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1905年 ， 爱因斯坦发表了4篇具有开创性的论文 。 最后两篇就是后来的狭义相对论 ， 其中第二篇是第一篇的补充 ， 探讨的是质量和能量之间的关系 ， 并且提出了著名的质能方程E=mc^2 。
这个方程让我们知道物质是蕴藏着丰富的能量 ， 如果能够让物质实现完全转化 ， 那么物质释放出来的能量就等于质量乘以光速的平方（mc^2 ， 其中光速是3*10^8m/s) 。 所以 ， 通过质能方程 ， 我们就会发现 ， 只要一点点的质量 ， 就可以释放出巨大的能量 。 一直以来 ， 都有个说法：只要一个粉笔头 ， 就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量 。 那这个说法靠谱吗？
物质能完全转化成能量的形式吗？
按照质能方程来看 ， 物质里确实蕴含了大量的能量 。 可问题是 ， 我们很难把一根粉笔完全转化成对应的能量形式 。 按照目前的物理学理论 ， 如果要把物质完全转化成能量 ， 就需要让物质和它的反物质发生湮灭 ， 比如：正电子和电子进行湮灭 ， 就可以获得到完全的转化 。
可是我们要知道 ， 粉笔是由原子构成的 ， 而原子又是由原子核和核外电子构成的 ， 原子核是由质子和中子构成的 ， 而且构成粉笔的原子数量超级多 。 而我们在宇宙中能够找到的反物质都是属于少量的反物质粒子 。 比如：在一些高能的宇宙射线中 ， 找到电子的反物质粒子正电子 。
要制造出一个粉笔的反物质是几乎不可能的事情 ， 因此 ， 也就不可能通过湮灭的方式来实现能量的完全转化 。
假设我们忽略这些 ， 并且找到了办法 ， 可以制造出粉笔的反物质 。 那制造出来的这些能量是不是够烧开地球人100年喝的开水的能量？
如果我们按照一根粉笔是2克的重量来算 ， 那么根据质能方程 ， 2克的粉笔完全转化成能量就是1.8*10^14J 。
而如今全球人口大概是70亿 ， 每个人每天正常的饮水量是1500到2500毫升 ， 我们就按照2L来算 ， 如果都是把水从25度提升到100度 ， 那么根据公式 ， 我们计算得到一个人一天烧开水所需要的能量E是630000J ， 那么70亿人365天烧开水所需要的能量就是1.6*10^18J ， 100年所需要的能量就是1.6*10^20J 。
也就是说 ， 即便是把粉笔全部转化为能量 ， 这个能量要比全球人口100年烧开水所需要的能量小6个数量级 。 把粉笔的能量全部转化成能量仅仅能供给5000人100年烧开水所需要的能量 。 如果要供给全球人口100年烧开水所需要的能量 ， 那大概需要把10万根粉笔完全转化成能量 ， 但这也是忽略了科技水平是不是可以达到这个水准 。
核聚变反应
很多人会说 ， 既然湮灭这条路没法做到 ， 有没有可能用核聚变反应的方式？
在核聚变反应中 ， 氢元素的核聚变反应是最高效的 ， 反应前后也仅仅只有不到1%的质量以能量的形式市释放出来 ， 意味着这比用湮灭的效率低了2个数量还要多一点 。
而粉笔的主要成分是硫酸钙 ， 并不是氢 。 因此 ， 即便是我们想尽一切办法让粉笔进行核聚变反应 ， 这个效率也会远远低于氢元素的核聚变反应 。 因此 ， 这样的效率就会更低一些 。 假设完全湮灭的能量都完全不够 ， 更不要说这种低效的核聚变反应了 。 因此 ， 核聚变反应这条路也是行不通的 ， 目前来看这条路径的技术也依然是达不到的 。 那还有什么办法？
把粉笔扔进黑洞
人类在发射深空探测器时 ， 发射出的探测器速度并不快 ， 但科学家想到了利用大型天体引力弹弓的特点来给飞船加速 。 比如：在科幻片《流浪地球》中 ， 电影里的地球人也想利用木星的引力弹弓效应来给“流浪地球”加速 。
大型天体的引力是可以给做功的 。 如果我们找一个引力巨大的天体 ， 然后从这个天体上往下丢粉笔 ， 那么粉笔在掉落过程中 ， 引力势能就会转化成其他的能量 。 比如 ， 如果我们在地球上扔铅球 ， 铅球会在地上砸一个“坑” ， 这个“坑”就是铅球引力势能转化成物体的动能导致的 。
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