能量有几种不同的字典定义以及物理教科书中的技术版本，但归结为其本质，能量是影响变化的能力。猎人绷紧的弓弦上栖息着一支箭，具有很大的势能。松开弓弦时发生的变化是一支在空中高速射出的箭。这种形式的移动能量被称为动能，它也可以影响变化——比如当箭击中目标时，这意味着猎人的家人当天会吃东西。

能量在我们的宇宙中无处不在。事实上，我们所看到的一切都可以被认为是一场无休止的能量之舞，能量的形式在变化——就像原木燃烧一样，将水煮成咖啡，昏昏沉沉的人去上班，在那里他们可以完成自己的工作并改变周围的世界。能量不断在物体和人中流动，导致我们生活的动荡世界。

负能量

负能量呢？负能量经常在建造虫洞（穿越太空的隧道，旅行者可以立即旅行）或曲速驱动引擎的背景下被提及，这将使我们能够以比光速更快的速度穿越太空。但它是真的吗？

在运动（动能）的世界里，能量是正的。但储存的（潜在）能量并不总是如此。考虑一块位于非常高悬崖边缘的大石头。你知道如果有人把岩石从边缘推开会发生什么：它会以越来越快的速度落到底部并落地，发出巨大的噪音，甚至可能破裂。岩石在悬崖顶部感受到重力的势能，会转化为快速移动的重岩石撞击底部的动能。在物理学语言中，势能被转换成动能。

现在想象两个人看着那块石头，一个人在悬崖底部，另一个人在顶部。他们都看到同样的东西，但他们在岩石落下之前有不同的描述方式。

悬崖底部的人认为周围的区域势能为零——毕竟他们站在地面上。对这个人来说，旁边地面上的物体也零势能，但是悬崖上高高在上的岩石却蕴含着大量的正势能。

悬崖顶端的人有不同的视角。就像悬崖底部的人一样，他们会坚持认为他们的势能为零。在岩石落到悬崖底部后，顶部的人会说它的能量比它在顶部时少得多。因此，这个人会得出结论，岩石在悬崖顶部的势能为零，但在底部的势能为负。

从第三人称的角度来看，我们可以看到，两位观察者都同意岩石在悬崖顶部的势能更多，而在底部的势能更少。不同的是，顶部观察者说岩石撞击地面时具有负势能，而底部观察者说岩石从未有负能量。这强调了势能的数值是任意的，只有差异才重要。

虫洞和曲速驱动器

1935年，阿尔伯特·爱因斯坦和他的学生内森·罗森（Nathan Rosen）正在研究黑洞，他们意识到他们可以找到数学解决方案，其中两个黑洞可以通过称为虫洞的隧道连接起来。假设，物体可以穿过虫洞，需要很少或零的时间才能穿越。唯一的问题是，为了使虫洞保持稳定——这意味着它不会坍塌——他们需要负能量来让它工作。

1994年，理论物理学家Miguel Alcubierre写了一篇论文，提出了一种曲速驱动器，现在称为Alcubierre驱动器，它可以弯曲物体前后的空间 – 即缩短前面的空间并加长后面的空间。普雷斯托！即时星舰企业。然而，他的想法再次需要负能量。

空旷的空间充满了各种各样的场：由周围物体的质量建立的引力场，来自恒星和其他发光物体的电磁场，甚至是亚原子粒子的量子抖动，它们以太快的速度闪烁而无法看到。（这些粒子称为虚拟粒子。

这些场充满了能量。即使重力和电磁源被移除，虚拟粒子仍然存在。空旷的空间有能量。在这种情况下，负能量意味着能量比空白空间少。这就是事情变得困难的地方。没有人知道如何获得比空旷空间更少的能量。如果我们知道怎么做，我们就可以利用这种能量差异并拥有无限的力量。（这个想法被称为零点能量。

在虫洞或曲速驱动器的情况下，物理学家想象了一种质量形式，称为“负质量”，它将产生负重力，从而产生负能量。但这完全是一个理论结构，从未见过。更典型的是，你可能已经看过最近的一个故事，其中科学家报告创造了虫洞的量子模拟。虽然报道是真实的，但这是一个计算模拟，而不是虫洞本身。模拟中的负能量并不是真正的负能量。

负能量是一回事，但这是一个相对的概念。就像我们的悬崖例子一样，人们可以将情况定义为具有负能量，但这与围绕虫洞和曲速驱动器的异国情调和令人兴奋的前景不同。对于这些，你需要找到一种方法将空间本身的能量降低到最小值以下，这不是我们知道如何做的事情。事实上，这可能是（也可能是）不可能的。