化石燃料它们耗尽后，人类将面临怎样的挑战？

每时每刻，人类都在消耗地球上大量的煤炭、石油和天然气——构成现代文明基础的化石燃料——没有它们，就没有现代文明。但问题是，人类使用的这些化石燃料实际上是地球过去数十亿年的积累，根本无法在短时间内进行改造。那么，这些化石燃料能为人类维持多久？这个问题没有确切的答案，但根据目前已知的情况，研究人员认为，地球上的化石燃料将持续大约两到三百年，这引起了人们对不远的将来地球上的煤炭、石油和天然气耗尽后会发生什么的担忧。

以下是我们要讨论的内容。科学家告诉我们，煤、石油和天然气是由古代生物体形成的，这些生物体生长所需的能量来自于太阳——换句话说，我们今天使用的化石燃料中所包含的能量实际上是这些古代生物体所储存的太阳能。在太阳的核心有一个持续的核聚变反应，我们可以简单地理解为氢核在高温高压下不断聚合成氦核，在这个过程中由于质量的损失而释放出大量的能量。科学家们认为，如果人类从太阳那里学会了这种技能，那么在未来我们就不必担心能源问题，为什么呢？因为氢是宇宙中最丰富的元素，而且这种元素在地球上随处可见——一个简单的例子是，每一个水分子都含有两个氢原子。

据计算，如果一公斤的氢发生核聚变，它将释放出6300亿（6.3x10^14）焦耳的能量，这大致相当于我们燃烧2万吨普通煤所产生的能量。为此，世界上许多科学家都在研究 可控核聚变，然而，由于 可控核聚变 需要长期保持极高的温度和压力，目前的情况是，人类不可能在 可控核聚变 方面达到完美的效果。然而，由于长期维持受控核聚变需要极高的温度和压力，人类需要很长的时间才能实现它。因此，在实现可控核聚变之前，人类必须考虑其他方法。据资料显示，地球平均每秒接收1.73x10^17瓦的太阳辐射，这相当于燃烧500万吨普通煤炭所产生的能量，因此人类最应该考虑的方法是直接利用太阳辐射到地球的能量。

事实上，人类很早就开始尝试这样做了，目前利用太阳能发电的方法主要有两种：第一种是将太阳能转化为热能，然后通过各种方式将热能转化为电能，如通过半导体（或金属材料）的温差发电，将碱金属的热量转化为电能，利用磁流体发电等。沸水 法也被用来发电。1887年，物理学家海因里希-鲁道夫-赫兹Heinrich Rudolf Hertz发现了一个奇怪的现象：在某些情况下，当光照在金属上时，会使电子从金属中逸出，产生电流，这种现象后来被称为 光电效应。人类利用 光电效应 的另一种方式是将不规则的半导体或半导体和金属的组合暴露在阳光下，在不同部分之间产生电位差，从而产生电压。

尽管人类在这一领域仍面临许多问题，如成本高、能量转换率低、缺乏足够的后备技术来储存电力、太阳能电池板寿命短等，但这些问题与 可控核聚变 所面临的问题不在一个层次。我相信，随着人类技术的进步，所有这些问题在不久的将来都会得到解决。令人鼓舞的是，在过去，人类在太阳能生产领域不断取得进展。到2050年，这一比例可能超过50%。如果是这样，即使地球上的化石燃料可能还能再使用两三百年，但未来的几代人将拥有替代能源。简而言之，我们不必担心当所有的化石燃料——煤炭、石油和天然气——在地球上耗尽时会发生什么。

然而，人们普遍认为，使用化石燃料会向地球大气层释放大量的温室气体，这是导致全球变暖的主要原因，所以我们应该尽量少使用化石燃料。