时保护飞船、乘员和设备免受强辐射。这不是把反物质装进油箱就能点火。

美国加州公司正电子动力公司（Positron Dynamics）声称，自己能产生“强冷正电子束”，并设想用它做出效率比先进离子推进器高1000倍的火箭发动机。离子推进器是把带电粒子加速喷出去的发动机，推力小，但省燃料，很多深空探测器都喜欢用。正电子动力公司的说法很吸引人，不过从实验束流到可飞行发动机，中间还有材料、散热、辐射防护、储存和控制系统一整套工程关口。

NASA过去支持过反物质推进的理论研究，但它并没有进入真正的发动机研制阶段。艾萨克曼接掌NASA后是否会改变投入方向，还要看预算、任务优先级和政治安排。眼下NASA最紧的目标仍是重返月球，随后才是火星。反物质推进即使被重新重视，也更像一条远期技术线，不会马上把人送出太阳系。

2010年NASA一个课题组估算过，一枚反物质推进的火星飞船往返一次大约需要4微克反氢，大约是一粒盐质量的几十分之一。按CERN目前的生产速度，不停工跑100万年都攒不够。但反过来说，人类离火星其实只差一粒盐几十分之一的燃料。

反物质推进的迷人之处，正在这种强烈反差里：物理原理干净得像一行公式，工程现实粗糙得像一堵墙。

现在的反物质还点不亮一间屋子太久，却足以点亮航天工程师的算盘。但什么时候能够实现，就不好说了。

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图为反物质推进飞船艺术想象图，图源：NASA/MSFC via Wikimedia Commons

信源：Lapointe, Ellyn. "Elon Musk and NASA’s Chief Are Dreaming of Antimatter Propulsion." Gizmodo, 22 June 2026